市政工程施工中地下管線的保護問題探討

李樹嘉

（濟南城建集團有限公司，山東 濟南 250000）

地下管線作為城市基礎設施的重要組成部分，其安全和完整性對城市的正常運轉至關重要。在市政工程施工中，地下管線經常面臨多種潛在風險，這些風險既來自自然因素，也源于人為操作的不當。因此，識別并理解這些風險，以及采取有效措施以防止管線損害，對于保證城市運作的連續性和安全性具有重要意義。

1 各種地下管線破壞的原因分析

1.1 不合理的規劃設計

在市政工程施工中，地下管線的破壞往往起源于規劃設計階段的不合理性。首先，規劃設計時對地質條件和現有地下設施的評估不夠全面，導致施工過程中遇到意料之外的障礙，如巖石層的硬度、土壤的穩定性以及已存在的管線布局。其次，規劃設計中缺乏對未來城市發展和地下空間利用的長遠考慮，如地下空間的可擴展性和管線的維護升級空間，會導致后期施工中必須對原有管線進行遷移或更改，增加破壞風險。再者，設計方案中對施工技術的要求與現場施工條件不符，如對特定土壤類型的特殊處理需求未被充分考慮，或是設計圖紙與實際地形地貌存在偏差，這些因素在施工過程中往往導致地下管線的意外損壞。最后，規劃設計階段對于地下管線的保護措施規劃不足，如缺少對挖掘區域周邊管線的詳細標注和保護方案，使得施工團隊在施工時難以有效識別和規避潛在風險。這些設計階段的不足和疏忽是導致市政工程施工中地下管線頻繁遭受損害的主要原因之一[1]。

1.2 未能充分了解市政工程施工的周邊環境

市政工程施工中地下管線的損壞往往與對施工周邊環境認識不足有關。首先，對于地下環境的地質特性缺乏準確的認識，如土壤類型、地下水位、以及地質結構的復雜性，這些因素直接影響地下管線的穩定性和施工安全。地質條件如巖層硬度、土壤流動性不同，導致管線在施工過程中出現位移或變形。其次，對周邊建筑物和基礎設施的影響評估不夠全面。例如，振動和重型機械操作對鄰近地區的建筑物結構完整性造成威脅，進而間接影響地下管線的安全。此外，對現有地下管線的詳細資料缺乏，如管線的精確位置、類型及其承受能力，會增加施工過程中誤判的風險，從而導致管線損壞。此外，環境中的特殊因素，如歷史文化遺跡區、生態保護區，也常常被忽視，其特殊性要求在施工過程中采取額外的保護措施。缺乏對這些因素的綜合考量，導致施工團隊在實際操作中難以做出正確判斷，從而加劇地下管線的損壞風險。

1.3 在市政工程施工過程中未對地下管線實施保護工作

在市政工程施工過程中，地下管線常因缺乏有效保護而遭受損害。首先，施工團隊對地下管線的位置和性質認識不足是主要原因之一。由于地下管線的信息未被充分共享或記錄不精確，施工時很難準確判斷管線的確切位置，導致在挖掘、鉆孔等操作中不慎觸及或損壞管線。其次，施工現場管理和監督不足也是造成管線損害的關鍵因素。例如，施工期間對重型機械的使用未進行嚴格控制，或施工人員缺乏專業培訓，對如何在含有地下管線的區域安全作業缺乏了解。此外，施工過程中未采用或錯誤使用保護設施和技術也是常見問題。例如，對挖掘區域未設置適當的支護結構，或在施工過程中未采取減震、隔離等措施以保護鄰近管線。此外，施工計劃的調整和現場突發情況的處理常常缺乏對地下管線保護的考慮，導致在應對緊急情況時無意中破壞地下設施[2]。

1.4 天氣因素導致地下線管被損壞

天氣因素是導致市政工程中地下管線損壞的重要外部原因。極端天氣條件，如暴雨、洪水、地震等自然災害，對地下管線的安全構成嚴峻挑戰。暴雨和洪水可導致地面和地下水位急劇上升，增加地面沉降和土壤液化的風險，這會對埋設在地下的管線產生壓力，導致管線位移、斷裂或接頭松動。此外，地震等地質活動會引起地面劇烈震動，對地下管線的結構完整性造成威脅。長期的天氣變化，如溫度波動和凍融循環，也對地下管線的材料造成疲勞，降低其耐久性。此外，地下管線在極端天氣條件下的維護和修復工作面臨更大挑戰，如高溫或低溫條件下作業的安全性問題和修復工作的困難性。這些天氣因素的復合作用使得地下管線在極端環境下更容易遭受損害，尤其是在氣候變化日益顯著的當下，這種風險正在加劇。

