市政工程施工中地下管線施工技術分析

周松 周靜

1.濟南城建集團有限公司 山東濟南 250000 2.山東濟華燃氣有限公司 山東濟南 250000

隨著國家城鎮化建設的進程，城市地下管線也隨之不斷地發展。前些年由于各種因素，城鎮化的質量還不高，城市地下管線的管理機制還不健全，管線管理單位存在著各自為政、溝通缺乏的情形，使管線的建設和整修呈現此起彼伏的狀況，老百姓戲稱應建設拉鏈式路面。近些年來，城市管理不斷規范化、信息化，多數城市開展了管線普查工作，調查管線鋪設分布情況，摸清雨污混接、錯搭、偷排狀況，為管網雨污分離、標準化建設提供依據，并建立規范化、信息化、科學化的地下管線綜合管理平臺。管理平臺建設需要開展普查、測繪、探測、入庫、建模等工作[1]。

1 地下管線探測要求

建設工程類的地下管線，若無特別約定，應對工作范圍內所有的地下管線進行探測。地下管線探測工作通常由測量和探查兩部分組成。管線點可采用實地調查和儀器探查共同進行，將探查到的地下管線特征點位置和埋深，標注到對應的地表位置，再測量其坐標，并記錄埋深、管種、管徑等相關屬性，繪制管線平面圖和斷面圖[2]。

2 市政工程施工中地下管線施工技術

2.1 常規探測方法與技術手段

常規探測通常有三種方法，管線探測儀電磁感應法、直接量取法和導向儀示蹤法，最終結合現場量測，調查管線分布情況。①電磁感應法電磁感應法，通常用于埋深小于5m 的金屬管線。該方法最大的優點是能在地面上直接搜索、追蹤并定位地下管線。②理論依據電磁感應法是以金屬管線與周圍土質的導電性差異為主要理論基礎，使用“磁生電、電生磁”的原理，在管線地表上方施加交變電磁場，該管線便有電流通過，電流在管線周圍形成二次交變電磁場，在地面追蹤二次磁場，達到探測管線的目的。③探測儀器管線探測儀基于電磁感應原理，主要由發射機、接收機、夾鉗、接地棒等附件組成，該設備便于攜帶、成本低、效率高、技術成熟，是探測淺埋金屬管線的常用儀器。④探查方法電磁感應探查的激發技術最為關鍵，能夠對目標管線激發出最大的電流信號，并壓制干擾信號，就能順利追蹤到目標管線的位置。常用的激發技術分為直接法、耦合法和感應法[3]。

2.2 管線探測技術

地下管線材質具有豐富的種類，在同一種應用功能管線系統中，運用的材質也有很多種。常用的管線儀適宜于金屬管線的探測，無法完成非金屬類管線的探測任務，需要根據實際情況選擇效果最佳的其他物探技術或方法。常用的方法有電磁感應法和地質雷達法。電磁感應法是以探測目標體與周邊介質之間的導電性、導磁性、介電性差異為基礎，通過電磁發射機向探測目標發射諧變電磁場，研究接收由地下管線產生感應電流過程中電磁場的空間分布和時間（頻率）變化規律，對地下管線所發出的電磁場跟蹤定位，確定管線的平面位置和埋深。金屬材質的管線可以直接采用電磁感應法探測，而對于有出入口的非金屬管道（如排水管）配上可塞入管道內的示蹤器，也可以很好地進行探測。應用電磁法探測地下管線的工作方式有：被動源法的工頻法和甚低頻法，主動源法的直接法（充電法）、夾鉗法、磁偶極感應法、電偶極感應法和示蹤電磁法。直接法又叫充電法，針對管線向外出露的位置進行充電，可分為單端充電法和雙端充電法，可根據管線上已知點的多少情況采用不同方法。輸電線一般由絕緣橡膠外層和金屬導電芯組成，一般情況下采用工頻法接收工頻信號或感應磁場即可探測電纜的埋設情況。當平行的電纜條數較多又要區分每條的具體位置時，需要用到夾鉗法，采用夾鉗法能產生較強的感應磁場，接收機根據接收到的磁場信號可以計算相應的埋設深度和平面位置。地質雷達法是在淺地表的探測中精度最高的一種方法，利用地下管線與周邊介質之間存在的物性不同，發射高頻電磁波，電磁波遇到電性界面，會發生反射現象。如果周邊介質與管材之間存在的電性差異越大，反射回的波能量也越大。隨著發射接收天線的移動，地質雷達不斷接收來自地下的電磁波反射信息，記錄包括波長、振幅、相位與時間等信息，分析地下介質的電性剖面，獲取地下管線對應的分布狀態與位置。影響地質雷達探測效果的因素有幾個。電磁波的穿透深度與地下介質的電性吸收系數有關，吸收系數越大，電磁波的穿透深度越小，難以接收到反射信號。因此在介質含水后，介質的介電常數也發生了變化，吸收系數變大，在同樣的地層條件下低含水率的區域使用地質雷達得到更好的效果。在埋設管線時，回填土中如果含有磚頭、塊石、混凝土塊等建筑垃圾，會影響到管線周邊土的介電常數，雜亂的介電常數分布情況會影響到雷達剖面中識別管線工作。地形起伏、周邊的金屬構件也會影響地質雷達探測[4]。

