市政工程地下管線施工管理與技術淺析

韓小珍

（成武縣市政園林環(huán)衛(wèi)綜合服務中心，山東 菏澤 274200)

0 引言

隨著城市的發(fā)展，地下管線建設逐漸復雜，各種管線交疊，帶來了更大的建設難度與維護難度，且很多市政工程地下管線在施工進程中會受到以前鋪設的各種管線的影響，阻礙了工程的順利推進，故而探索更加有效、先進的地下管線施工管理和施工技術已經(jīng)勢在必行。

1 市政工程地下管線施工管理

市政工程地下管線施工管理涉及施工的準備、施工材料的管理、管線施工過程控制、構(gòu)建監(jiān)管機構(gòu)等方面。

1.1 施工準備

有效的施工準備可提升地下管線施工技術的應用效果，主要包括以下幾點：

（1）要求市政工程項目組組織施工團隊、監(jiān)理團隊、設計團隊等進入工程施工場地進行實地勘察。一方面進行管線分布圖設計；另一方面則標記管線鋪設位置存在的各種障礙物，避免障礙物對管線鋪設造成影響。

（2）要求在施工準備階段，向規(guī)劃部門報批，向路政或公路主管部門提供施工作業(yè)計劃并獲得相關部門的同意施工證件，以免施工過程中出現(xiàn)各有關部門協(xié)調(diào)不暢、施工被阻、耽誤施工時間等情況，確保地下管線施工的持續(xù)性與穩(wěn)定性[1]。

（3）要求查閱市政工程的各項施工資料（如施工成本投入、施工起始時間、施工團隊的綜合水平等），整合資料之后再進行地勘結(jié)果分析，并確定最終施工方案，避免在施工過程中因政策或者規(guī)劃變化導致工程變更、成本增加。

1.2 加強施工材料管理

施工材料質(zhì)量直接關系著整體的施工質(zhì)量，在進行施工材料管理時，應把握以下幾點：（1）選擇實力強、信譽好的廠家進購材料，并達成長期合作意向；（2）保證運輸過程、進場過程、存儲過程不會因外界因素而造成材料損壞，保證其使用性能；（3）根據(jù)市政工程地下管線施工進度、計劃與方案等制定材料管理方案，避免材料出現(xiàn)冗余與不足等問題，減少不必要的成本投入。

1.3 加強管線施工過程控制

按照市政工程的實際情況構(gòu)建對應的管理制度，并切實按照管理制度推進各項管理工作；此外，還需注重對管理制度的補充與完善，使其發(fā)揮出更大的效用；加強質(zhì)量管控。一方面需在材料進購、運輸、使用方面加強全方面、全過程管控；另一方面注重提升施工團隊的施工素養(yǎng)，確保其能夠按照施工計劃與施工方案來推進各項施工操作，確保地下管線鋪設不會因人為因素受到損害。

1.4 構(gòu)建監(jiān)管機構(gòu)

構(gòu)建監(jiān)管機構(gòu)對地下管線工程的各個細節(jié)加以監(jiān)管。（1）細致檢查各個位置的管道敷設情況，及時發(fā)現(xiàn)管道可能存在的變形與位移情況，這樣能關注地下水對地基、管道產(chǎn)生的影響，采取應對措施，避免管道出現(xiàn)拱起與下沉等問題。（2）重復檢查地下管道漏水、滲水等區(qū)域，很多區(qū)域的漏水、滲水問題難以直接觀察到，可選擇進行對應的試驗，在重復試驗之下確定漏水、滲水頻發(fā)或易發(fā)位置，從而制定對應的解決措施。（3）要求引入各種信息化監(jiān)管設備，直接連接終端設備與控制中心，讓施工與管理人員能夠第一時間發(fā)現(xiàn)潛在的施工問題，并及時確定問題源頭，制定對應的解決措施，減少問題的解決時間，避免損失的進一步擴大。

