定向鉆與頂管施工費用的對比分析

由于自然條件的限制，在敷設燃氣管道的建設中，不可避免的要穿越鐵路、公路、河流、城市街道等特殊地段，這使得非開挖穿越技術的正得到越來越廣泛的應用。崇明島為沖積平原，水網發達，土壤含水量較高，有流沙層，在崇明島排管過程中非開挖工藝的使用更加廣泛。

管道非開挖施工方法一般有3 種：

(1)頂管法；

(2)定向鉆法；

(3)盾構法。

其中盾構法施工造價十分昂貴，一般只有在管道需要穿越大型河流或者河流入海口、甚至就是海域范圍時，才會考慮采用盾構施工的方式。故在崇明島上所采用的非開挖工藝主要是定向鉆工藝和頂管工藝。為進行定向鉆工藝和頂管工藝的比較，在此以崇明島上鼓浪嶼路、港東公路敷設的0.4 MPa 天然氣管道為例，該段排管至一條規劃河流時，因該河流為崇明島上的通航河流，不允許開挖，燃氣管線穿過該條河流時不得不考慮采用非開挖工藝。工程邊界條件為：規劃河道現狀寬度為15 m，規劃藍線控制寬度40 m；道路與河流交叉處有雨水管、污水管等管線。在分析上述現場條件后，結合崇明島實際情況可得出以下結論：

(1)通常認為0.4 MPa 主干管網可采用鋼管也可采用聚乙烯管。但由于崇明島為沖積平原，水網發達，土壤含水量較高，且為海水，含有鹽分，容易造成鋼管的腐蝕，故在此考慮采用聚乙烯管；

(2)從河道的規劃條件分析，穿越長度大約需100 m 左右；

(3)根據崇明燃氣規劃，穿越管口徑為D315 中壓聚乙烯管；

(4)因崇明島目前剛剛開始開發，大部分土地還在為農田，故規劃河道兩側有較為開闊的施工場地。

在實際施工中，定向鉆最深可以達到20 m，頂管最深可達10 m。上海崇明地區的土質情況：標高2.0 m 以上一般是現狀填土；-1.0~2.0 m 為粉質粘土；-8.0~-1.0 淤泥質粉質粘土；-17.0~-15.0 m 砂質粉土。

根據上述條件，從工藝技術的角度看無論是采用頂管或者定向鉆工藝，都可以進行穿越，故設計人員從施工費用角度比較，決定采用何種穿越方式更經濟合理。

1 施工費用概算說明

定向鉆穿越工藝和頂管穿越工藝的工程投資總費用基本都由兩個部分組成：工程總投資=工作井(場地)費用+管材安裝費用而每一項費用又是先算出單項的直接費，再由直接費乘以相關費率計算出工程總投資。在下面的投資分析表中，均分為工作井(場地)的費用和管材安裝費用兩部分，最后再合計出工程總投資。

在本文中計價的依據采用如下：

(1)中國石油天然氣集團公司中油計字【2000】第106 號文發布的《石油建設安裝工程預算定額》；

(2) 中國石油天然氣股份有限公司油計字【2001】第108 號文發布的《西氣東輸管道工程臨時補充計價依據》；

(3)滬建定(2001)第038 號《上海市市政工程預算定額(2000)》；

(4)滬建建(2001)第0531 號《上海市公用管線工程預算定額》；

(5)上海市當地的人工材料機械價格按照上海市建設工程標準與造價發布的指導信息；

(6)其他相關費用按照上海市有關規定。

2 施工費用估算

先以定向鉆工程施工管道安裝工程為例，計算定向鉆工藝中管道安裝工程部分的施工費用。
按照同樣的計算步驟，可分別計算出定向鉆工藝工作場地、頂管工藝的管道安裝及頂管工藝的工作井施工費用。其中頂管考慮到頂管的深度標高為-1.0，工作井的開挖深度不會超過7 m，故工作井采用板樁井型式。費用按照板樁井的施工費用進行估算。

3 分析與結論

定向鉆和板樁井頂管施工的費用估算對比見表3。從表3 中可以看出：
(1)在工藝技術許可的條件下，同樣穿越100 m長度，從施工費用看，定向鉆比頂管更經濟；

(2)同樣穿越100 m 長度，折合每米的單價，定向鉆比頂管便宜；

(3)工作井(場地)在整個工程費用中的比例，當穿越長度為100 m 時，板樁井的施工費用接近總費用的一半，而定向鉆工作井的投資僅占總投資的25%不到。但隨著非開挖穿越長度的增長，工作井(場地)在整個工程費用中的比例是逐漸減少的，而管材的費用比例會上升。

4 小結

在工藝條件允許的條件下(工藝條件允許是指工藝技術、穿越長度、施工場地、施工周期、管材選用、工程地質等方面，都可以滿足條件的情況下)，可以對比頂管和定向鉆工藝的施工費用。在崇明島本次案例中，在對比了施工費用后，定向鉆工藝合計費用比頂管費用低，決定采用定向鉆工藝