市政工程施工中地下管線施工技術(shù)分析

周松 周靜

1.濟(jì)南城建集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南 250000 2.山東濟(jì)華燃?xì)庥邢薰?山東濟(jì)南 250000

隨著國(guó)家城鎮(zhèn)化建設(shè)的進(jìn)程，城市地下管線也隨之不斷地發(fā)展。前些年由于各種因素，城鎮(zhèn)化的質(zhì)量還不高，城市地下管線的管理機(jī)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(shè)和整修呈現(xiàn)此起彼伏的狀況，老百姓戲稱應(yīng)建設(shè)拉鏈?zhǔn)铰访妗＝┠陙?lái)，城市管理不斷規(guī)范化、信息化，多數(shù)城市開(kāi)展了管線普查工作，調(diào)查管線鋪設(shè)分布情況，摸清雨污混接、錯(cuò)搭、偷排狀況，為管網(wǎng)雨污分離、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)提供依據(jù)，并建立規(guī)范化、信息化、科學(xué)化的地下管線綜合管理平臺(tái)。管理平臺(tái)建設(shè)需要開(kāi)展普查、測(cè)繪、探測(cè)、入庫(kù)、建模等工作[1]。

1 地下管線探測(cè)要求

建設(shè)工程類的地下管線，若無(wú)特別約定，應(yīng)對(duì)工作范圍內(nèi)所有的地下管線進(jìn)行探測(cè)。地下管線探測(cè)工作通常由測(cè)量和探查兩部分組成。管線點(diǎn)可采用實(shí)地調(diào)查和儀器探查共同進(jìn)行，將探查到的地下管線特征點(diǎn)位置和埋深，標(biāo)注到對(duì)應(yīng)的地表位置，再測(cè)量其坐標(biāo)，并記錄埋深、管種、管徑等相關(guān)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(shù)

2.1 常規(guī)探測(cè)方法與技術(shù)手段

常規(guī)探測(cè)通常有三種方法，管線探測(cè)儀電磁感應(yīng)法、直接量取法和導(dǎo)向儀示蹤法，最終結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)，調(diào)查管線分布情況。①電磁感應(yīng)法電磁感應(yīng)法，通常用于埋深小于5m 的金屬管線。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是能在地面上直接搜索、追蹤并定位地下管線。②理論依據(jù)電磁感應(yīng)法是以金屬管線與周?chē)临|(zhì)的導(dǎo)電性差異為主要理論基礎(chǔ)，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(chǎng)，該管線便有電流通過(guò)，電流在管線周?chē)纬啥谓蛔冸姶艌?chǎng)，在地面追蹤二次磁場(chǎng)，達(dá)到探測(cè)管線的目的。③探測(cè)儀器管線探測(cè)儀基于電磁感應(yīng)原理，主要由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、夾鉗、接地棒等附件組成，該設(shè)備便于攜帶、成本低、效率高、技術(shù)成熟，是探測(cè)淺埋金屬管線的常用儀器。④探查方法電磁感應(yīng)探查的激發(fā)技術(shù)最為關(guān)鍵，能夠?qū)δ繕?biāo)管線激發(fā)出最大的電流信號(hào)，并壓制干擾信號(hào)，就能順利追蹤到目標(biāo)管線的位置。常用的激發(fā)技術(shù)分為直接法、耦合法和感應(yīng)法[3]。

2.2 管線探測(cè)技術(shù)

地下管線材質(zhì)具有豐富的種類，在同一種應(yīng)用功能管線系統(tǒng)中，運(yùn)用的材質(zhì)也有很多種。常用的管線儀適宜于金屬管線的探測(cè)，無(wú)法完成非金屬類管線的探測(cè)任務(wù)，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇效果最佳的其他物探技術(shù)或方法。常用的方法有電磁感應(yīng)法和地質(zhì)雷達(dá)法。電磁感應(yīng)法是以探測(cè)目標(biāo)體與周邊介質(zhì)之間的導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、介電性差異為基礎(chǔ)，通過(guò)電磁發(fā)射機(jī)向探測(cè)目標(biāo)發(fā)射諧變電磁場(chǎng)，研究接收由地下管線產(chǎn)生感應(yīng)電流過(guò)程中電磁場(chǎng)的空間分布和時(shí)間（頻率）變化規(guī)律，對(duì)地下管線所發(fā)出的電磁場(chǎng)跟蹤定位，確定管線的平面位置和埋深。金屬材質(zhì)的管線可以直接采用電磁感應(yīng)法探測(cè)，而對(duì)于有出入口的非金屬管道（如排水管）配上可塞入管道內(nèi)的示蹤器，也可以很好地進(jìn)行探測(cè)。應(yīng)用電磁法探測(cè)地下管線的工作方式有：被動(dòng)源法的工頻法和甚低頻法，主動(dòng)源法的直接法（充電法）、夾鉗法、磁偶極感應(yīng)法、電偶極感應(yīng)法和示蹤電磁法。直接法又叫充電法，針對(duì)管線向外出露的位置進(jìn)行充電，可分為單端充電法和雙端充電法，可根據(jù)管線上已知點(diǎn)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(dǎo)電芯組成，一般情況下采用工頻法接收工頻信號(hào)或感應(yīng)磁場(chǎng)即可探測(cè)電纜的埋設(shè)情況。當(dāng)平行的電纜條數(shù)較多又要區(qū)分每條的具體位置時(shí)，需要用到夾鉗法，采用夾鉗法能產(chǎn)生較強(qiáng)的感應(yīng)磁場(chǎng)，接收機(jī)根據(jù)接收到的磁場(chǎng)信號(hào)可以計(jì)算相應(yīng)的埋設(shè)深度和平面位置。地質(zhì)雷達(dá)法是在淺地表的探測(cè)中精度最高的一種方法，利用地下管線與周邊介質(zhì)之間存在的物性不同，發(fā)射高頻電磁波，電磁波遇到電性界面，會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象。如果周邊介質(zhì)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(fā)射接收天線的移動(dòng)，地質(zhì)雷達(dá)不斷接收來(lái)自地下的電磁波反射信息，記錄包括波長(zhǎng)、振幅、相位與時(shí)間等信息，分析地下介質(zhì)的電性剖面，獲取地下管線對(duì)應(yīng)的分布狀態(tài)與位置。影響地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)效果的因素有幾個(gè)。電磁波的穿透深度與地下介質(zhì)的電性吸收系數(shù)有關(guān)，吸收系數(shù)越大，電磁波的穿透深度越小，難以接收到反射信號(hào)。因此在介質(zhì)含水后，介質(zhì)的介電常數(shù)也發(fā)生了變化，吸收系數(shù)變大，在同樣的地層條件下低含水率的區(qū)域使用地質(zhì)雷達(dá)得到更好的效果。在埋設(shè)管線時(shí)，回填土中如果含有磚頭、塊石、混凝土塊等建筑垃圾，會(huì)影響到管線周邊土的介電常數(shù)，雜亂的介電常數(shù)分布情況會(huì)影響到雷達(dá)剖面中識(shí)別管線工作。地形起伏、周邊的金屬構(gòu)件也會(huì)影響地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)[4]。

