岩层环境下市政管网顶管与明挖施工造价对比研究
发布时间:2022-8-8       来源:佚名    分享到:

市政工程规模扩大,工程投资限额成为制约市政雨污管网改造的重要因素。常用的市政管道敷设方式有明挖施工和顶管施工,在岩层环境下,市政管网施工应合理选择施工方素,才能有效降低工程造价。本文结合L市配套管网二期工程实例,对比分析岩层环境下市政管网顶管与明挖施工造价,得出有益结论,以供同行参考。


明挖 or 顶管?

哪一个更经济高效?


岩层环境下顶管与明挖施工方案分析

L市位于西南地区,该市地质岩层多为砂岩,若采用顶管施工,L市所在省份定额缺项,且施工机械无法顶进,需先开孔,再将管顶入。经与相关单位沟通及根据L市以往顶管工程施工实际经验,可采用水钻进行开孔,再将管子顶入。其工序包括工作井与接收井水砖石方、工作井与接收井并底与并壁混凝土支护、顶管水钻石方、管道顶进、余方外运等。


若采用明挖施工,工序包括拆除路面、破碎机破碎石方、装运卸石渣、管沟支护、管基砌筑、管道敷设、管沟回填、路面恢复等。


从工序上看,岩层环境下,顶管施工影响造价的主要因素为管道埋深与顶进方式等;明挖施工影响造价的主要因素为管道埋深、开挖方式、支护方式、路面恢复等。若采用放坡开挖,支护费用可降低,但路面破坏面积加大,路面恢复费用会增加,交通疏散费用亦增加。


岩层环境下顶管与明挖施工造价分析

明挖施工造价分析

L市配套管网二期工程管道埋深4~8m不等,地勘报告显示,管道埋于砂岩与泥质砂岩中,石渣弃于15km外的弃土场,弃方场地费按10元/m 3计算,材料价格参照L市2020年10期信息价及市场价。


污水埋地管网采用钢筋混凝土管,承插式橡胶圈接口,管底基础为砂石基层与混凝土基础,管径为800~2200不等。


沟槽开挖断面图中分层开挖预留平台宽度暂按3m计算,沟槽支护开挖及回填采用拉伸钢板桩连续打入形成钢挡土板;拉伸钢板桩嵌入土层的深度需大于等于上部开挖沟槽的深度,经市场调查,拉伸钢板桩的标准规格为6m、9m、12m、15m、18m,因此,若沟槽深度为4m,则拉伸钢板桩按9m的计算。


以二级钢筋混凝土管d800,覆土4m深为例,明挖施工造价分析见下表:

挖沟槽

土石方

回填方

回填砂砾石

余方弃置

拉伸钢板桩支护

二级钢筋混凝土管d800

12.57

元/m3

5.10

元/m3

174.14元/m3

14.07元/m3

2070元/延长米

1385.20/米

覆土深度为4m、5m、6m、7m、8m明挖造价指标见下表:

覆土4米

覆土5米

覆土6米

覆土7米

覆土8米

4608

元/m

6078

元/m

7022元/m

7582元/m

8683元/m


顶管施工造价分析

本次分析按水钻开孔考虑,以d800三级钢筋混凝土专用顶进管,覆土4m深为例,工作井尺寸为4900×2200,接收井为中2500,工作井在完成顶管施工后废除,在井内重新修建检查井。

顶管施工造价分析见下表:

工作井

接收井

顶管水钻石方

顶管顶进

244466元/座

95413元/座

750元/m

2700元/m

覆土深度为4m、5m、6m、7m、8m的造价指标见下表:

覆土4米

覆土5米

覆土6米

覆土7米

覆土8米

6848

元/m

7198

元/m

7600元/m

8042元/m

8492元/m


岩层环境下不同覆土深度

顶管与明挖施工造价对比分析

以管径为d800钢筋混凝土管为例,岩层环境下不同覆土深度顶管与明挖施工造价对比分析见下图:


通过分析可知,在岩层环境下,同一管径的管道采用顶管施工和明挖施工造价指标变化曲线不同。当覆土较浅时,明挖施工显得较为经济,顶管施工造价较高。随着覆土加深,明挖施工造价大幅上升,而顶管施工造价变化则相对缓慢;当覆土深度接近8m时,明挖施工造价超过顶管施工,原因在于埋深越大,管沟支护费用越高,造价上升越快。


基本结论

岩层地区地下管网施工,当场地条件不受限制,不考虑车辆和行人通行,开挖地面恢复工程造价不高,邻近无地下管线工程等情况时,开挖深度较浅宜选择明挖施工方案,开挖深度较深,则宜选择顶管施工方案;当场地条件受限,交通流量较大,交通疏散费用较高,开挖地面恢复工程造价过高,或者施工地点位于商业或者工业地区,则宜选择顶管施工方案。综上,施工方案选择要根据工程的实际情况,全面考虑,应在满足各类施工条件下,尽量降低工程造价,选择更合理的施工方案。

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