摘要：随着我国城市规模不断扩大、人口不断增加，城市防洪排涝形势日趋严峻，城市洪涝灾害治理工程建设与管理的重要性日益凸显。以山东省为例，从城市河道工程表观质量、内部质量、防护项目质量监测等方面，分析了城市河道工程质量监测的内容、方法及结果，为我国城市洪涝灾害治理工程的安全稳定运行提供了参考。
关键词：城市洪涝；河道工程；质量监测
1概述
我国洪涝灾害频发，全国有超过640座城市不同程度受到江河洪水、山洪泥石流以及暴雨内涝等各种类型洪涝灾害的威胁，城市大多滨水而建，防洪排涝设施建设相对滞后，防洪标准偏低，暴雨内涝致灾频繁。从山东省城市洪涝灾害来看，2007年“7•18”济南特大暴雨，济南市瞬间变成了水城，此次特大暴雨降雨过程历时短、强度大。降雨从7月18日17时开始至20时30分减弱，市区1h、2h、3h最大点降雨量分别为151.0mm、167.5mm、180.0mm，均为有气象记录以来历史最大值；市区主要排洪河道小清河的最大行洪流量是1987年“8•26”特大暴雨行洪流量的1.6倍。突如其来的暴雨造成了城区低洼片区积水严重，城区核心地带受灾，大部分路段交通瘫痪，人员财产损失严重。据统计，此次特大暴雨造成30余人死亡、170余人受伤，约33万群众受灾，倒塌房屋1800间，受损车辆800辆，损坏市区道路1.4万m3，冲失井盖500余套，20余条线路停电，140余家企业进水受淹，市内交通一度处于瘫痪状态，全市直接经济损失约13.2亿。从全国城市洪涝灾害来看，仅2016年1—6月我国有15省（自治区、直辖市）遭受洪涝灾害，其中14省（自治区、直辖市）144条河流水位超警戒水位，为近5年以来同期最多，受灾人口955.39万人，因灾死亡83人、失踪13人，倒塌房屋1.77万间，农作物受灾面积6106.4km2，直接经济损失144.47亿元，其中水利设施直接经济损失37.16亿元。随着城市规模不断扩大、人口不断增加，城市暴雨洪涝带来的直接经济损失和间接损失将会越来越大，城市防洪排涝形势日趋严峻，城市防洪安全建设的重要性日益凸显。但由于种种原因，许多现有城市洪涝灾害治理工程存在质量缺陷，部分建筑物出现不同程度的老化、损坏，直接影响工程效益发挥，需对其进行安全质量监测，并开展质量监测关键技术研究。因此，本文以山东省为例，对城市河道工程质量监测进行分析，对加强城市洪涝灾害治理工程建设与管理具有重要的借鉴意义。
2城市河道工程质量监测技术措施
2.1表观质量监测
（1）监测内容。主要监测城市河道工程的外部尺寸、轮廓线、表面平整度、变形缝、结构缝、河道衬砌混凝土等表观质量。（2）监测结果。以山东省某河道桩号0+000至15+000为例，开展城市河道工程的表观质量监测研究，现场监测抽检结果如下：该河道过流断面尺寸基本符合设计值，结构缝缝面顺直，宽度基本均匀，但在河道桩号1+370处，河道护坡预制板缝内生有杂草，中部凸起，凸起高度达5.0cm，开挖表层衬砌板，衬砌板与土工膜间夹土厚度约4.0cm；河道桩号14+000处，河道护坡预制板缝内生有杂草，水位变化区凸起，凸起高度达3.2cm，开挖表层衬砌板，衬砌板与土工膜间夹土厚度约3.0cm。（3）成果分析。①河道外部尺寸、轮廓线分析：通过对该段河道外部尺寸、轮廓线定性和定量分析，河道外部尺寸、轮廓线基本满足相关技术规范要求。②表面平整度分析：通过对河道表面平整度定性和定量分析，河道总体表面平整度满足相关技术规范要求，部分河道混凝土板凸起严重，凸起高度在3.2～17.0cm。③表观质量分析：被监测河道工程运用指标达不到设计标准，河道混凝土板表面平整度较差，河坡河底衬砌不完整，砌缝不整齐，沿线各段均有不同程度的隆起、塌陷处，冻胀变形明显。部分河段杂草丛生，过流糙率加大，已不能满足设计和相关技术规范要求。