2 市政工程地下管線施工技術

市政工程地下管線施工技術包括溝槽開挖、管溝開挖、管道基礎施工、管道鋪設、管道安裝、井室砌筑、支撐體系施工、閉水試驗和溝槽回填等技術。

2.1 溝槽開挖

溝槽開挖是施工階段的重要工作，其直接影響著后續(xù)管線施工質(zhì)量與效率。

（1）相關計算。引入公式：

式中:

V——溝槽土方挖掘量；

a——基礎墊層寬度；

c——工作面；

k——放坡系數(shù)；

h——槽深度；

l——地槽長度。

包括三種情況：1）在概算時，求清單工程量，只考慮所挖溝槽的土方量，這與構(gòu)造物墊層基礎有關。如：V=ahl，即此時不考慮放坡量和工作面寬度；2）在定額（報價）工程量的計算時，定額計價或綜合單價分析計算時，按定額時的規(guī)則計算，此時按V=（a+2c+kh）hl求解，即此時要考慮放坡量和工作面寬度；3）施工實際的工程量計算時，則要看現(xiàn)場的施工工藝，工作面寬度可能不是設計值，如果是有支護開挖，就不用計算放坡量。即此時不確定是否要算放坡量和工作面寬度。

（2）若是溝槽開挖深度超過5m，或雖未超過5m但地質(zhì)條件、周圍環(huán)境和地下管線復雜，或影響毗鄰建筑（構(gòu)筑）物安全的基坑（槽）的土方開挖、支護、降水工程，要求編制安全專項施工方案，遞交專家組審核，在專家組審核通過之后方可施工；在施工操作區(qū)域，應構(gòu)建封閉圍擋、截水排水設施、邊坡護壁穩(wěn)定裝置、監(jiān)控裝置、上下安全通道、現(xiàn)場臨時用電、起重機械等安全設施；同時需注意的是，在布置安全設施時，應確保不會對整體的管線施工造成影響；最后還需規(guī)劃布置好給排水裝置，避免在溝槽開挖進程中遭到水泡。

（3）在溝槽開挖時詳細了解地下水、土質(zhì)等基本情況，明確地下管線的位置、走向、深度，必要時加裝護欄；同時，需進行技術交底，包括施工注意事項、操作方法、安全設施、危險源等；要求在溝槽0.8m以內(nèi)不準停放車輛或者堆積材料；在挖土時自上而下，根據(jù)土質(zhì)情況放坡、支護；在開挖時，要求保證溝槽底部平整，清除凸起、松散的石塊，鋪上一層砂墊層；若是在開挖時遇到淤泥、松軟土質(zhì)等不良地基，應在征得設計單位、業(yè)主同意后，以灰土墊層、碎石墊層等方式來換填土，最后再加設支模澆筑混凝土墊層、砂墊層；在溝槽成型后，需按照固定的流程進行驗槽，保證其操作寬度、承載力達到施工要求，并記錄好各項數(shù)據(jù)，驗收合格之后，進入下一道工序。

2.2 管溝開挖

做好各項準備工作之后，開始管溝開挖，一般包括以下兩種開挖方式：

（1）機械開挖。在進行管溝機械開挖時，需根據(jù)市政工程規(guī)模、開挖深度、地下水情況、地質(zhì)、運距、工期要求以及各項機械的特點來選擇適宜的開挖工具，常用器械包括裝載機、挖掘機、鏟運機、推土機等。推土機主要用于短距離移挖筑填，回填基坑（槽）、管溝并壓實，且通常會配合挖土機進行平整、集中土方、清理場地、修路開道；鏟運機用于開挖大型基坑（槽）、管溝、填筑路基等，但是在沼澤、凍土帶、礫石層等特殊地形下不宜選擇該種機械；挖掘機主要用于工作面狹小且較深的大型管溝和基槽路塹，包括側(cè)向裝土法與后方裝土法等作業(yè)方式。需根據(jù)地形條件來選擇適宜的機械，如此才可達到更好的開挖效果。

