段寒風(fēng) 張鵬凱

(黃河勘測規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司巖土工程事業(yè)部工程公司，河南 洛陽 471000)

1 概述

我國新疆地區(qū)有著十分廣闊的戈壁灘，河流資源比較有限，降雨量極少，飲水工程的基礎(chǔ)建設(shè)比較落后，加之頻繁的沙塵天氣，更進一步造成當(dāng)?shù)爻鞘锌捎盟Y源十分貧乏，導(dǎo)致當(dāng)?shù)鼐用竦挠盟|(zhì)量和數(shù)量很難滿足人民日益提升的物質(zhì)文明需求，極大地限制了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟和社會的發(fā)展。該地區(qū)是我國扶貧工作的重點地區(qū)，其中最重要的一項工作就是解決當(dāng)?shù)厝嗣裼盟y、吃水難的問題，在中央政府的支持和指導(dǎo)下，新疆地區(qū)在近幾年大力推進引水安全工程，全力以赴解決用水問題，為城市發(fā)展、民眾生活提供堅實的保障。

在此背景下，本文針對該地區(qū)引水安全工程進行認(rèn)真研究，重點關(guān)注影響工程進展的關(guān)鍵部位，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，供水管道過路涵管的鋪設(shè)工作對工程進展有很大影響：此類工程的供水管道施工存在大量涵管鋪設(shè)穿村過路的情況，由于施工范圍距離當(dāng)?shù)孛癖娚顓^(qū)域極近，相對施工環(huán)境比較復(fù)雜，施工方法選擇不妥時，很容易造成工程延誤或成本投入超出預(yù)算的情況，影響整體進度、質(zhì)量、安全工作的開展，為了達到更好的施工管理效果，就需要對過路涵管的施工方法進行認(rèn)真比選。

本文立足于新疆喀什“一市兩縣”城鄉(xiāng)飲水安全工程的施工過程，挑選兩處施工環(huán)境、地質(zhì)情況等因素都十分接近的過路涵管施工地點，分別采用開挖式施工和頂管施工，對其施工效果及成本、工期情況進行分析，選定更加合適的施工方法，為該問題的解決提供參考。

2 兩處過路涵管情況

本文分別對喀什地區(qū)疏附縣帕希希村和喀什地區(qū)疏附縣站敏鄉(xiāng)X432縣道與314國道西路口兩處地點采取開挖式施工和頂管施工，其具體情況如下：

1)喀什地區(qū)疏附縣帕希希村過路涵管位于該村莊南端田間地頭路口，土質(zhì)主要為粉質(zhì)粘土，地下水位高度-8 m，路面寬度3 m，涵管長度4 m，涵管外徑2 m，涵管底部埋設(shè)深度3.5 m，涵管垂直穿過道路，開挖坡度1∶1.75，底部開口3 m。

2)喀什地區(qū)疏附縣站敏鄉(xiāng)X432縣道與314國道西路口的過路涵管穿過該路口，土質(zhì)主要為粉質(zhì)粘土，地下水位高度-8 m，路面寬度8 m，涵管長度10 m，涵管外徑2 m，涵管底部埋設(shè)深度3.5 m，涵管垂直穿過道路。

由二者具體情況可以看出，二者除了涵管長度不同之外，地質(zhì)情況、埋設(shè)深度、涵管規(guī)格等因素均基本相同，為方便對比分析，本文將采取計算涵管綜合單價的形式對兩者的成本情況進行對比，同時綜合分析進度和安全工作的控制效果。

3 開挖式施工過程

對喀什地區(qū)疏附縣帕希希村過路涵管采取開挖式施工，即對路口進行開挖，放入涵管后按照規(guī)范進行回填，最后對施工現(xiàn)場進行恢復(fù)的施工方法。

1)施工準(zhǔn)備。

核實涵管構(gòu)筑物高程和位置，完成施工交接樁，確保挖掘機、吊車等機械運行狀態(tài)良好，做好混凝土涵管材料進場驗收，核實現(xiàn)場施工人員數(shù)量及資質(zhì)，做好施工技術(shù)交底等工作。

2)開挖施工。

根據(jù)地質(zhì)情況和埋設(shè)深度，采取必要的支護措施，按照設(shè)計要求進行放坡開挖，開挖過程中，注意復(fù)核涵管軸線位置和開挖高程，在坡頂設(shè)置護欄等防護設(shè)施，避免無關(guān)人員靠近發(fā)生危險。

3)管基澆筑。

完成開挖后，開始進行溝槽底部砂墊層鋪設(shè)，需要保證砂墊層密實度達到設(shè)計要求。隨后進行基礎(chǔ)混凝土澆筑，澆筑混凝土過程中注意振搗密實，澆筑后及時進行灑水養(yǎng)護。

4)涵管安置。

在基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護達到5 MPa以上之后，進行涵管安置工作。下管時使用吊車配合人工平穩(wěn)下放，避免產(chǎn)生碰撞。吊裝涵管過程中，嚴(yán)格控制管道軸線和高程，位置調(diào)整完成后，兩側(cè)用預(yù)制混凝土塊卡牢，隨后進行管座模板安裝，管座模板采用鋼模，模板與管道之間及模板與溝槽側(cè)壁之間均用方木支撐牢固，隨后進行混凝土澆筑。

