淺談地下管線探測與保護技術(shù)研究

陳建林

廣州市市政工程維修處有限公司 廣東 廣州 510080

城市市政管線是城市賴以正常運行的生命線，傳統(tǒng)的市政公用管線各自為政地敷設(shè)在道路的淺層空間內(nèi)，因管線增容擴容不但造成了“拉鏈路”現(xiàn)象，而且導(dǎo)致了管線事故頻發(fā)，極大地影響了城市的安全運行。而對于新建市政排水工程，地下管線是一個繞不開的關(guān)鍵因素，市政排水工程施工過程中時時刻刻存在著破壞城市生命線的風(fēng)險。

1 主要問題

1.1 部分管線年代久遠，仍舊使用

在我國管網(wǎng)分布中，大約有二分之一的管線是投入使用時間超過5年以上的管線，而這些管線之中，有三分之一的管線使用年限過長，其質(zhì)量和利用率已經(jīng)不能滿足目前安全的需求，對于“超長時間服役”的管線，目前還有沒有一個行之有效的解決方法，不少在上世紀四五十年代的建設(shè)的地下管線仍舊在使用，而這些管線，是城市燃氣安全以及地下燃氣管線安全面臨的主要隱患。

1.2 基建項目驟增，地下管網(wǎng)情況復(fù)雜多變

近年來，隨著城市化進程的加快，地鐵、高鐵的修建，城鎮(zhèn)化擴張，道路拓寬等多種情況之下，排水，供水，燃氣、電纜、通訊等管網(wǎng)全部埋設(shè)在地下，導(dǎo)致地下管線錯綜復(fù)雜，各樣管線難以辨識[1]。

1.3 地下管線隱患凸顯

各地落戶政策的拓寬，城市化進程的加快和大量人員的涌入，原有的管線需要已經(jīng)超負荷運行，導(dǎo)致低壓管線需要中壓來維持民生需求，另外隨著氣候的變化，部分城市夏季雨水增多，導(dǎo)致出現(xiàn)洪水，山體滑坡，道路塌陷等各種問題，同樣為埋藏在地下的管線埋下了安全隱患。

1.4 地下管線老化，缺少維護

由于地下管線隸屬不同部門管理，導(dǎo)致一些管線權(quán)責(zé)不清，長期無人維護，而且有些廢棄的工業(yè)管道沒有相關(guān)部門跟進處置，歷史遺留問題較多。另外，一些單位、企業(yè)、個人違法私搭亂建形成占壓，帶來安全隱患。

1.5 與地下管線相關(guān)的法律法規(guī)暫不健全

有關(guān)地下管線的標(biāo)準要求大多作為輔助條款散落在相應(yīng)規(guī)定之中，缺少檢測、監(jiān)控、維修、管理以及應(yīng)急管理等環(huán)節(jié)的專業(yè)或行業(yè)標(biāo)準規(guī)定。隨著城市的發(fā)展，以及安全環(huán)保高標(biāo)準嚴要求，原有的標(biāo)準規(guī)范已不合時宜，且難以執(zhí)行。

2 地下管線探測技術(shù)

地下管線探測是為了確定地下管線的平面位置和埋設(shè)深度。基本原則包括從已知到未知、從簡單到復(fù)雜、方法有效快捷輕便，并根據(jù)復(fù)雜程度選擇相應(yīng)綜合方法[2]。

直接方法適用于有露出點的金屬管線。其中雙端連接、單端連接和遠接地單端連接是常見的探測方式，通過連接探測設(shè)備或發(fā)射機將信號加載到管線上進行定位和追蹤。

夾鉗法利用探測儀器配備的夾鉗，夾住待探測的管線，并通過偶合環(huán)接收信號加載到被測管線上，實現(xiàn)追蹤和定位。該方法適用于較小直徑的管線且不宜使用直接方法。

感應(yīng)法適用于出露點較少且不宜采用直接方法的情況。通過發(fā)射機發(fā)射諧變電磁場，并將電磁場通過電流傳給地下管線，使其在電流感應(yīng)下形成強有力的電磁場，以進行探測。

電磁波法（雷達剖面掃描法）利用脈沖雷達系統(tǒng)向地下發(fā)射高頻率的電磁波，通過接收天線接收地下介質(zhì)反射回來的電磁波信號進行探測。

這些方法根據(jù)管線類型和條件選擇合適的探測方法和儀器，并注意安全和保護措施。最后，對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，編制報告并定期檢查和更新管線信息。

