热力一次网主管道过路方案比选及效果评价
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摘要：主城区热力一次网管道改造工程中过路方案的比选及实施效果评价
关键词：不开挖过路；开挖过路；顶管；
中图分类号：TU995.3文献标识码： A 文章编号：
工程背景：
1、项目概述：该项工程为秦皇岛市民族路等供热一次网管道
改造工程（民族路环线）穿越建设大街工程。施工任务：对原有热力埋地管线拆改加粗，拆除原有管道管径为DN500,在原有管道位置铺设新管道（加粗）DN700（外径860mm，╳2根）。
施工地点位于市中心的民族路东侧辅路与建设大街平交路口，沿南北方向穿越建设大街（沥青路面）。管线穿越路口单程全长76.31米，其中有两处平面转角，见下图：
主要实物工程量（仅考虑路口处工作内容）：
土方开挖及外运1200立方米；回填中粗砂及积砂1120立方米；沥青路面拆除/恢复885.08平方米；Ф529×8预制保温管拆除76.3米×2；Ф720×9预制保温管安装76.3米×2；
2、工程特点：
2.1施工地点位于城市中心地带，地处繁华的商业街区道口，场地有限。商铺临街，与道路紧连；道路车流量大，行人众多，在该处施工的社会影响大。
2.2既有地下管线/设施繁多。
2.3拟铺设的热力一级管网管径大，运行压力高。相对于给水、污水等管道，施工工艺要求严格（规范要求管道接头对口顺直，轴向偏差角度不得超过1°）。
2.4地处沿海城市，地下水位较高且补水充足；开挖范围内的土质为细沙，深挖时易出现流砂状态；
2.5开挖深度在路面以下4米以内。
2.6路口施工，影响交通，为尽量较少影响，需要昼夜连续施工，来缩短施工周期。临近供暖日期，工期紧。
二、方案比选：
1、顶管法：
1.1工艺：需要开挖顶管/穿管工作坑、接收坑，并设置若干降水井，如图：
顶管断面图如下：
1.2缺点：顶管方案主要有三个缺点：
A、基坑开挖较深（为确保避开地下管线障碍，顶管标高只能定的很低，一般基坑都会超过5米），为控制流沙，必须进行降水，而在进行井点降水后不可避免的要造成周围地下水位的下降，从而使附近的建筑物和路面、地下构筑物等因不均匀沉降而受到不同程度的损伤。为了减少这类影响，需要设置回灌井，且回灌井与降水井之间距离不应小于6米（距离太近，达不到回灌效果）。
但本工程位于市中心路口，距离建筑物较近，尤其是南部的接受坑，根本没有设置回灌井的位置，降水工作势必严重影响建筑物的安全，并对建设大街的道路以及地下的污水、给水、通讯等设施造成损害。即使顶管基坑使用地下连续墙维护，减少对建筑物的影响，而在顶管工作面上也无法确稳定的开挖面。
B、热力管道有很厚的保温层，密度比水轻，受套管内积水的浮力影响，会使热力管道在套管两端受到剪切力（套管内热力管道出现“飘管”现象），对热力管道长时间运行会产生一定的安全隐患。如果在套管内用砂土将热力管道填实，则不便以后的维修工作，失去套管意义。
C、顶管施工过程中，因建设大街道路中间地下水无法控制，会出现流沙状态，在所顶进的套管上方形成无法控制的空腔，对道路造成损害。
1.3优点：
A、不开挖作业，对路面的破坏性伤害较小。
B、对交通影响较小，社会压力小。
2、破路直埋之“整体过路”：全面断交，破路施工，对热力管道施工质量有保障，但迫于社会压力，工期紧，考虑到破路后，会遇到不明地下障碍的影响，工期较难把握。
3、破路直埋之“分进合击法”过路：
沟槽断面如下：
因破路直埋的工作量大，工序繁多，无法做到在一个夜晚全部完成，为了避免长时间断交，充分利用几个夜间施工，采用逐步“分进合击”的做法，具体安排如下：
第一步：先施工建设大街南北两侧非机动车道，待两侧沟槽开挖、支护完成，在建设大街两侧辅路处架设钢制便桥。
第二步：施工主路两侧快车道与非机动车道之间的部分，开挖/支护/拆管、降水。该处长度很短，但地下管线集中，开挖过程较长。
第三步：用一个晚上（20时至次日凌晨6时之间），快车道的北半部（11米长）开挖、拆管、支护，不安装管道，并在天亮前回填。
第四步：过路。用一个晚上（20时至次日凌晨6时之间）完全断交10小时（夜间），南半部主路快车道处（11米长）开挖、拆管、支护，同时二次开挖北半部沟槽（11米长），清理南半部拆管后的沟槽，然后安装管道（整体预制、整体吊装），随即回填主路快车道。
第五步：在施工快车道以外的地段，完成管道焊接、弯头安装、保温、回填等工作，最后在路口外与原管道碰头。
（详细的过路期间交通组织，限于篇幅，略，步骤见下图）。
4、破路直埋之“蚕食法”， 限于篇幅概述其思路如下：
将过路区段划分成若干短小区间，逐次破路、加盖便桥、暗挖，待连续开挖区间较长后，在铺设管路。
缺点：该方案工期较长；且边施工边通行，对支护要求高，过往车辆、施工人员的危险性均较大；如果后期遇不明地下障碍无法通过，则前期开挖的沟槽有返工的风险。
三、方案的实施及效果评价
以上的方案个人比较倾向于破路直埋之“分进合击法”。尽管该方案对交通影响较大，但如果充分利用好夜间施工，每个区段在天亮后全面开放交通是能够实现的，个人评价其风险相对较低。
但经逐级审批后，最终确定采用破路直埋之“整体过路”方法施工。迫于社会压力，政府只批准了36小时的断交施工时间，而经市长批准的工期必须按时完成，挑战性很大。
经各方面的全力配合，反复磋商后，制定若干临时预案（略），并于2010年9月22日21时后~9月24日凌晨6时实施。
该处路面破路后，发现与市政道路管理部门了解的情况不一致，在现有路面下还有两层混凝土路面（60~80年代修建），总的砼结构厚度近70余CM，大大延长了破路时间，尽管在30余米的主路上用了3台大型履带炮锤（大宇400型/350型等）破砼+2台挖掘机（现代300履带挖掘机一台，胶轮220挖掘机一台）同步清理，还是比预定的破路工期延迟了3~4个小时，其后也没有了足够的时间进行人工挖探，以至于截止到9月23日8时刚刚开挖至原有管道上方，侵占了其后的拆管、二次开挖、降水、支护工作时间。另外施工期间时值神七发射、嫦娥奔月等事件影响，遇国防光缆产权单位阻挠，既有地下管线的支护也耗费的大量精力。在各方专家的帮助下临时调整安装方案（降低开挖深度，减小支护难度），才勉强按期完成。
该方案工期风险太大，在遇到很多不可预见的情况后，及时动态调整设计方案对于最终顺利完成起到了关键性作用。