何亮

（珠海华昕开发建设有限公司，广东 珠海519000）

1 引言

市政管道埋置于道路设计标高以下几米至十余米，管道埋设施工常用的方法主要有2 种：支护开挖和顶管施工。支护开挖是为保证基坑开挖时管道施工安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施[1]，普遍采用拉森钢板桩支护形式。顶管施工是一种非开挖式的施工方法，不需要对地面进行开挖，通过顶进的方式穿越公路、地面建筑等，完成管道敷设[2]，随着管道埋深的加大及周边环境愈发复杂，目前采用顶管施工的项目越来越多。在管道敷设施工方案比选中，需要对这2 种方案进行比较，确保在安全的前提下，节约工程造价。

本文结合某工程污水管道敷设工程，综合考虑安全和经济2 方面的因素，对支护开挖和顶管施工2 种方案进行比选，分析结果可为类似管道敷设施工方案比选提供参考。

2 工程背景

2.1 工程概况

拟建道路为城市主干路，设计全长6 542.480m，双向六车道，路幅宽度为70m。设计路面标高约为15～18m，地面标高为11.69～15.19m。污水管埋深在道路设计标高以下2～11m。

2.2 场地地质条件

根据勘察报告，场区地层自上而下有：①1 杂填土：中密～密实，湿～饱和，层厚0.30～3.60m，平均1.59m；①2 素填土：松散，为近期堆填而成，欠压实，稍湿，主要由砂质黏性土、粉质黏土及少量中粗砂组成，局部含少量粒径为2cm 的石英砂，层厚0.30～0.70m，平均0.54m；①3 耕植土：可塑，黏性土及少量砂粒组成，含少量植物根系，层厚0.40～0.50m，平均0.42m；②1 粉质黏土：可塑，局部软塑，湿，黏性较好，局部夹少量粉砂，层厚0.50～14.90m，平均4.74m；②2 粉细砂：表层粉细砂呈松散状，15～20m孔深时呈稍密-中密状，饱和，含少量黏粒，层厚0.50～9.10m，平均2.65m；②3 淤泥质土：流塑～软塑，饱和，含有机质及腐殖质，局部为泥炭质土，层厚0.80～10.6m，平均4.28m；②4 粗砾砂：稍密～中密，饱和，主要成分为石英，级配良好，粒径以0.5～2.0cm为主，含少量卵石，层厚1.80～5.90m，平均4.13m。

3 施工方案比选

3.1 钢板桩支护开挖

污水管埋深为2.0～11m。根据地质条件，当采用钢板桩支护时，对于不同的基坑开挖深度应考虑采用不同尺寸、型号及支撑道数的钢板桩支护。钢板桩支护施工时，应首先打入钢板桩，随后开挖至第一道支撑底面50cm，抽干积水，设置第一道支撑，采取有效措施顶进。依次开挖并设置横撑直至坑底，抽干积水，铺设中粗砂垫层和污水管，边回填边拆除横撑，直至回填至桩顶标高，拔出钢板桩，进行下一个施工段的施工。钢板桩典型支护剖面如图1 所示。

图1 钢板桩典型支护剖面图

3.2 顶管施工

顶管设置内径为7.5m 的工作井，内径为4.0m 的接收井，外围采用双排咬合直径500mm 的水泥搅拌桩止水帷幕，顶管工作井及接收井设计图如图2 所示。

图2 顶管工作井及接收井设计图

管道顶进施工时，采用逆作法进行工作井和接收井的施工。首先在井外围施工双排水泥搅拌桩止水帷幕，随后由上至下一圈一圈地往下进行开挖，开挖一圈井壁所在土层随后立即浇筑井壁结构，然后继续往下施工直至井底标高[3]。管道的工作井完成后在其内安装管道顶进设备，将管道顶进土层，边顶进边挖土，将管段逐节顶入土层内，直至顶到接收井。

3.3 方案比选

施工方案进行比选时，需要综合考虑安全和经济2 方面。其中，安全既要保证管道施工时的安全，又要保证施工对于周边环境的影响小，经济上要综合考虑施工造价和施工难易程度。

以每600m 为计算段，钢板桩支护开挖和顶管施工造价对比如图3 曲线所示。由图3 可知，埋深＞6.5m 时支护开挖造价高于顶管施工，埋深≤6.5m 时，顶管施工造价高于支护开挖。

图3 钢板桩支护开挖和顶管施工造价对比曲线

埋深较浅时顶管施工易引起土体隆起或下沉，对周边环境产生不利影响[4]。埋深较大时采取支护开挖地表沉降或变形较大，施工安全性较差，本工程所在场地附近分布有桥梁及构筑物，综合经济和安全2 方面的因素，管道埋深大于6.5m 时采用顶管施工方案，埋深小于6.5m 时采用钢板桩支护方案。

4 结论

从经安全和经济性2 方面分析，埋深小于6.5m 时，钢板桩支护开挖安全风险较小，造价合理；埋深大于6.5m 时顶管施工方案的安全性较高，造价合理。