巖層環境下市政管網頂管與明挖施工造價對比研究

胡丹萍，陳敘笛

（瀘州職業技術學院建筑工程學院，四川 瀘州 646000）

市政基礎設施的快速發展使得市政雨污管網改造加快，政府投資不斷加大。目前，大部分市政基礎設施建設投資來源于財政資金，隨著市政工程規模擴大，工程投資成為制約市政雨污管網改造的重要因素。當雨污管網穿越交通樞紐，施工作業會給市民生活、工作帶來諸多不變，如何選擇既對施工環境影響較小，又能節省投資的施工方案，成為投資方必須考慮的重要話題。常用的市政管道敷設方式有明挖施工和頂管施工。明挖施工是指一種先將地面挖開，在露天情況下埋設管道，然后再覆蓋回填的地下工程施工方法。該方法施工技術簡單、快速、經濟，但阻斷交通時間較長，噪聲與震動較大。在交通繁忙的重要樞紐地段或鄰近建筑物較多，不適合進行明挖施工的時候，頂管施工成為了較為經濟的替代方案。頂管施工即在工作坑內借助頂進設備產生的頂力，將管道按設計的坡度頂入土中，并將土方運走的施工方式。其優點在于對周圍環境影響較小，施工場地小，噪音小，而且能夠深入地下作業，這是明挖埋管無法比擬的優點。但該技術施工時間較長，工程造價較高。本文通過L市配套管網二期工程為例，研究巖層環境下市政管網頂管施工與明挖施工造價，對比帶來的經濟效益，選擇最優施工方案。

1 巖層環境下頂管與明挖施工方案分析

L市位于西南地區，該市地質巖層多為砂巖，若采用頂管施工，L市所在省份定額缺項，且施工機械無法頂進，需先開孔，再將管頂入。經與相關單位溝通及根據L市以往頂管工程施工實際經驗，可采用水鉆進行開孔，再將管子頂入。其工序包括工作井與接收井水磚石方、工作井與接收井井底與井壁混凝土支護、頂管水鉆石方、管道頂進、余方外運等。

若采用明挖施工，工序包括拆除路面、破碎機破碎石方、裝運卸石渣、管溝支護、管基砌筑、管道敷設、管溝回填、路面恢復等。

從工序上看，巖層環境下，頂管施工影響造價的主要因素為管道埋深與頂進方式等；明挖施工影響造價的主要因素為管道埋深、開挖方式、支護方式、路面恢復等。若采用放坡開挖，支護費用可降低，但路面破壞面積加大，路面恢復費用會增加，交通疏散費用亦增加。

2 巖層環境下頂管與明挖施工造價分析

2.1 明挖施工造價分析

L市配套管網二期工程管道埋深4～8m不等，地勘報告顯示，管道埋于砂巖與泥質砂巖中，石渣棄于15km外的棄土場，棄方場地費按10元/m3計算，材料價格參照L市2020年10期信息價及市場價。

污水埋地管網采用鋼筋混凝土管，承插式橡膠圈接口，管底基礎為砂石基層與混凝土基礎，管徑為800～2200不等。溝槽開挖斷面圖中分層開挖預留平臺寬度暫按3m計算，溝槽支護開挖及回填采用拉伸鋼板樁連續打入形成鋼擋土板；拉伸鋼板樁嵌入土層的深度需大于等于上部開挖溝槽的深度，經市場調查，拉伸鋼板樁的標準規格為6m、9m、12m、15m、18m，因此，若溝槽深度為4m，則拉伸鋼板樁按9m的計算。

以二級鋼筋混凝土管d800，覆土4m深為例，明挖施工造價分析見表1。

表1 明挖施工造價分析表

覆土深度為4m、5m、6m、7m、8m明挖造價指標見表2。

表2 不同覆土深度明挖造價指標分析表

2.2 頂管施工造價分析

本次分析按水鉆開孔考慮，以d800三級鋼筋混凝土專用頂進管，覆土4m深為例，工作井尺寸為4900×2200，接收井為φ2500，工作井在完成頂管施工后廢除，在井內重新修建檢查井。頂管施工造價分析見表3。

表3 頂管施工造價分析表

覆土深度為4m、5m、6m、7m、8m的造價指標見表4。

表4 不同覆土深度頂管造價指標分析表

2.3 巖層環境下不同覆土深度頂管與明挖施工造價對比分析

以管徑為d800鋼筋混凝土管為例，巖層環境下不同覆土深度頂管與明挖施工造價對比分析見圖1。

圖1 巖層環境下不同覆土深度頂管與明挖施工造價對比分析

通過分析可知，在巖層環境下，同一管徑的管道采用頂管施工和明挖施工造價指標變化曲線不同。當覆土較淺時，明挖施工顯得較為經濟，頂管施工造價較高。隨著覆土加深，明挖施工造價大幅上升，而頂管施工造價變化則相對緩慢；當覆土深度接近8m時，明挖施工造價超過頂管施工，原因在于埋深越大，管溝支護費用越高，造價上升越快。

3 基本結論

巖層地區地下管網施工，當場地條件不受限制，不考慮車輛和行人通行，開挖地面恢復工程造價不高，鄰近無地下管線工程等情況時，開挖深度較淺宜選擇明挖施工方案，開挖深度較深，則宜選擇頂管施工方案；當場地條件受限，交通流量較大，交通疏散費用較高，開挖地面恢復工程造價過高，或者施工地點位于商業或者工業地區，則宜選擇頂管施工方案。綜上，施工方案選擇要根據工程的實際情況，全面考慮，應在滿足各類施工條件下，盡量降低工程造價，選擇更合理的施工方案。