頂管技術在污水管道工程設計中的應用

張鵬程

（中國華西工程設計建設有限公司深圳分公司，廣東 深圳518000）

1 工程概況

本項目位于珠海市香洲區港澳大道保利國際廣場北側，該路段有DN600 污水管道坍塌，長約200 米，經管線探測，部分管道已無法找到，本項目對坍塌管段進行新建。

2 基礎資料

2.1 原設計污水管道情況

該路段標高約5.2 米，污水管內底標高約-1.4 米，管道埋深約6.6 米，管頂覆土約6.0 米，采用的管材為HDPE 管。

2.2 現狀管線情況

從機動車道從北往南依次為： ①綜合管廊（BXH=5000X3200，結構內底約-1.0m）；②BxH=1200x1000 雨水渠（埋深約3.0m）；③1400x1000-10kv 電纜溝；④DN600 污水管（埋深約6.6m）；⑤100x100-220V 電纜線；⑥DN300 冷凍管（位于河道樁頂）；⑦DN800 冷氣管（位于河道樁頂）；⑧DN300 給水管（埋深約1.6m）。河道樁、橋梁樁（承臺頂標高1.6m）、河道（底標高0.5m）。

圖1 管線綜合橫斷面圖

2.3 根據原道路設計路基處理資料，采用預壓方式進行地基處理。根據橋梁勘察的鉆孔，有20cm左右的塊石。

2.4 地質概況

①-3.0m～3.0m 為素填土層，褐灰色，松散，很濕；主要由黏土組成、夾少量中粗砂、碎石塊及貝殼碎屑，土質不甚均勻。②-1.0m～-13.6m 為淤泥層，灰黑色，流塑，飽和，微含有機質，味臭，斷續夾薄層粗砂及少量貝殼，局部為淤泥質土。③-10.0m 以下為主要為風化 巖。 說 明 -1.0m～-3.0m、-10.0m～-13.6m 不同段地質情況不同。

圖2 污水管道平面圖

3 方案比選

3.1 主要問題及設計難點

圖3 污水管道縱斷面圖

（1） 地下水位高且具有腐蝕性、土質較差。

場地環境類型屬Ⅱ類。根據地下水水質腐蝕性指標，按《巖土工程勘察規范》之12.2.1～12.2.4 條對場地地下水進行評價：

在干濕交替及無干濕交替作用條件下，對混凝土結構有微腐蝕性。在弱透水層中對混凝土結構有微腐蝕性；在長期浸水狀態下對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有微腐蝕性，在干濕交替狀態下對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有強腐蝕性。

土的腐蝕性評價：

在干濕交替及無干濕交替作用條件下，對混凝土結構有微腐蝕性。在弱透水層中對混凝土結構有微腐蝕性；對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有弱腐蝕性；對鋼結構有微腐蝕性。

（2）地面以下6 米至13 米為淤泥層，設計污水管道埋深為6 米，地基承載力不足。

（3）管線復雜。沿線有多種管線，且其它管線埋深較大，開挖施工對其它影響影響很大。

3.2 方案一

按常規頂管施工。頂管管徑一般大于等于DN800，頂管工作機的尺寸凈空最小采用5000mm，考慮結構厚度，約6500mm，該段管廊和河道支護樁最小處間距約9m，每側空間約1.0m。間距太小，施工中對管廊、河道支護樁、橋梁墩柱及承臺影響大，負面影響難以評估，若對管廊產生擾動，修復難度大，橋梁基礎擾動，則無法修復。現狀污水管道為塑料管，施工中可能會影響施工頂進，建議選用具有破碎功能的機頭。需對現狀給水、電力、雨水管道遷改。

3.3 方案二

采用二程式小型頂管機，頂管工作機、接收井規格可做到內徑2000mm，外徑3200mm，位置滿足要求。但其設備小，遇到土層中的石塊難以通過，可實時性難度大。

3.4 方案三

更改管線位置，該段管道沿著河道繞出來。目前河道已做蓋板，且河道底標高為0.50m，污水管道底標高為-1.4m，開挖工作量大。施工難度大，難以實施。

3.5 方案四

在原位置開挖施工，埋設約6.6m，打樁（鋼板樁/支護樁）長度約12m，打鋼板樁震動可能影響管廊和河道支護樁及河道上蓋板的結構安全，采用灌注樁等位置偏小，完成后其他管道管位難以按規范要求布置（該道路現狀管線基本按規范最小凈距離布置，如有其他變動難以滿足要求）。同時需對給水、電力、雨水管道進行遷改。

3.6 經以上分析，決定采用方案一。

4 方案設計

4.1 方案

沿現狀污水管位，采用泥水平衡機頭頂管施工。管材管徑為DN1000Ⅲ鋼筋混凝土管，頂管工作井、接收井及管道沿線采用高壓旋噴樁處理地基。頂管中部采用開挖方式加設污水檢查井，起止點與現狀管連接采用開挖施工。

4.2 管線遷改

對工作井、接收井范圍內的管線進行遷改，對高壓旋噴樁有影響的管線主要以加固保護為主，必要時進行遷改。

5 結論

泥水平衡頂管技術具有諸多優點，廣泛適用于市政給排水管網，在本工程中得到了很好的應用，妥善地解決了地下管線復雜跟地質不良的問題。