2.2内部质量监测
（1）监测内容。针对洪涝灾害治理工程城市河道的混凝土护坡坍塌严重地段随机抽取有代表性的典型断面，进行河道边坡内部质量监测。抽取山东省某河道桩号198+000等多个断面，采用探地雷达无损检测测试分析系统，对河道边坡内部存在的塌陷、掏蚀、空洞等现象进行测试分析研究。（2）监测结果。以山东省某河道桩号198+000右岸为例，开展城市河道工程的内部质量监测研究，现场监测抽检结果如下：通过探地雷达监测河道桩号198+000右岸河道断面发现：测线里程0.5～1.2m、1.8～3.1m、3.4～4.8m、监测面以下2.1m范围内，电磁波同相轴产生数处断裂和凹陷，并伴有环状异常，说明河道边坡内部发生异常。经计算分析，可推断河道边坡内部存在不同程度的塌陷，雷达环状异常则表明被测河道边坡内部浅层存在掏蚀现象，已形成小空洞。（3）成果分析。①内部质量分析：由于被测河道部分河段存在塌陷、掏蚀、空洞等现象，渗漏严重，已不能满足设计防洪减灾要求。通过设计单位计算可以看出，河道在没有采取任何防渗措施情况下，渗漏量高达67m3/s，不符合相关技术规范规定要求，建议采取相应的技术措施对其进行除险加固，确保城市河道工程的安全运行。②安全性分析：通过对被测河道内部质量监测分析，现有河道部分河段存在塌陷、掏蚀、空洞等现象，河道边坡易产生浅层滑动破坏，安全性较差。同时，因渗漏量高，城市河道边坡内极易发生管涌或流土，不符合相关技术规范规定要求，存在安全隐患[3]。
2.3防护项目质量监测
（1）监测内容。城市河道工程防护项目以常规混凝土板河道衬砌为例。对典型河道衬砌混凝土板的抗压强度、抗冻性等物理力学性能和耐久性能进行检测。检测频率按不同生产厂家、不同生产批量随机选取，约每5km随机选取1个断面，每个断面设计水位线以上选取1组抗压试块（抽取预制板1块）和1组抗冻试块（抽取预制板2块），设计水位线以下选取1组抗压及抗冻试块。（2）河道衬砌工程混凝土抗压强度分类评级标准。为保证混凝土结构的可靠性，必须对混凝土进行评定。《混凝土强度检验评定标准》（GB/T50107—2010）是混凝土强度的检验评定方法，也是混凝土抗压强度合格性评定的具体规定，保证混凝土强度符合混凝土工程质量要求。但该标准中并没有提出关于河道安全鉴定质量监测混凝土抗压强度具体的评级分类。在有关水工混凝土建筑物缺陷检测和评估技术规程中，只有对混凝土碳化、混凝土裂缝、混凝土冻融剥蚀等评估进行分类，而无对混凝土抗压强度分类。因此依据《混凝土强度检验评定标准》（GB/T50107-2010）、《水利水电工程施工质量检验与评定规程》（SL/T176—2007）、《水工混凝土建筑物缺陷检测和评估技术规程》（DL/T5251—2010）等技术规范，结合山东省某河道工程，该工程经过近20余年的运行，河道混凝土板衬砌不完整、局部坍陷、出现空洞、杂草丛生，直接影响到工程效益发挥，急需对其进行安全鉴定质量监测，提出了大型河道水工混凝土抗压强度分类评级标准，并开展质量监测关键技术研究，成果如下：水工混凝土抗压强度是其各种物理力学性能指标的全面反映，针对山东省某河道工程安全鉴定质量监测项目，根据其混凝土表观质量、表面状态及抗压强度，将河道衬砌工程混凝土抗压强度划分为4个等级，详见表1。