燃氣管線包括高壓、中壓和低壓管道，材質(zhì)多樣，如鋼、鑄鐵、球磨鑄鐵和PE等。對于金屬管道，可以采用直接法、夾鉗法和電磁感應(yīng)法進行探測。

管線詳查是通過權(quán)屬調(diào)繪、實地調(diào)查、儀器探查和測量等方法獲取管線的詳細位置、空間關(guān)系和屬性，并編制滿足使用需求的管線圖。與普查相比，管線詳查的精度指標(biāo)、探測內(nèi)容、范圍要求、工作要求和工程造價均不同。

在地下管線詳查中，工程規(guī)劃和設(shè)計階段的管線點實際間距不宜大于30米，而工程施工階段的施工場地中的管線點實際間距不宜大于10米。

在進行管線詳查前，需要加強基礎(chǔ)資料收集，委托方應(yīng)提供盡可能多的相關(guān)資料，如設(shè)計圖、竣工圖和普查資料，并在進場前到相關(guān)權(quán)屬單位（至少包括自來水公司和燃氣公司）進行資料收集。

此外，需要加強盲探掃描工作，包括道路橫向掃描、縱向掃描和空白場地掃描，以便全面了解管線情況。

對于非金屬管線的探測，常規(guī)手段是使用雷達或產(chǎn)探等方法進行探測。

針對超深管線（超過5米，排水除外），需要用粗線表示，并注明深度誤差較大，報告中應(yīng)說明該段管線僅經(jīng)過初步探測，可能無法滿足精度要求，使用時需注意。

對于干擾較大且無法排除的復(fù)雜管線段，信號不可靠，圖上應(yīng)使用虛線表示，并注明該段管線探測信號不可靠，位置及埋深可能不能滿足精度要求，使用時需注意，并在報告中進行說明。

過路頂管的探測中，需要在頂管中間添加至少兩個點，并注明它們是頂管的點位。

在箱涵的探測中，結(jié)合QV（全景視覺）和巷道測量，需要準確測量斷面的尺寸（寬度×高度）。如果一個箱涵內(nèi)有多個孔口，每個孔口都要確定一個點位；對于窖井，要確定偏心井的位置；而對于箱涵拐彎處，也需要推測并確定點位。

壓力管線的高精度探測包括給水管道、燃氣管道、工業(yè)管道和污水壓力管道等。粗略探測手段可以使用管線儀、地質(zhì)雷達等；而精細探測手段則可以采用全地形釬探法，適用于各種地貌，如土地、水泥地和瀝青路面。

重力管線的高精度探測包括排水管道、地下河道、暗渠和箱涵等。粗略探測手段可以進行明顯點調(diào)查、地質(zhì)雷達等；而精細探測手段則根據(jù)管線特點選擇相應(yīng)方法，例如使用小管道可采用閉路電視和示蹤探頭，對于渠箱和地下空間可采用人工下井并輔助示蹤線，而對于巷道測量則可使用全站儀進行測量。

超深管線的高精度探測可以通過水平剖面法進行粗略測量；而對于精細探測，則可以采用豎直剖面法。

超大管線的高精度探測可以使用地質(zhì)雷達、地震映像法和高密度電法等粗略探測手段；而精細探測則可以采用兩點式釬探/鉆探方法。

非金屬套管的高精度探測可以使用穿線+水平剖面法或穿線+探頭定位法進行粗略探測；而精細探測則可以采用鉆孔+豎直剖面法或陀螺儀慣性法。

在實際探測中，根據(jù)需要選擇合適的探測方法，并結(jié)合不同精度要求進行相應(yīng)的探測操作。

3 重要管線定義

重要燃氣管線定義為所有燃氣管線。安全保護范圍根據(jù)壓力級別不同而有所區(qū)別：低壓、中壓燃氣管道的管壁外緣兩側(cè)0.7米范圍內(nèi)，次高壓燃氣管道的管壁外緣兩側(cè)3米范圍內(nèi)，高壓和超高壓燃氣管道的管壁外緣兩側(cè)5米范圍內(nèi)。

重要電力管線定義為10kV及以上的電纜線路及其輔助配件和設(shè)施等。管線保護范圍是指電纜線路地面標(biāo)樁兩側(cè)各0.75米形成的兩條平行線之間的區(qū)域。

地鐵隧道的保護范圍根據(jù)位置不同而有所區(qū)別：地下車站與隧道結(jié)構(gòu)外邊線50米內(nèi)，地面和高架車站以及線路軌道結(jié)構(gòu)外邊線外側(cè)30米內(nèi)，出入口、通風(fēng)亭、變電站等附屬建筑物的結(jié)構(gòu)外邊線10米內(nèi)，過江隧道和跨江橋梁的外邊線外側(cè)100米內(nèi)。