5)土方回填。

回填工作在隱蔽工程驗收之后進行，確保溝槽內(nèi)沒有雜物，嚴(yán)格控制回填土質(zhì)量，回填土不得含有碎磚、石塊和大于10 cm的硬土塊。涵管兩側(cè)回填要同時進行，兩側(cè)高度差不得大于30 cm，分層進行回填夯實工作，管頂以上50 cm范圍內(nèi)的回填土，嚴(yán)禁使用壓路機碾壓?；靥罟こ讨?，需要層層檢測，確保每層密實度均達到規(guī)范要求。

4 頂管施工過程

為了對比分析兩種施工方法的效果，對喀什地區(qū)疏附縣站敏鄉(xiāng)X432縣道與314國道西路口的過路涵管采用了頂管施工工藝，具體施工過程如下：

1)準(zhǔn)備工作。

頂管施工前，首先按照施工圖紙確定軸線位置，在需要施工的路口兩側(cè)設(shè)置工作坑和接收坑。工作坑后背鋪設(shè)10 cm厚鋼板，隨后進行后座、液壓頂管機組等設(shè)備的安裝。

2)施工過程。

完成以上準(zhǔn)備工作后，開始在工作坑內(nèi)放入預(yù)制涵管，利用液壓頂管機組頂進涵管，每次頂進之前，人工在頂管內(nèi)向前掘進約50 cm，來緩解頂管壓力和微調(diào)頂進方向，頂進完成后，重復(fù)人工掘進工作，挖出的棄土由卷揚機運至工作坑外。施工中控制油壓，避免超載，整個過程中用儀器反復(fù)查驗，保證頂管安裝高差和軸線偏差符合規(guī)范，人工掘進和涵管頂進交替進行，最終實現(xiàn)涵管安置到位的施工目的。

5 對比分析

5.1 成本分析

根據(jù)現(xiàn)場記錄的主要人工、材料、機械投入情況，分別將兩處使用的主要成本進行統(tǒng)計，具體情況見表1，表2。

表1 帕希希村過路涵管開挖式施工成本

表2 站敏鄉(xiāng)過路涵管頂管式施工成本

通過對兩處施工的平均成本進行分析，頂管式施工的成本低于開挖式施工的成本，主要原因在于頂管式施工的人工、機械和道路恢復(fù)消耗較少。

1)頂管施工的主要人工消耗在于頂進頂管時的人工挖土工作，工作相對單調(diào)、簡明，且開挖過程僅持續(xù)2 d；而開挖式施工需要1 d澆筑混凝土、5 d混凝土養(yǎng)護和1 d回填夯實施工；頂管施工的總體人工消耗相對較小。

2)頂管施工和開挖式施工分別需要進行工作坑開挖和工作面開挖，但是頂管施工的工作坑處于過路涵管兩側(cè)主管道的位置，故而開挖后無需進行回填，該回填工作可在兩側(cè)主管道施工完成后一并進行，故而頂管施工的挖掘機臺班消耗小于開挖式施工。

3)由于頂管施工無需破壞道路，故而施工完成后無需進行道路修復(fù)，而開挖式施工則需要花費費用進行道路修復(fù)。

5.2 安全管控

過路涵管大多位于村莊和市區(qū)，開挖和回填過程中對周邊環(huán)境影響較大，需要專職安全人員指揮和管理，并且要做大量的安全防護工作，否則容易發(fā)生施工人員跌落和邊坡垮塌等安全事故。由于頂管施工過程中，施工人員的主要工作是進入涵管內(nèi)部進行掘進作業(yè)，涵管對上部土層的支撐作用可以杜絕土方塌陷的情況發(fā)生，即使發(fā)生意外情況，由于施工人員處于涵管的保護當(dāng)中，也不會出現(xiàn)被土方掩埋等危險，便于進行營救。綜上所述，采用頂管施工，可以降低現(xiàn)場的安全管理壓力。

5.3 工期分析

由于開外式施工存在混凝土基礎(chǔ)的澆筑和養(yǎng)護問題，同時施工后需要進行場地恢復(fù)，施工耗時相對較多，而頂管施工則可以避免以上兩個問題，整體工期相對較短，利于進行進度安排。

6 結(jié)語

根據(jù)實踐對比和理論分析，針對本文所述的工程項目，頂管施工從成本管理、安全管理和進度管理上，均有較大的優(yōu)勢。通過認(rèn)真對比分析，該工程最終選用頂管施工技術(shù)進行剩余過路涵管的施工工作，均取得了良好的施工效果。

在施工過程中，研究人員聯(lián)系工程實際，借鑒控制變量法的思路對近似條件下的過路涵管施工分別采用不同施工方法，最后通過實踐記錄的數(shù)據(jù)進行科學(xué)分析，針對具體工程為其選定了最適用的施工方法。