（3）监测结果。①河道衬砌工程混凝土板抗压强度和抗冻性监测。本次通过对山东省某河道桩号0+000—29+8582等7段的现场取样，进行室内混凝土板抗压强度、抗冻性试验，其中抗压强度试验共128组，抗冻标号试验共50组，检测研究结果见表2。②河道衬砌工程混凝土板抗压强度分类评定部分结果示例详见表3。（4）成果分析。①合格性分析：因个别地段河道边坡内部已产生空洞、坍陷，说明河道边坡内部浅层存在掏蚀情况，发生混凝土板隆起、坍塌，表面有裂纹，存在缺损，这些河段衬砌工程混凝土板合格性较差，不满足相关技术规范规定要求。②混凝土板抗压强度级别分析：检测结果发现，河道衬砌工程混凝土板抗压强度分别被评定为C级或D级，因此，建议在该城市洪涝灾害治理河道工程改扩建规划设计中，旧混凝土板（原设计标准C18）的利用率控制在一定比例内。③混凝土板质量分析：由检测结果可以看出，抗压强度有52.34%达到C18，有0.78%达到C30；抗冻性有16%达到F100，均未达到F150，不满足相关技术规范规定要求。
3城市河道工程质量监测结论
通过城市洪涝灾害治理河道工程的专题研究，结合现场检测和室内试验结果，经过综合分析，可得出如下结论：现有城市河道工程经过20余年的运行，已进入整体老化期，渗漏严重。城市河道内杂草丛生，加大了行洪糙率，另外城市河道内也有不同程度的淤积，制约了河道的过流能力。衬砌护坡混凝土板不完整，表面脱皮损坏，局部塌陷或冻胀变形，出现空洞。衬砌板勾缝不密实、缝体有脱落现象，伸缩缝胶泥不完整、出现脱落。混凝土板的物理力学指标不满足相应技术规范要求。部分渠段衬砌在水位变动区因冻胀而产生破坏，衬砌混凝土板坍塌、裂缝严重。部分渠段边坡内部已形成空洞、坍陷，表明渠道边坡内部浅层存在掏蚀现象，造成混凝土板隆起、坍塌。这些渠段边坡易产生浅层滑动破坏，安全性较差；同时，因渗漏量高，城市河道边坡内极易发生管涌或流土，不符合相关技术规范中有关规定要求，已危及到城市居民的生命财产安全。依据《水利水电工程施工质量检验与评定规程》（SL176—2007）和相关规范，被监测的河道工程运用指标达不到设计标准，河道混凝土板衬砌表面不平整，河坡河底衬砌不完整，砌缝不整齐，沿线各段均有程度不同的隆起、塌陷处，冻胀变形明显，多数排水设施堵塞，部分河段杂草丛生，糙率加大，该工程外观质量检测项目测点合格率小于70%，河道工程内部质量和防护项目质量存在诸多问题，河道工程外观质量等级为4级，已不能满足安全使用的要求，急需进行除险加固，确保城市洪涝灾害治理河道工程的安全稳定运行。
4结语
城市洪涝灾害治理工程是我国水利基础设施的重要组成部分，其中城市河流、湖泊等在城市工业供水、生态用水和人畜饮水等水源保证方面均具有十分重要的作用，经济效益和社会效益显著。为此，我国城市防洪减灾工程建设与管理历来受到各级政府的高度重视。但目前一些现有城市防洪减灾水利工程存在着许多严重问题，直接影响工程效益发挥，急需对其进行安全质量鉴定，进行除险加固。我国水利科研工作者通过引入城市洪涝灾害治理工程标准化建筑工程质量监测理念，研究探讨城市洪涝灾害治理河道工程质量监测内容、方法和途径，让不同的技术人员在执行同样的、相似的城市洪涝灾害治理河道工程安全鉴定质量监测工作时能有同样的规则去遵守，从而提高城市洪涝灾害治理水利工程质量监测的活动质量、过程质量和成果质量。