重要通信光纜定義為長途干線和本地網(wǎng)中芯數(shù)超過24芯的通信光纜。管線保護范圍是指地下管線兩側(cè)各3米的范圍，對于河水底線下的光纜，保護范圍為河水底線的兩側(cè)各50米范圍內(nèi)。

以上是對重要燃氣管線、電力管線、地鐵隧道和通信光纜的定義和相應(yīng)的管線保護范圍的說明。這些標(biāo)準和范圍旨在確保這些重要公共設(shè)施的安全運行和保護。

4 重要管線保護管理要點

在施工項目中，要求業(yè)主提供綜合管線圖，并對設(shè)計變更超出原施工范圍的部分提出補充要求。業(yè)主或監(jiān)理組織需要與相關(guān)管線單位進行管線情況的交底，記錄會議紀要并取得交底簽名。組織人員需要復(fù)核提供的綜合管線圖。復(fù)核包括圖紙復(fù)核和現(xiàn)場復(fù)核兩個方面。圖紙復(fù)核要檢查繪制日期是否過舊、是否包含所有管線以及范圍是否覆蓋所有施工區(qū)域。現(xiàn)場復(fù)核可以通過儀器探測、人工探挖和走訪調(diào)查等方式進行。如果對提供的綜合管線圖存在疑問，要做好記錄，并在圖紙會審中提出要求答疑。需要編制地下管線保護方案，并提交監(jiān)理進行審批。方案應(yīng)按照工程建設(shè)強制性標(biāo)準編制，具有操作性和指導(dǎo)性。方案還需經(jīng)專家論證，并向業(yè)主和管線權(quán)屬單位報批。管線保護方案要進行交底，由方案編制人或技術(shù)負責(zé)人向包括分包方在內(nèi)的所有管理人員進行交底。施工前需要進行總體管線安全教育和技術(shù)交底，對象包括班組長、作業(yè)人員、挖機操作人員和鉆探作業(yè)人員，并要求他們在交底時進行簽名確認。需要簽訂管線保護協(xié)議，甲方為建設(shè)單位，乙方為施工單位，丙方為管線權(quán)屬單位。施工作業(yè)要進行報備和告知，并要求管線單位到場指導(dǎo)。對于涉及燃氣管道的施工場地，要事先落實"四個一"制度，即召開現(xiàn)場碰頭會、發(fā)放告知書、發(fā)送短信通知和設(shè)置排警示樁。需要落實管線保護工程措施，并進行施工安全巡查和危險作業(yè)駐點管理。還需編制應(yīng)急預(yù)案并進行應(yīng)急演練。

5 地下管線保護技術(shù)

5.1 地下管線保護存在的問題

在地下管線的安全保護范圍內(nèi)，存在以下問題：未探測查明地下管線現(xiàn)狀、未采取有效的管線保護措施，以及盲目進行機械施工。此外，部分建設(shè)單位缺乏對管線保護的重視意識，未能落實施工詳查、管線會簽和旁站監(jiān)督等管理職責(zé)。還有部分管線權(quán)屬單位在埋深較大的非開挖地下管線安全交底方面存在不清晰的情況。另外，施工人員的安全意識也存在差距。這些問題可能導(dǎo)致地下管線施工中的安全風(fēng)險和潛在問題。因此，需要加強對地下管線的現(xiàn)狀調(diào)查和保護措施，并提升相關(guān)單位和施工人員的安全意識。

5.2 地下管線保護技術(shù)

對地下管網(wǎng)的保護措施主要采取移位、懸吊、支撐和加固等措施。電信、電纜等柔性管網(wǎng)采取懸掛防護。根據(jù)施工段工程特點及現(xiàn)場實際情況，擬開挖對影響范圍內(nèi)的電纜、電信管道，采取懸吊防護措施。

采用人工配合挖機作業(yè)開挖基坑，按要求做好基坑支護措施，管線位置1米以上采用挖機挖土，1米范圍內(nèi)采用人工挖土，直至管線外露。

對開挖出來的電纜、電信管道采取懸吊防護措施。懸吊防護架采用角鋼焊接而成，管網(wǎng)出落一段，懸吊一段。懸吊高度以滿足頂管安全施工為宜。

對施工影響的地下管線設(shè)置若干沉降測點，工程實施中，定期觀測管線的沉降量，做好記錄。

密切聯(lián)系電纜、電信管道管理部門，施工過程通知管線單位監(jiān)護人員到場，確保管線安全無事故。

開工前做好安全技術(shù)交底工作，包括項目管理人員、各施工班組。以便在施工時能嚴格執(zhí)行既定的保護方法進行保護，杜絕傷及管線。

施工過程中發(fā)現(xiàn)管線現(xiàn)狀與交底內(nèi)容、已知情況不符等異常情況時，立即通知建設(shè)單位和有關(guān)管線單位到場研究、商議補救措施，在未作出統(tǒng)一結(jié)論前，不擅自處理或繼續(xù)施工。

