管道顶管作业坑优化设计

陈从江

(四川科宏石油天然气工程有限公司，重庆 400021)

1 工程概况

1.1 地形地貌

高速公路穿越处场地为浅丘斜坡地貌，场地地势起伏，西高东低，由西向东倾斜，高程差在11 m之间。路堤为高填方，地势较开阔，地形起伏，路两侧均为旱地。

1.2 地质条件

耕植土(Q2+pd4)，褐色，含植物根系、粉砂质泥岩颗粒，松散，层厚0.2 m～0.4 m。

粉质粘土(Qdl+pl4)，灰褐色，可塑，摇震反应无，韧性与干强度中等，主要为粉砂质泥岩颗粒等，厚度0.6 m～4.5 m。

强风化粉砂质泥岩(J3Sn)，褐色，层厚2.4 m～3.9 m，岩质较软，易风化崩解。饱和单轴抗压强度3.8 MPa～6.7 MPa，fak= 350 kPa，属极软岩。

中风化粉砂质泥岩(J3Sn)，褐色，暗灰色纹斑，泥质结构，岩质较软，易风化崩解，天然单轴抗压强度8.50 MPa～11.5 MPa，fak=700 kPa，属软岩。

1.3 场地条件

为较平坦的旱地，开阔，周围无民房、水渠、鱼塘等建、构筑物。

2 作业坑布置

2.1 顶进坑

布置在内遂高速公路南侧，距高速公路边21 m，地表处高程比公路路面低5 m。底部尺寸为5 m×4 m，深度为7.9 m。

2.2 接收坑

接收坑布置在内遂高速公路南侧，距高速公路边19 m，地表处高程比公路路面高3.5 m。底部尺寸为5 m×4 m，深度为8.6 m。

3 作业坑设计

根据勘察报告，由上往下为耕植土、粉质粘土、强风化粉砂质泥岩、中风化粉砂质泥岩。可采用竖井和大开挖两种方案。

3.1 竖井方案

1)绘制顶进坑、接收坑工程地质剖面图。2)要满足顶进坑底部工作面尺寸为5 m×4 m、接收坑底部工作面尺寸为4 m×3 m的要求，竖井内空直径应为6.4 m和5 m。根据结构计算，竖井采用C30钢筋混凝土现浇，壁厚为300 mm。3)工程量见表1。

表1 竖井工程量表

3.2 大开挖方案

1)根据勘察报告，按照粉质粘土1∶1、粉砂质泥岩1∶0.5进行放坡，表面喷射混凝土护坡;作业坑2 m高范围内垂直开挖，现浇钢筋混凝土挡土墙支护。

2)工程量见表2。

表2 大开挖工程量表

4 工期、费用、安全风险分析

1)工期。竖井工作面小，只能采取人工挖土，工期较长。大开挖采用机械挖土，工期较短。具体工期见表3。

表3 施工工期表 d

从表3看出，大开挖方案比竖井方案工期少17 d，减少44.73%。

2)费用。根据表1和表2工程量，按照当地定额计算，直接工程费用见表4。

表4 直接工程费用表 万元

从表4中看出，采用大开挖方案，直接工程费用减少9万元，减少34.62%。

3)安全风险。竖井需要工人到井底挖土，井深8.6 m，采光差、通风不畅，还可能出现井壁垮塌、渗水的风险。大开挖采用机械施工，工人不在狭窄的井内作业，安全、卫生得到保障。

5 结语

在遂宁地区中低压管道工程高速公路顶管穿越设计过程中，通过优化作业坑设计方案，减少了费用，缩短了工期，降低了安全风险，取得了良好的经济效益。通过该工程实例，表明在地质条件、场地条件许可的情况下，顶管穿越作业坑采用大开挖具有良好的适用性、经济性，为今后类似工程项目的设计提供了经验。

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