（2）人工開挖。機械無法進入只能采用人工開挖，需把握以下要點：1）需明確開挖長度、開挖斷面，安排合適的人員，攜帶適宜的設備進行開挖；2）需嚴格控制好管溝寬度、高程，保證管溝底部土體免遭破壞；3）人工開挖厚度適宜用于20~30cm厚度，目的是減小對基礎原狀土的擾動，不改變原土的特性；在超過30cm之后，就應安排相應的機械輔助開挖。

2.3 管道基礎施工

（1）根據(jù)市政工程的基本特征，選擇適宜的鋪設管道，主要包括以下幾種：1）球墨鑄鐵管:大部分城市所用的皆是該種管道，其對比鑄鐵管，可承擔更大的壓力；2）PE管:PE管即尼龍管，其強度更高，適用范圍更廣；3）鋼塑管:鋼塑管包括兩種：內(nèi)涂塑鋼管、鋼塑復合管，前者是鍍鋅鋼管內(nèi)涂一層塑料，后者是PPR管內(nèi)襯的鋼板，雖然造價更貴，但是更加衛(wèi)生。

（2）針對管道本身的基礎屬性，在管道鋪設時，選擇位置時可直接置于原土層之上，若是有特殊情況，需重新設計方案。比如若是管線需穿越地下水域或者河道，應避免管道可能受到的輻射，除了選擇防水質(zhì)地更好的材料之外，還需清除原土層，并將砂石以3:7的比例來完成后續(xù)的分層填筑以及夯實工作，以此來達到相應的設計強度，使其滿足管線鋪設所需。

2.4 管道鋪設

（1）地下管道鋪設的基本原則是在保證其基礎使用性能的基礎上，不影響交通與市容，包括地溝敷設、直埋敷設、套管敷設和隧道敷設等多種方式，應根據(jù)市政工程特征、施工場地地下狀況進行地下管線設計，再結(jié)合市政工程施工圖紙來采購與安放各種構(gòu)件與輔助設施，確保管道鋪設與市政工程同步進行。

（2）為保證管道鋪設的連續(xù)性、準確性，應對各個階段所用的管道展開數(shù)據(jù)測量以及編號處理，以中心線對稱法來全過程控制管道鋪設過程；同時，需注意的是，在管道鋪設時，應根據(jù)市政工程的根本要求來選擇鋪設深度，例如行車道下的管線覆土深度不宜小于0.70m；而若是位于行車道或耕地下時，應適當加深，且不宜小于1.0m。

（3）管道鋪設應按照從低至高的順序來展開，若是在管道鋪設過程中出現(xiàn)意外情況，應封堵住管口，如此可避免異物進入，減少后續(xù)的維護保養(yǎng)量，便于后續(xù)繼續(xù)施工。當然，需盡量避免中途施工；為避免出現(xiàn)比較嚴重的鋪設誤差，需通過水準儀、經(jīng)緯儀等設備來測量各個階段管道的安裝位置，對其加以調(diào)整，避免出現(xiàn)誤差。

2.5 管道安裝

（1）引入西戈三維管線管理系統(tǒng)，其是基于CGCUBEGIS平臺上開發(fā)的一個專門針對三維地下綜合管線的管理系統(tǒng)軟件，結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）技術、數(shù)據(jù)庫技術和三維技術，直觀顯示地下管線的空間層次和位置，以仿真方式形象展現(xiàn)地下管線的埋深、材質(zhì)、形狀、走向以及工井結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境。依靠該系統(tǒng)來進行管道安裝設計，不但利于提升管道安裝科學性、適宜性，還可實現(xiàn)對綜合管線的標準化管理，并提供豐富強大的各類查詢、統(tǒng)計和輔助分析等功能，為今后地下管線資源的統(tǒng)籌利用和科學布局、管線占用審批等工作提供了準確、直觀、高效的參考。

（2）管道安裝效果會直接影響到其后續(xù)的使用質(zhì)量，因此在管道安裝前，要求全面檢查管溝基礎，保障管溝的寬度、高度滿足設計規(guī)范，在施工區(qū)域不存在石塊、砂礫等異物的情況下展開管道安裝。其流程如圖1所示。

