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浅谈地下管线探测与保护技术研究

2023-02-26陈建林

城市建设理论研究(电子版) 2023年34期
关键词:管线施工

陈建林

广州市市政工程维修处有限公司 广东 广州 510080

城市市政管线是城市赖以正常运行的生命线,传统的市政公用管线各自为政地敷设在道路的浅层空间内,因管线增容扩容不但造成了“拉链路”现象,而且导致了管线事故频发,极大地影响了城市的安全运行。而对于新建市政排水工程,地下管线是一个绕不开的关键因素,市政排水工程施工过程中时时刻刻存在着破坏城市生命线的风险。

1 主要问题

1.1 部分管线年代久远,仍旧使用

在我国管网分布中,大约有二分之一的管线是投入使用时间超过5年以上的管线,而这些管线之中,有三分之一的管线使用年限过长,其质量和利用率已经不能满足目前安全的需求,对于“超长时间服役”的管线,目前还有没有一个行之有效的解决方法,不少在上世纪四五十年代的建设的地下管线仍旧在使用,而这些管线,是城市燃气安全以及地下燃气管线安全面临的主要隐患。

1.2 基建项目骤增,地下管网情况复杂多变

近年来,随着城市化进程的加快,地铁、高铁的修建,城镇化扩张,道路拓宽等多种情况之下,排水,供水,燃气、电缆、通讯等管网全部埋设在地下,导致地下管线错综复杂,各样管线难以辨识[1]。

1.3 地下管线隐患凸显

各地落户政策的拓宽,城市化进程的加快和大量人员的涌入,原有的管线需要已经超负荷运行,导致低压管线需要中压来维持民生需求,另外随着气候的变化,部分城市夏季雨水增多,导致出现洪水,山体滑坡,道路塌陷等各种问题,同样为埋藏在地下的管线埋下了安全隐患。

1.4 地下管线老化,缺少维护

由于地下管线隶属不同部门管理,导致一些管线权责不清,长期无人维护,而且有些废弃的工业管道没有相关部门跟进处置,历史遗留问题较多。另外,一些单位、企业、个人违法私搭乱建形成占压,带来安全隐患。

1.5 与地下管线相关的法律法规暂不健全

有关地下管线的标准要求大多作为辅助条款散落在相应规定之中,缺少检测、监控、维修、管理以及应急管理等环节的专业或行业标准规定。随着城市的发展,以及安全环保高标准严要求,原有的标准规范已不合时宜,且难以执行。

2 地下管线探测技术

地下管线探测是为了确定地下管线的平面位置和埋设深度。基本原则包括从已知到未知、从简单到复杂、方法有效快捷轻便,并根据复杂程度选择相应综合方法[2]。

直接方法适用于有露出点的金属管线。其中双端连接、单端连接和远接地单端连接是常见的探测方式,通过连接探测设备或发射机将信号加载到管线上进行定位和追踪。

夹钳法利用探测仪器配备的夹钳,夹住待探测的管线,并通过偶合环接收信号加载到被测管线上,实现追踪和定位。该方法适用于较小直径的管线且不宜使用直接方法。

感应法适用于出露点较少且不宜采用直接方法的情况。通过发射机发射谐变电磁场,并将电磁场通过电流传给地下管线,使其在电流感应下形成强有力的电磁场,以进行探测。

电磁波法(雷达剖面扫描法)利用脉冲雷达系统向地下发射高频率的电磁波,通过接收天线接收地下介质反射回来的电磁波信号进行探测。

这些方法根据管线类型和条件选择合适的探测方法和仪器,并注意安全和保护措施。最后,对采集到的数据进行处理和分析,编制报告并定期检查和更新管线信息。

燃气管线包括高压、中压和低压管道,材质多样,如钢、铸铁、球磨铸铁和PE等。对于金属管道,可以采用直接法、夹钳法和电磁感应法进行探测。

管线详查是通过权属调绘、实地调查、仪器探查和测量等方法获取管线的详细位置、空间关系和属性,并编制满足使用需求的管线图。与普查相比,管线详查的精度指标、探测内容、范围要求、工作要求和工程造价均不同。

在地下管线详查中,工程规划和设计阶段的管线点实际间距不宜大于30米,而工程施工阶段的施工场地中的管线点实际间距不宜大于10米。

在进行管线详查前,需要加强基础资料收集,委托方应提供尽可能多的相关资料,如设计图、竣工图和普查资料,并在进场前到相关权属单位(至少包括自来水公司和燃气公司)进行资料收集。

此外,需要加强盲探扫描工作,包括道路横向扫描、纵向扫描和空白场地扫描,以便全面了解管线情况。

对于非金属管线的探测,常规手段是使用雷达或产探等方法进行探测。

针对超深管线(超过5米,排水除外),需要用粗线表示,并注明深度误差较大,报告中应说明该段管线仅经过初步探测,可能无法满足精度要求,使用时需注意。

对于干扰较大且无法排除的复杂管线段,信号不可靠,图上应使用虚线表示,并注明该段管线探测信号不可靠,位置及埋深可能不能满足精度要求,使用时需注意,并在报告中进行说明。

