市政深埋污水管道敷設施工方案比選

何亮

（珠海華昕開發建設有限公司，廣東 珠海519000）

1 引言

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

本文結合某工程污水管道敷設工程，綜合考慮安全和經濟2 方面的因素，對支護開挖和頂管施工2 種方案進行比選，分析結果可為類似管道敷設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，設計全長6 542.480m，雙向六車道，路幅寬度為70m。設計路面標高約為15～18m，地面標高為11.69～15.19m。污水管埋深在道路設計標高以下2～11m。

2.2 場地地質條件

根據勘察報告，場區地層自上而下有：①1 雜填土：中密～密實，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，稍濕，主要由砂質黏性土、粉質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 粉細砂：表層粉細砂呈松散狀，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 淤泥質土：流塑～軟塑，飽和，含有機質及腐殖質，局部為泥炭質土，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 鋼板樁支護開挖

污水管埋深為2.0～11m。根據地質條件，當采用鋼板樁支護時，對于不同的基坑開挖深度應考慮采用不同尺寸、型號及支撐道數的鋼板樁支護。鋼板樁支護施工時，應首先打入鋼板樁，隨后開挖至第一道支撐底面50cm，抽干積水，設置第一道支撐，采取有效措施頂進。依次開挖并設置橫撐直至坑底，抽干積水，鋪設中粗砂墊層和污水管，邊回填邊拆除橫撐，直至回填至樁頂標高，拔出鋼板樁，進行下一個施工段的施工。鋼板樁典型支護剖面如圖1 所示。

圖1 鋼板樁典型支護剖面圖

3.2 頂管施工

頂管設置內徑為7.5m 的工作井，內徑為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計圖如圖2 所示。

圖2 頂管工作井及接收井設計圖

管道頂進施工時，采用逆作法進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行開挖，開挖一圈井壁所在土層隨后立即澆筑井壁結構，然后繼續往下施工直至井底標高[3]。管道的工作井完成后在其內安裝管道頂進設備，將管道頂進土層，邊頂進邊挖土，將管段逐節頂入土層內，直至頂到接收井。

3.3 方案比選

施工方案進行比選時，需要綜合考慮安全和經濟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境的影響小，經濟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開挖。

圖3 鋼板樁支護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，對周邊環境產生不利影響[4]。埋深較大時采取支護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筑物，綜合經濟和安全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 時采用鋼板樁支護方案。

4 結論

從經安全和經濟性2 方面分析，埋深小于6.5m 時，鋼板樁支護開挖安全風險較小，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。