圖1 管道安裝流程圖

2.6 井室砌筑

井室砌筑是地下管線工程的核心環(huán)節(jié)。其主要包括以下要點：

（1）將井室當作管線安裝掛線中心處，其后再安排系列的基礎設施砌筑工作。在砌筑時，需考慮管線鋪設的根本所需，測量井室安裝尺寸，確保所有的施工流程皆滿足施工標準要求；必要時，可搭配丁磚砌筑法，按照層層砌筑、層層澆筑的模式，保障井室的砌筑質(zhì)量。

（2）在井壁砌筑時，還應重視勾縫工作，隨砌隨勾縫，勾縫時采用1:2比例的水泥砂漿，并需在井室砌筑時裝設預留支管，保證支管的高程、方向與管徑契合設計標準，井壁與管道銜接處嚴絲合縫，井室與流槽應同步砌筑；流槽表面采用20mm的水泥砂漿完成抹面，其后再壓實抹光，保證與上下游位置的管道平順一致。

（3）井壁墻體模塊安裝前先做基礎墊層，基礎應該坐落在土質(zhì)良好的土層上，地基承載力特征值不得小于100kPa，綜合地質(zhì)報告，分析工程地下管道坐落位置，若是淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，該層地基最大容許承載力為75kPa，故無需對地基進行處理[2]。

2.7 支撐體系施工

支撐體系施工會按照市政工程地下管線鋪設情況的不同而有所變化，因此應根據(jù)實際情況來搭設支撐體系。需明確以下要點：

（1）應根據(jù)地下管線的實際情況與基本要求，選擇搭建對應的支撐體系，通常包括以下多種：排樁支護，樁撐、樁錨、排樁懸臂；地下連續(xù)墻支護，地連墻+支撐；水泥擋土墻；鋼板樁：型鋼樁橫擋板支護，鋼板樁支護；土釘墻（噴錨支護）；逆作拱墻；原狀土放坡；基坑內(nèi)支撐；樁、墻加支撐系統(tǒng)；簡單水平支撐；鋼筋混凝土排樁；或者是搭配使用以上兩種或者兩種以上的支撐方式，以期達到最好的支撐效果。

（2）支護體系是以地下管線為基礎來搭建的，因此在施工前，要求結(jié)合系列資料，再加以細致的勘探，了解管線鋪設情況以及基本的地質(zhì)情況，編制支護方案，并重視以下內(nèi)容：

放坡或支護結(jié)構(gòu)設計、機械類型選擇、開挖順序和分層開挖深度、坡道位置、坑邊荷載、車輛進出道路、降水排水措施及監(jiān)測等；最后，針對重要的地下管線，應采取必要的保護措施，還需裝設相應的監(jiān)控設備，以便及時地發(fā)現(xiàn)問題與解決問題[3]。

2.8 閉水試驗

按照《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50242-2002）要求，在地下管線鋪設完成后，需進行閉水試驗，在封閉的管道內(nèi)注滿水，利用水的靜壓檢測管線整體的密閉質(zhì)量和滲漏量，需按照對應的滲水公式展開滲水試驗，控制滲水時間在30min左右，每千米管道每晝夜?jié)B水量為

式中:

q——實測滲水量，L/（min·m）；

W——補水量，L；

T——實測滲水觀測時間，min；

L——試驗管段的長度，m。

若q≤允許滲水量，代表試驗合格。

2.9 溝槽回填

管溝回填土時，管頂上部200mm以內(nèi)應用沙子或無塊石及凍土塊的土，并不得用機械回填；管頂上部500mm以內(nèi)不得回填直徑大于100mm的塊石和凍土塊；500mm以上部分回填土中的塊石或凍土塊不得集中；上部用機械回填時，機械不得在管溝上行走。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文就市政工程施工中地下管線施工管理及技術進行了分析，探討了其重要性與必要性，建議引入更加先進、有效的地下管線施工技術與對應的管理制度，加強對各個施工階段的監(jiān)督管理，以期及時地發(fā)現(xiàn)問題與解決問題，確保市政工程地下管線的施工質(zhì)量與效率，降低成本投入，維護市政工程項目的基本利益。