市政深埋污水管道敷設(shè)施工方案比選

何亮

（珠海華昕開發(fā)建設(shè)有限公司，廣東 珠海519000）

1 引言

市政管道埋置于道路設(shè)計標(biāo)高以下幾米至十余米，管道埋設(shè)施工常用的方法主要有2 種：支護(hù)開挖和頂管施工。支護(hù)開挖是為保證基坑開挖時管道施工安全，對基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施[1]，普遍采用拉森鋼板樁支護(hù)形式。頂管施工是一種非開挖式的施工方法，不需要對地面進(jìn)行開挖，通過頂進(jìn)的方式穿越公路、地面建筑等，完成管道敷設(shè)[2]，隨著管道埋深的加大及周邊環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜，目前采用頂管施工的項(xiàng)目越來越多。在管道敷設(shè)施工方案比選中，需要對這2 種方案進(jìn)行比較，確保在安全的前提下，節(jié)約工程造價。

本文結(jié)合某工程污水管道敷設(shè)工程，綜合考慮安全和經(jīng)濟(jì)2 方面的因素，對支護(hù)開挖和頂管施工2 種方案進(jìn)行比選，分析結(jié)果可為類似管道敷設(shè)施工方案比選提供參考。

2 工程背景

2.1 工程概況

擬建道路為城市主干路，設(shè)計全長6 542.480m，雙向六車道，路幅寬度為70m。設(shè)計路面標(biāo)高約為15～18m，地面標(biāo)高為11.69～15.19m。污水管埋深在道路設(shè)計標(biāo)高以下2～11m。

2.2 場地地質(zhì)條件

根據(jù)勘察報告，場區(qū)地層自上而下有：①1 雜填土：中密～密實(shí)，濕～飽和，層厚0.30～3.60m，平均1.59m；①2 素填土：松散，為近期堆填而成，欠壓實(shí)，稍濕，主要由砂質(zhì)黏性土、粉質(zhì)黏土及少量中粗砂組成，局部含少量粒徑為2cm 的石英砂，層厚0.30～0.70m，平均0.54m；①3 耕植土：可塑，黏性土及少量砂粒組成，含少量植物根系，層厚0.40～0.50m，平均0.42m；②1 粉質(zhì)黏土：可塑，局部軟塑，濕，黏性較好，局部夾少量粉砂，層厚0.50～14.90m，平均4.74m；②2 粉細(xì)砂：表層粉細(xì)砂呈松散狀，15～20m孔深時呈稍密-中密狀，飽和，含少量黏粒，層厚0.50～9.10m，平均2.65m；②3 淤泥質(zhì)土：流塑～軟塑，飽和，含有機(jī)質(zhì)及腐殖質(zhì)，局部為泥炭質(zhì)土，層厚0.80～10.6m，平均4.28m；②4 粗礫砂：稍密～中密，飽和，主要成分為石英，級配良好，粒徑以0.5～2.0cm為主，含少量卵石，層厚1.80～5.90m，平均4.13m。

3 施工方案比選

3.1 鋼板樁支護(hù)開挖

污水管埋深為2.0～11m。根據(jù)地質(zhì)條件，當(dāng)采用鋼板樁支護(hù)時，對于不同的基坑開挖深度應(yīng)考慮采用不同尺寸、型號及支撐道數(shù)的鋼板樁支護(hù)。鋼板樁支護(hù)施工時，應(yīng)首先打入鋼板樁，隨后開挖至第一道支撐底面50cm，抽干積水，設(shè)置第一道支撐，采取有效措施頂進(jìn)。依次開挖并設(shè)置橫撐直至坑底，抽干積水，鋪設(shè)中粗砂墊層和污水管，邊回填邊拆除橫撐，直至回填至樁頂標(biāo)高，拔出鋼板樁，進(jìn)行下一個施工段的施工。鋼板樁典型支護(hù)剖面如圖1 所示。

圖1 鋼板樁典型支護(hù)剖面圖

3.2 頂管施工

頂管設(shè)置內(nèi)徑為7.5m 的工作井，內(nèi)徑為4.0m 的接收井，外圍采用雙排咬合直徑500mm 的水泥攪拌樁止水帷幕，頂管工作井及接收井設(shè)計圖如圖2 所示。

圖2 頂管工作井及接收井設(shè)計圖

管道頂進(jìn)施工時，采用逆作法進(jìn)行工作井和接收井的施工。首先在井外圍施工雙排水泥攪拌樁止水帷幕，隨后由上至下一圈一圈地往下進(jìn)行開挖，開挖一圈井壁所在土層隨后立即澆筑井壁結(jié)構(gòu)，然后繼續(xù)往下施工直至井底標(biāo)高[3]。管道的工作井完成后在其內(nèi)安裝管道頂進(jìn)設(shè)備，將管道頂進(jìn)土層，邊頂進(jìn)邊挖土，將管段逐節(jié)頂入土層內(nèi)，直至頂?shù)浇邮站?/p>

3.3 方案比選

施工方案進(jìn)行比選時，需要綜合考慮安全和經(jīng)濟(jì)2 方面。其中，安全既要保證管道施工時的安全，又要保證施工對于周邊環(huán)境的影響小，經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮施工造價和施工難易程度。

以每600m 為計算段，鋼板樁支護(hù)開挖和頂管施工造價對比如圖3 曲線所示。由圖3 可知，埋深＞6.5m 時支護(hù)開挖造價高于頂管施工，埋深≤6.5m 時，頂管施工造價高于支護(hù)開挖。

圖3 鋼板樁支護(hù)開挖和頂管施工造價對比曲線

埋深較淺時頂管施工易引起土體隆起或下沉，對周邊環(huán)境產(chǎn)生不利影響[4]。埋深較大時采取支護(hù)開挖地表沉降或變形較大，施工安全性較差，本工程所在場地附近分布有橋梁及構(gòu)筑物，綜合經(jīng)濟(jì)和安全2 方面的因素，管道埋深大于6.5m 時采用頂管施工方案，埋深小于6.5m 時采用鋼板樁支護(hù)方案。

4 結(jié)論

從經(jīng)安全和經(jīng)濟(jì)性2 方面分析，埋深小于6.5m 時，鋼板樁支護(hù)開挖安全風(fēng)險較小，造價合理；埋深大于6.5m 時頂管施工方案的安全性較高，造價合理。