6 城市地下管線發(fā)展趨勢

城市地下管線是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施,地下管線敷設(shè)的基礎(chǔ)資料是城市運營、市政規(guī)劃、設(shè)計、施工管理的重要依據(jù)。隨著我國城市化進程的加速,城市地下管線建設(shè)發(fā)展非常迅猛,但隨之而來的地下管線管理方面的問題也越來越多。那么城市地下管線發(fā)展趨勢；

地下管道用途繁多，牽涉到很多部門及行業(yè)，如供水、污水、熱力公司、燃氣、電力、中水、廣播電視、通信信息等，我國的許多城市城市化建設(shè)迅速，地上布局井井有條，卻忽視了對地下管道的統(tǒng)一部署和規(guī)劃設(shè)計，致使出現(xiàn)“誰家管道誰管、各行其是”的現(xiàn)象，如果哪家管道出現(xiàn)了問題，就自行開挖對管道進行維修，這樣不但因?qū)Φ孛娴闹貜?fù)挖掘而加大維修成本，甚至可能會因為破壞到其他管道而出現(xiàn)嚴重的災(zāi)害性事故。

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，地下管網(wǎng)建設(shè)的專業(yè)性、技術(shù)性要求越來越強，隨目前之而來管理的復(fù)雜性也越來越高。相對而言，大多數(shù)城市對各專業(yè)管線的建設(shè)施工過程和日常養(yǎng)護管理不夠，沒有形成有效的監(jiān)督管理體系。地下管線探測、檢測類儀器設(shè)備主要依賴進口，國產(chǎn)化程度較低。

6.1 理順地下管線規(guī)劃建設(shè)管理制度

地下管線從規(guī)劃、設(shè)計、施工、竣工驗收，到支撐城市發(fā)展和為城市服務(wù)的各個環(huán)節(jié)應(yīng)由一套完清晰和規(guī)范的管理流程，指導(dǎo)政府部門、管線建整、設(shè)單位和管線權(quán)屬單位有條不紊的運行。堅持統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一設(shè)計，統(tǒng)一實施，統(tǒng)一管理的原則，理順按照規(guī)劃許可，對占用、挖掘許可、施工許可、設(shè)計變更、規(guī)劃驗收、竣工驗收及備案、竣工材料歸檔的順序，梳理標(biāo)準規(guī)范的的地下管線建設(shè)審批流程，確保管線規(guī)劃、建設(shè)、安全管理有章可循。

6.2 加快地下管線安全信息化建設(shè)

認真組織開展城市地下管線普查工作，逐步建立起城市地下管線埋設(shè)情況的總體骨架，形成依托城市建設(shè)城市統(tǒng)一的地理信息系統(tǒng)的城市地下管線圖紙，地下管線信息管理平臺，確保管線信息的統(tǒng)一性和權(quán)威性。規(guī)劃行政主管部門負責(zé)城市統(tǒng)一的地下管線并提出滿足錄入這一平信息管理平臺的籌建和維護，臺的電子數(shù)據(jù)格式及相關(guān)的技術(shù)要求[3]。

6.3 加強對管線責(zé)任單位的安全監(jiān)管

城市規(guī)劃行政主管部門定期檢查地下管線責(zé)任單位安全管理制度和事故應(yīng)急預(yù)案，對其安全生人員配備進行強產(chǎn)管理機構(gòu)和安全管理人員素質(zhì)、制性規(guī)定和檢查。加大施工現(xiàn)場地下管線安全監(jiān)管力度，應(yīng)將地下管線保護措施是否健全納入工程安全生產(chǎn)條件核查工作中。建立責(zé)任追究和懲戒重大責(zé)任事故追究相應(yīng)的民事責(zé)任和刑事責(zé)制度，加強地下管線安全運營的監(jiān)督管理。

7 結(jié)語

保護地下管線的安全是工程建設(shè)過程中比較重要的工作，會涉及十分復(fù)雜的施工情況，具有比較廣泛的內(nèi)容。目前，工程項目的施工中也對已有的地下市政管線造成一定的影響，存在較多的安全隱患，所以，地下管線的保護與管線精細探測同樣重要！廣泛推廣使用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料等四新技術(shù)！及時制定和出臺四新技術(shù)的標(biāo)準和定額！