过路顶管的探测中,需要在顶管中间添加至少两个点,并注明它们是顶管的点位。

在箱涵的探测中,结合QV(全景视觉)和巷道测量,需要准确测量断面的尺寸(宽度×高度)。如果一个箱涵内有多个孔口,每个孔口都要确定一个点位;对于窖井,要确定偏心井的位置;而对于箱涵拐弯处,也需要推测并确定点位。

压力管线的高精度探测包括给水管道、燃气管道、工业管道和污水压力管道等。粗略探测手段可以使用管线仪、地质雷达等;而精细探测手段则可以采用全地形钎探法,适用于各种地貌,如土地、水泥地和沥青路面。

重力管线的高精度探测包括排水管道、地下河道、暗渠和箱涵等。粗略探测手段可以进行明显点调查、地质雷达等;而精细探测手段则根据管线特点选择相应方法,例如使用小管道可采用闭路电视和示踪探头,对于渠箱和地下空间可采用人工下井并辅助示踪线,而对于巷道测量则可使用全站仪进行测量。

超深管线的高精度探测可以通过水平剖面法进行粗略测量;而对于精细探测,则可以采用竖直剖面法。

超大管线的高精度探测可以使用地质雷达、地震映像法和高密度电法等粗略探测手段;而精细探测则可以采用两点式钎探/钻探方法。

非金属套管的高精度探测可以使用穿线+水平剖面法或穿线+探头定位法进行粗略探测;而精细探测则可以采用钻孔+竖直剖面法或陀螺仪惯性法。

在实际探测中,根据需要选择合适的探测方法,并结合不同精度要求进行相应的探测操作。

3 重要管线定义

重要燃气管线定义为所有燃气管线。安全保护范围根据压力级别不同而有所区别:低压、中压燃气管道的管壁外缘两侧0.7米范围内,次高压燃气管道的管壁外缘两侧3米范围内,高压和超高压燃气管道的管壁外缘两侧5米范围内。

重要电力管线定义为10kV及以上的电缆线路及其辅助配件和设施等。管线保护范围是指电缆线路地面标桩两侧各0.75米形成的两条平行线之间的区域。

地铁隧道的保护范围根据位置不同而有所区别:地下车站与隧道结构外边线50米内,地面和高架车站以及线路轨道结构外边线外侧30米内,出入口、通风亭、变电站等附属建筑物的结构外边线10米内,过江隧道和跨江桥梁的外边线外侧100米内。

重要通信光缆定义为长途干线和本地网中芯数超过24芯的通信光缆。管线保护范围是指地下管线两侧各3米的范围,对于河水底线下的光缆,保护范围为河水底线的两侧各50米范围内。

以上是对重要燃气管线、电力管线、地铁隧道和通信光缆的定义和相应的管线保护范围的说明。这些标准和范围旨在确保这些重要公共设施的安全运行和保护。

4 重要管线保护管理要点

在施工项目中,要求业主提供综合管线图,并对设计变更超出原施工范围的部分提出补充要求。业主或监理组织需要与相关管线单位进行管线情况的交底,记录会议纪要并取得交底签名。组织人员需要复核提供的综合管线图。复核包括图纸复核和现场复核两个方面。图纸复核要检查绘制日期是否过旧、是否包含所有管线以及范围是否覆盖所有施工区域。现场复核可以通过仪器探测、人工探挖和走访调查等方式进行。如果对提供的综合管线图存在疑问,要做好记录,并在图纸会审中提出要求答疑。需要编制地下管线保护方案,并提交监理进行审批。方案应按照工程建设强制性标准编制,具有操作性和指导性。方案还需经专家论证,并向业主和管线权属单位报批。管线保护方案要进行交底,由方案编制人或技术负责人向包括分包方在内的所有管理人员进行交底。施工前需要进行总体管线安全教育和技术交底,对象包括班组长、作业人员、挖机操作人员和钻探作业人员,并要求他们在交底时进行签名确认。需要签订管线保护协议,甲方为建设单位,乙方为施工单位,丙方为管线权属单位。施工作业要进行报备和告知,并要求管线单位到场指导。对于涉及燃气管道的施工场地,要事先落实"四个一"制度,即召开现场碰头会、发放告知书、发送短信通知和设置排警示桩。需要落实管线保护工程措施,并进行施工安全巡查和危险作业驻点管理。还需编制应急预案并进行应急演练。