2.3 地下管線防護(hù)技術(shù)

除了對(duì)土壤的勘探技術(shù)外，還應(yīng)該對(duì)地下管線的防護(hù)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。應(yīng)該根據(jù)土壤的情況對(duì)防護(hù)材料進(jìn)行使用。在對(duì)地下管線進(jìn)行防水的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)防水涂料進(jìn)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(fù)雜，其中包含了瀝青、橡膠與合成樹(shù)脂等等。此防水涂料擁有相應(yīng)的彈性，對(duì)于濕熱和低溫等相關(guān)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(xiàn)出相應(yīng)的黑色。可以對(duì)地下管線進(jìn)行良好的防水防護(hù)。還應(yīng)該對(duì)地下管線進(jìn)行防腐措施，對(duì)地下線路進(jìn)行嚴(yán)格的保護(hù)。例如。在西航東路市政道路改造工程中，不僅會(huì)對(duì)地下管線進(jìn)行施工，其中還包括了道路、交通、雨污水處理和照明等多個(gè)方面。在這樣的情況下，應(yīng)該將地下管線的防護(hù)工作與其他方面的施工進(jìn)行相互結(jié)合，在市政道路施工中，對(duì)水穩(wěn)層進(jìn)行加強(qiáng)也會(huì)對(duì)地下管線產(chǎn)生防護(hù)作用。在西航東路市政道路改造工程中，一定要對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的材料進(jìn)行二次檢驗(yàn)，防止出現(xiàn)材料調(diào)包的現(xiàn)象發(fā)生。在進(jìn)行材料選擇時(shí)，應(yīng)該在正規(guī)的商家進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，商家的信譽(yù)度一定要好。很多的材料都會(huì)有著相應(yīng)的標(biāo)號(hào)，所以應(yīng)該在市政工程施工中提起對(duì)材料質(zhì)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(duì)地下管線進(jìn)行施工時(shí)，對(duì)地下管線的防護(hù)技術(shù)是非常重要有效的施工技術(shù)之一[5]。

2.4 電磁波法

如遇無(wú)法開(kāi)井的排水管線，或地下存在預(yù)留管時(shí)，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(guī)律，對(duì)高頻電磁波有強(qiáng)烈的反射作用，可以使用電磁波法進(jìn)行探查工作。通常電磁波法適用于埋深不超過(guò)5m 且管徑較大的排水管道、管溝等。在上海地區(qū)，由于地下水水位較高，導(dǎo)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(cè)數(shù)據(jù)處理

根據(jù)外業(yè)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(jié)合外業(yè)采集的管線點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)完成管線圖的繪制，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)。軟件能實(shí)現(xiàn)管線數(shù)據(jù)自動(dòng)成圖及橫斷面圖等多種圖件的自動(dòng)生成，具備數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)等功能，基本實(shí)現(xiàn)城市管網(wǎng)的計(jì)算機(jī)管理。根據(jù)外業(yè)探測(cè)草圖及外業(yè)探測(cè)記錄表，使用軟件繪制電子草圖，電子草圖包括管線點(diǎn)、管線及管線屬性，管線點(diǎn)按照規(guī)程以不同的符號(hào)化塊表示，管線段采用直線連接，相關(guān)屬性存儲(chǔ)在CAD 實(shí)體對(duì)象的屬性中[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前的市政工程已經(jīng)得到了良好的提升，但是相應(yīng)的地下管線施工還有著較大的進(jìn)步空間，這已經(jīng)對(duì)我國(guó)的市政工程造成了一定程度上的影響。本文已經(jīng)對(duì)市政工程中的地下管線施工技術(shù)進(jìn)行了深入的分析與研究，其中包括了土壤勘探技術(shù)與地下管線防護(hù)技術(shù)等多個(gè)方面，通過(guò)這些方面的相關(guān)技術(shù)可以讓地下管線施工得到更加良好的發(fā)展。