頂管技術(shù)在污水管道工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張鵬程

（中國(guó)華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司深圳分公司，廣東 深圳518000）

1 工程概況

本項(xiàng)目位于珠海市香洲區(qū)港澳大道保利國(guó)際廣場(chǎng)北側(cè)，該路段有DN600 污水管道坍塌，長(zhǎng)約200 米，經(jīng)管線探測(cè)，部分管道已無(wú)法找到，本項(xiàng)目對(duì)坍塌管段進(jìn)行新建。

2 基礎(chǔ)資料

2.1 原設(shè)計(jì)污水管道情況

該路段標(biāo)高約5.2 米，污水管內(nèi)底標(biāo)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(xiàn)狀管線情況

從機(jī)動(dòng)車道從北往南依次為： ①綜合管廊（BXH=5000X3200，結(jié)構(gòu)內(nèi)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；⑥D(zhuǎn)N300 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(tái)頂標(biāo)高1.6m）、河道（底標(biāo)高0.5m）。

圖1 管線綜合橫斷面圖

2.3 根據(jù)原道路設(shè)計(jì)路基處理資料，采用預(yù)壓方式進(jìn)行地基處理。根據(jù)橋梁勘察的鉆孔，有20cm左右的塊石。

2.4 地質(zhì)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(zhì)不甚均勻。②-1.0m～-13.6m 為淤泥層，灰黑色，流塑，飽和，微含有機(jī)質(zhì)，味臭，斷續(xù)夾薄層粗砂及少量貝殼，局部為淤泥質(zhì)土。③-10.0m 以下為主要為風(fēng)化 巖。 說(shuō) 明 -1.0m～-3.0m、-10.0m～-13.6m 不同段地質(zhì)情況不同。

圖2 污水管道平面圖

3 方案比選

3.1 主要問(wèn)題及設(shè)計(jì)難點(diǎn)

圖3 污水管道縱斷面圖

（1） 地下水位高且具有腐蝕性、土質(zhì)較差。

場(chǎng)地環(huán)境類型屬Ⅱ類。根據(jù)地下水水質(zhì)腐蝕性指標(biāo)，按《巖土工程勘察規(guī)范》之12.2.1～12.2.4 條對(duì)場(chǎng)地地下水進(jìn)行評(píng)價(jià)：

在干濕交替及無(wú)干濕交替作用條件下，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有微腐蝕性。在弱透水層中對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有微腐蝕性；在長(zhǎng)期浸水狀態(tài)下對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有微腐蝕性，在干濕交替狀態(tài)下對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有強(qiáng)腐蝕性。

土的腐蝕性評(píng)價(jià)：

在干濕交替及無(wú)干濕交替作用條件下，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有微腐蝕性。在弱透水層中對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有微腐蝕性；對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有弱腐蝕性；對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有微腐蝕性。

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

（3）管線復(fù)雜。沿線有多種管線，且其它管線埋深較大，開(kāi)挖施工對(duì)其它影響影響很大。

3.2 方案一

按常規(guī)頂管施工。頂管管徑一般大于等于DN800，頂管工作機(jī)的尺寸凈空最小采用5000mm，考慮結(jié)構(gòu)厚度，約6500mm，該段管廊和河道支護(hù)樁最小處間距約9m，每側(cè)空間約1.0m。間距太小，施工中對(duì)管廊、河道支護(hù)樁、橋梁墩柱及承臺(tái)影響大，負(fù)面影響難以評(píng)估，若對(duì)管廊產(chǎn)生擾動(dòng)，修復(fù)難度大，橋梁基礎(chǔ)擾動(dòng)，則無(wú)法修復(fù)。現(xiàn)狀污水管道為塑料管，施工中可能會(huì)影響施工頂進(jìn)，建議選用具有破碎功能的機(jī)頭。需對(duì)現(xiàn)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(jī)，頂管工作機(jī)、接收井規(guī)格可做到內(nèi)徑2000mm，外徑3200mm，位置滿足要求。但其設(shè)備小，遇到土層中的石塊難以通過(guò)，可實(shí)時(shí)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(lái)。目前河道已做蓋板，且河道底標(biāo)高為0.50m，污水管道底標(biāo)高為-1.4m，開(kāi)挖工作量大。施工難度大，難以實(shí)施。

3.5 方案四

在原位置開(kāi)挖施工，埋設(shè)約6.6m，打樁（鋼板樁/支護(hù)樁）長(zhǎng)度約12m，打鋼板樁震動(dòng)可能影響管廊和河道支護(hù)樁及河道上蓋板的結(jié)構(gòu)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(guī)范要求布置（該道路現(xiàn)狀管線基本按規(guī)范最小凈距離布置，如有其他變動(dòng)難以滿足要求）。同時(shí)需對(duì)給水、電力、雨水管道進(jìn)行遷改。

3.6 經(jīng)以上分析，決定采用方案一。

4 方案設(shè)計(jì)

4.1 方案

沿現(xiàn)狀污水管位，采用泥水平衡機(jī)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(kāi)挖方式加設(shè)污水檢查井，起止點(diǎn)與現(xiàn)狀管連接采用開(kāi)挖施工。

4.2 管線遷改

對(duì)工作井、接收井范圍內(nèi)的管線進(jìn)行遷改，對(duì)高壓旋噴樁有影響的管線主要以加固保護(hù)為主，必要時(shí)進(jìn)行遷改。

5 結(jié)論

泥水平衡頂管技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于市政給排水管網(wǎng)，在本工程中得到了很好的應(yīng)用，妥善地解決了地下管線復(fù)雜跟地質(zhì)不良的問(wèn)題。