陈能

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510010）

1 工程概况

本工程位于广州市番禺区境内，原水管道起点为番禺区紫坭岛，管道终点为番禺区石碁镇石碁水厂，总设计规模为55 万m3/d，新建原水管道管径为DN2200，项目建成后，将为番禺区第一水厂、第二水厂和石碁水厂供应原水，工程总平面如图1所示。原水管道途中需穿越紫坭河和市桥水道，管道过河方式为本工程的重要节点，其结果将极大影响工程的施工质量。因此，本文将结合工程的具体情况，对大型原水管道工程的过河方式进行具体地分析。

图1 工程总平面

2 过河方式概述

常用穿越河流的方法主要有沉管施工、顶管施工和围堰施工以及架管施工，而对于大型原水管道在穿越较大河涌时，架管施工不适用于该类型工程，因此下面将对于沉管施工、顶管施工和围堰施工进行比较分析。

2.1 沉管施工

沉管施工需要在水下进行施工作业，目前主流的沉管施工方式是采用一次性整体沉管铺设的方法，即先把管道分段组对拼装，然后再在水上将整段沉管段按设计图纸进行连接，整体浮运至设计位置后再整体沉放。沉管施工适合于在河床比较稳定且河涌水流不急的河道，河道河床稳定在施工时能顺利地在河床下开挖沟槽，同时沉管施工需要在水上对管道进行整体浮运和沉放，这都需要河涌的水流流速较缓以便施工。采用该种过河方式的优势在于：①工程投资较低，整体的施工工期较短；②其适用的河涌水深范围较大，且除了少量的水下作业外，大部分工作均为水上作业，施工较为安全。其缺点是对河道通航有较大影响；水上作业设备要求多，施工空间要求较大，不适用一般的较小河流；水底开挖过程对河道及周边环境有一定程度影响。

2.2 顶管施工

顶管施工是一项专业性高、施工难度大、技术标准高、造价相对较高的工艺[1]，主要是借助顶推装置，将设计管道逐节顶进的非开挖施工技术，广泛用于市政燃气，石油化工等管道工程，该技术日趋成熟，体现经济合理、安全适用、普及程度高等特点，有效弥补开挖施工的缺点，在城市建设中更能充分体现顶管的优势。顶管施工的优势在于除顶管井以外无须进行开挖，对地面的破坏以及交通的影响较小，而且一般顶管管道的埋深较深，可有效避开现状管线，但同时也导致顶管的费用较高。

2.3 围堰施工

河涌围堰施工即明挖的一种，围堰止水主要依靠钢板桩锁口的紧密性，同时围堰间的土袋粘土也能起到有效的减渗作用[2]。在工程建设中先修筑水中围堰以防止水和土进入管道设计位置，再在围堰内排水开挖基坑，敷设管道，在工程主体结构完工后，回填基坑土至设计面，再拆除围堰，恢复河涌原始面貌。围堰一般在用完后拆除，围堰高度高于施工期内可能出现的最高水位。围堰施工一般建议在河涌枯水期进行，宜分段施工，这样可避免对河涌改道引流。对于有通航要求的河涌，分段施工时尚应尽量减小对通航影响。分段围堰施工的优点：

（1）施工周期快，可两个方向同时进行；

（2）埋深相对较浅，不必像顶管段有埋深要求，只需满足抗浮要求即可；

（3）施工质量能较好地控制，防水质量有保证。

3 工程实例分析

管道过河方案的选择需要结合地形、地貌、地质、通航、工期、城市防洪等因素，通过技术经济比较来确定[3]。本工程跨越多处河流及河涌，其中最主要的分别为紫坭河及市桥河，方紫坭河水面宽度约150m，市桥河水面宽度约320m，鉴于不同过河处存在地质情况差异、两岸河堤情况不同、河流水文情况差异、河床底深度、河流冲刷及流速等，需根据具体过河情况分别提出可行性高、安全风险低、经济性好的方案。根据本工程的具体情况，各过河施工方式的比选见表1。

表1 管道穿越河流方式的比选

通过以上几种穿越方式的比较，由于紫坭河和市桥水道的河道宽度大，属于区域主河道，不具备围堰开挖条件，且若采用顶管施工工艺，顶进长度超过150m，地质变化可能性大，安全风险较高，施工工期也难以保证，并且顶管施工的工程费用较高，因此本工程采用沉管施工的过河方式进行施工。沉管段的设计应符合航道的管理规定，其管道顶部高程应在规划航道底标高4m以下，且沉管段的平直段应满足通航要求。

根据上述要求，本工程过紫坭河河床底部超过4m 的覆土段不小于140m，过市桥水道河床底部超过4m 的覆土段不小于180m，以保障航行安全。本工程沉管施工的典型剖面如图2所示。

图2 沉管施工典型剖面

4 结语

综上所述，本工程两处过河道处根据现场实际情况，且考虑到工期以及施工安全等方面，采用了沉管施工的过河方式，对后续类似的工程具有重要的参考意义。对于实际工程，采用何种过河方式，还是需要根据具体工程的实际情况，综合考虑造价、施工安全以及航道等权属部门的意见等方面，进行深度工艺比选论证才能最终确定最优的方案。