2.3 地下管線防護技術

除了對土壤的勘探技術外，還應該對地下管線的防護技術進行應用。應該根據土壤的情況對防護材料進行使用。在對地下管線進行防水的過程中，應該對防水涂料進行使用。SBS 橡膠改性瀝青防水涂料屬于瀝青防水涂料中的一種，此防水材料的主要成分較為復雜，其中包含了瀝青、橡膠與合成樹脂等等。此防水涂料擁有相應的彈性，對于濕熱和低溫等相關情況都有著忍耐能力，SBS 橡膠改性瀝青防水涂料是一種粘稠的液體，呈現出相應的黑色。可以對地下管線進行良好的防水防護。還應該對地下管線進行防腐措施，對地下線路進行嚴格的保護。例如。在西航東路市政道路改造工程中，不僅會對地下管線進行施工，其中還包括了道路、交通、雨污水處理和照明等多個方面。在這樣的情況下，應該將地下管線的防護工作與其他方面的施工進行相互結合，在市政道路施工中，對水穩層進行加強也會對地下管線產生防護作用。在西航東路市政道路改造工程中，一定要對進入施工現場的材料進行二次檢驗，防止出現材料調包的現象發生。在進行材料選擇時，應該在正規的商家進行購買，商家的信譽度一定要好。很多的材料都會有著相應的標號，所以應該在市政工程施工中提起對材料質量方面的重視，讓地下管線施工得到良好的保證。因此，在市政工程中對地下管線進行施工時，對地下管線的防護技術是非常重要有效的施工技術之一[5]。

2.4 電磁波法

如遇無法開井的排水管線，或地下存在預留管時，則不能使用上述方法。由于雨、污水管道截面較大，且有一定的分布規律，對高頻電磁波有強烈的反射作用，可以使用電磁波法進行探查工作。通常電磁波法適用于埋深不超過5m 且管徑較大的排水管道、管溝等。在上海地區，由于地下水水位較高，導致電磁波的穿透能力大大降低，所以電磁波法使用較少。

2.5 管線探測數據處理

根據外業繪制的草圖，使用軟件將各類管線繪制成矢量圖形，并將各種管線屬性錄入到屬性欄中，結合外業采集的管線點坐標數據完成管線圖的繪制，實現了內外業一體化作業。軟件能實現管線數據自動成圖及橫斷面圖等多種圖件的自動生成，具備數據的查詢、統計等功能，基本實現城市管網的計算機管理。根據外業探測草圖及外業探測記錄表，使用軟件繪制電子草圖，電子草圖包括管線點、管線及管線屬性，管線點按照規程以不同的符號化塊表示，管線段采用直線連接，相關屬性存儲在CAD 實體對象的屬性中[6]。

3 結語

綜上所述，目前的市政工程已經得到了良好的提升，但是相應的地下管線施工還有著較大的進步空間，這已經對我國的市政工程造成了一定程度上的影響。本文已經對市政工程中的地下管線施工技術進行了深入的分析與研究，其中包括了土壤勘探技術與地下管線防護技術等多個方面，通過這些方面的相關技術可以讓地下管線施工得到更加良好的發展。