5 地下管线保护技术

5.1 地下管线保护存在的问题

在地下管线的安全保护范围内,存在以下问题:未探测查明地下管线现状、未采取有效的管线保护措施,以及盲目进行机械施工。此外,部分建设单位缺乏对管线保护的重视意识,未能落实施工详查、管线会签和旁站监督等管理职责。还有部分管线权属单位在埋深较大的非开挖地下管线安全交底方面存在不清晰的情况。另外,施工人员的安全意识也存在差距。这些问题可能导致地下管线施工中的安全风险和潜在问题。因此,需要加强对地下管线的现状调查和保护措施,并提升相关单位和施工人员的安全意识。

5.2 地下管线保护技术

对地下管网的保护措施主要采取移位、悬吊、支撑和加固等措施。电信、电缆等柔性管网采取悬挂防护。根据施工段工程特点及现场实际情况,拟开挖对影响范围内的电缆、电信管道,采取悬吊防护措施。

采用人工配合挖机作业开挖基坑,按要求做好基坑支护措施,管线位置1米以上采用挖机挖土,1米范围内采用人工挖土,直至管线外露。

对开挖出来的电缆、电信管道采取悬吊防护措施。悬吊防护架采用角钢焊接而成,管网出落一段,悬吊一段。悬吊高度以满足顶管安全施工为宜。

对施工影响的地下管线设置若干沉降测点,工程实施中,定期观测管线的沉降量,做好记录。

密切联系电缆、电信管道管理部门,施工过程通知管线单位监护人员到场,确保管线安全无事故。

开工前做好安全技术交底工作,包括项目管理人员、各施工班组。以便在施工时能严格执行既定的保护方法进行保护,杜绝伤及管线。

施工过程中发现管线现状与交底内容、已知情况不符等异常情况时,立即通知建设单位和有关管线单位到场研究、商议补救措施,在未作出统一结论前,不擅自处理或继续施工。

6 城市地下管线发展趋势

城市地下管线是城市的重要基础设施,地下管线敷设的基础资料是城市运营、市政规划、设计、施工管理的重要依据。随着我国城市化进程的加速,城市地下管线建设发展非常迅猛,但随之而来的地下管线管理方面的问题也越来越多。那么城市地下管线发展趋势;

地下管道用途繁多,牵涉到很多部门及行业,如供水、污水、热力公司、燃气、电力、中水、广播电视、通信信息等,我国的许多城市城市化建设迅速,地上布局井井有条,却忽视了对地下管道的统一部署和规划设计,致使出现“谁家管道谁管、各行其是”的现象,如果哪家管道出现了问题,就自行开挖对管道进行维修,这样不但因对地面的重复挖掘而加大维修成本,甚至可能会因为破坏到其他管道而出现严重的灾害性事故。

随着城市建设的快速发展,地下管网建设的专业性、技术性要求越来越强,随目前之而来管理的复杂性也越来越高。相对而言,大多数城市对各专业管线的建设施工过程和日常养护管理不够,没有形成有效的监督管理体系。地下管线探测、检测类仪器设备主要依赖进口,国产化程度较低。

6.1 理顺地下管线规划建设管理制度

地下管线从规划、设计、施工、竣工验收,到支撑城市发展和为城市服务的各个环节应由一套完清晰和规范的管理流程,指导政府部门、管线建整、设单位和管线权属单位有条不紊的运行。坚持统一规划,统一设计,统一实施,统一管理的原则,理顺按照规划许可,对占用、挖掘许可、施工许可、设计变更、规划验收、竣工验收及备案、竣工材料归档的顺序,梳理标准规范的的地下管线建设审批流程,确保管线规划、建设、安全管理有章可循。

6.2 加快地下管线安全信息化建设

认真组织开展城市地下管线普查工作,逐步建立起城市地下管线埋设情况的总体骨架,形成依托城市建设城市统一的地理信息系统的城市地下管线图纸,地下管线信息管理平台,确保管线信息的统一性和权威性。规划行政主管部门负责城市统一的地下管线并提出满足录入这一平信息管理平台的筹建和维护,台的电子数据格式及相关的技术要求[3]。

6.3 加强对管线责任单位的安全监管

城市规划行政主管部门定期检查地下管线责任单位安全管理制度和事故应急预案,对其安全生人员配备进行强产管理机构和安全管理人员素质、制性规定和检查。加大施工现场地下管线安全监管力度,应将地下管线保护措施是否健全纳入工程安全生产条件核查工作中。建立责任追究和惩戒重大责任事故追究相应的民事责任和刑事责制度,加强地下管线安全运营的监督管理。

7 结语

保护地下管线的安全是工程建设过程中比较重要的工作,会涉及十分复杂的施工情况,具有比较广泛的内容。目前,工程项目的施工中也对已有的地下市政管线造成一定的影响,存在较多的安全隐患,所以,地下管线的保护与管线精细探测同样重要!广泛推广使用新技术、新工艺、新设备、新材料等四新技术!及时制定和出台四新技术的标准和定额!

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