岩层环境下市政管网顶管与明挖施工造价对比研究

胡丹萍，陈叙笛

（泸州职业技术学院建筑工程学院，四川 泸州 646000）

市政基础设施的快速发展使得市政雨污管网改造加快，政府投资不断加大。目前，大部分市政基础设施建设投资来源于财政资金，随着市政工程规模扩大，工程投资成为制约市政雨污管网改造的重要因素。当雨污管网穿越交通枢纽，施工作业会给市民生活、工作带来诸多不变，如何选择既对施工环境影响较小，又能节省投资的施工方案，成为投资方必须考虑的重要话题。常用的市政管道敷设方式有明挖施工和顶管施工。明挖施工是指一种先将地面挖开，在露天情况下埋设管道，然后再覆盖回填的地下工程施工方法。该方法施工技术简单、快速、经济，但阻断交通时间较长，噪声与震动较大。在交通繁忙的重要枢纽地段或邻近建筑物较多，不适合进行明挖施工的时候，顶管施工成为了较为经济的替代方案。顶管施工即在工作坑内借助顶进设备产生的顶力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走的施工方式。其优点在于对周围环境影响较小，施工场地小，噪音小，而且能够深入地下作业，这是明挖埋管无法比拟的优点。但该技术施工时间较长，工程造价较高。本文通过L市配套管网二期工程为例，研究岩层环境下市政管网顶管施工与明挖施工造价，对比带来的经济效益，选择最优施工方案。

1 岩层环境下顶管与明挖施工方案分析

L市位于西南地区，该市地质岩层多为砂岩，若采用顶管施工，L市所在省份定额缺项，且施工机械无法顶进，需先开孔，再将管顶入。经与相关单位沟通及根据L市以往顶管工程施工实际经验，可采用水钻进行开孔，再将管子顶入。其工序包括工作井与接收井水砖石方、工作井与接收井井底与井壁混凝土支护、顶管水钻石方、管道顶进、余方外运等。

若采用明挖施工，工序包括拆除路面、破碎机破碎石方、装运卸石渣、管沟支护、管基砌筑、管道敷设、管沟回填、路面恢复等。

从工序上看，岩层环境下，顶管施工影响造价的主要因素为管道埋深与顶进方式等；明挖施工影响造价的主要因素为管道埋深、开挖方式、支护方式、路面恢复等。若采用放坡开挖，支护费用可降低，但路面破坏面积加大，路面恢复费用会增加，交通疏散费用亦增加。

2 岩层环境下顶管与明挖施工造价分析

2.1 明挖施工造价分析

L市配套管网二期工程管道埋深4～8m不等，地勘报告显示，管道埋于砂岩与泥质砂岩中，石渣弃于15km外的弃土场，弃方场地费按10元/m3计算，材料价格参照L市2020年10期信息价及市场价。

污水埋地管网采用钢筋混凝土管，承插式橡胶圈接口，管底基础为砂石基层与混凝土基础，管径为800～2200不等。沟槽开挖断面图中分层开挖预留平台宽度暂按3m计算，沟槽支护开挖及回填采用拉伸钢板桩连续打入形成钢挡土板；拉伸钢板桩嵌入土层的深度需大于等于上部开挖沟槽的深度，经市场调查，拉伸钢板桩的标准规格为6m、9m、12m、15m、18m，因此，若沟槽深度为4m，则拉伸钢板桩按9m的计算。

以二级钢筋混凝土管d800，覆土4m深为例，明挖施工造价分析见表1。

表1 明挖施工造价分析表

覆土深度为4m、5m、6m、7m、8m明挖造价指标见表2。

表2 不同覆土深度明挖造价指标分析表

2.2 顶管施工造价分析

本次分析按水钻开孔考虑，以d800三级钢筋混凝土专用顶进管，覆土4m深为例，工作井尺寸为4900×2200，接收井为φ2500，工作井在完成顶管施工后废除，在井内重新修建检查井。顶管施工造价分析见表3。

表3 顶管施工造价分析表

覆土深度为4m、5m、6m、7m、8m的造价指标见表4。

表4 不同覆土深度顶管造价指标分析表

2.3 岩层环境下不同覆土深度顶管与明挖施工造价对比分析

以管径为d800钢筋混凝土管为例，岩层环境下不同覆土深度顶管与明挖施工造价对比分析见图1。

图1 岩层环境下不同覆土深度顶管与明挖施工造价对比分析

通过分析可知，在岩层环境下，同一管径的管道采用顶管施工和明挖施工造价指标变化曲线不同。当覆土较浅时，明挖施工显得较为经济，顶管施工造价较高。随着覆土加深，明挖施工造价大幅上升，而顶管施工造价变化则相对缓慢；当覆土深度接近8m时，明挖施工造价超过顶管施工，原因在于埋深越大，管沟支护费用越高，造价上升越快。

3 基本结论

岩层地区地下管网施工，当场地条件不受限制，不考虑车辆和行人通行，开挖地面恢复工程造价不高，邻近无地下管线工程等情况时，开挖深度较浅宜选择明挖施工方案，开挖深度较深，则宜选择顶管施工方案；当场地条件受限，交通流量较大，交通疏散费用较高，开挖地面恢复工程造价过高，或者施工地点位于商业或者工业地区，则宜选择顶管施工方案。综上，施工方案选择要根据工程的实际情况，全面考虑，应在满足各类施工条件下，尽量降低工程造价，选择更合理的施工方案。