2 市政工程施工中保護地下管線的常用方法

2.1 交匯井

交匯井作為一種有效的地下管線保護方法，主要用于地下管線的交匯和轉換點。其核心作用是在管線交匯或需要方向轉換的位置提供一個可訪問的空間，以便于檢查、維護和修復工作。交匯井的設計通常考慮到管線的種類、尺寸和埋設深度，確保有足夠的空間進行操作。這種結構通常由混凝土或鋼筋混凝土構成，以確保足夠的強度和耐久性。在設計交匯井時，重要的考慮因素包括其對周圍土壤和地下水的影響、對周邊建筑和地面交通的影響，以及確保其防水和防腐蝕性能。交匯井的合理布局和設計對于減少地下管線的彎曲和應力集中至關重要，從而降低管線因長期使用或外力作用而損壞的風險。在施工過程中，正確安裝和維護交匯井對于確保整個地下管線系統的安全運行至關重要。

2.2 套管法

套管法是一種常用于保護地下管線的技術，特別是在交通要道或其他重要設施下方的管線施工中。這種方法涉及在地下管線周圍安裝一個較大直徑的保護管，以形成一個堅固的外殼，保護內部的管線免受外部壓力、沖擊和其他潛在的破壞因素影響。套管的材料通常選擇具有高強度、耐腐蝕性和耐久性的材料，如鋼或高密度聚乙烯（HDPE）。在施工過程中，首先通過鉆孔或挖掘方式在預定路徑上形成通道，然后安裝套管。安裝完成后，再在套管內部鋪設實際的管線。在此過程中，確保套管與內部管線之間有適當的間隙是關鍵，這有助于減輕地面負荷和地質活動對管線的直接影響。此外，套管法還能有效隔離地下管線與周圍土壤或水分的接觸，從而防止管線腐蝕或其他化學損害。這種方法尤其適用于鋪設高壓力或重要管線，如天然氣管道、石油輸送管線等，在保障這些管線的安全和穩定性方面發揮著關鍵作用。

2.3 倒虹法

倒虹吸法是一種用于地下水位控制和保護地下管線的技術。該方法的核心在于利用管道系統主動降低特定區域的地下水位，從而減少對地下結構和管線的水壓力。在實施倒虹吸法時，首先在地下管線附近安裝一系列垂直的排水井，這些井管通常由具有穿孔的管材制成，以便水能夠進入。然后，通過降低井管內的水位，形成一個負壓區，促使周圍土壤中的水分向井管流動并被抽走。這種方法能有效降低管線周圍的土壤濕度，減少土壤的液化風險，同時也減輕由于地下水壓力變化引起的管線位移和損壞風險。倒虹吸法的關鍵在于準確計算出所需降低的水位高度和排水井的布置，以確保整個區域的水位均勻下降，避免造成地面不均勻沉降。此外，這種方法還需配合適當的監測設備，如水位計和應力傳感器，以實時監控水位和地面變化，確保施工安全和管線保護[3]。

2.4 采用“微型樁＋鋼板樁”的保護措施

在市政工程中，結合使用微型樁和鋼板樁的方法是保護地下管線的有效策略之一。微型樁通常用于加固地基，提供額外的支撐力，從而保護地下管線免受周圍土壤活動或負載變化的影響。這些樁通常由鋼筋混凝土、鋼或其他高強度材料制成，可以深入地下，直至達到穩定的土層。微型樁的安裝通常通過鉆孔、灌注混凝土和加固鋼筋的方式進行，它們能有效分散上部結構的載荷，減少對地下管線的壓力。另一方面，鋼板樁主要用于地下挖掘的側向支撐，尤其是在城市環境中，它們作為臨時或永久的土壤支撐結構，防止周圍土壤塌陷和側向移動。在結合使用微型樁和鋼板樁時，鋼板樁提供臨時的側向支撐，防止施工期間土壤和水的侵入，而微型樁則長期穩固地基，確保地下管線的安全。這種組合方法在復雜的地質環境和狹小的城市空間中尤為有效，能夠同時解決垂直和水平方向的支撐問題，能極大地提高地下管線在施工期間和之后的安全性。

2.5 采用“止水樁＋鋼板＋鋼板樁”的保護措施

在地下管線的保護工作中，結合使用止水樁、鋼板和鋼板樁的方法被廣泛應用于復雜和高風險的工程環境。止水樁通常由高強度、防滲材料制成，如混凝土或鋼材，用于形成一個圍護結構，防止地下水侵入施工區域，從而保護地下管線。這些樁深入地下，形成一個密閉或半密閉的圍護體系，有效隔離施工區與外界水源，減少地下水對管線的潛在損害。鋼板作為補充，用于增強圍護結構的整體穩定性和防水性，尤其在止水樁之間的接縫處發揮關鍵作用。此外，鋼板樁則提供額外的支撐和防護，尤其適用于土壤條件較差或需要深挖的施工環境。以垂直或傾斜方式插入地下，形成堅固的側向支撐，保護管線免受土壤位移和擠壓的影響。這種綜合性的保護措施，在施工期間對地下管線提供全方位的保護，特別適用于地下水位高、地質條件復雜或周圍環境敏感的區域。通過精確的設計和施工，這一方法能有效控制施工對地下管線的潛在風險，保障管線的完整性和功能[4]。

3 加強市政工程施工過程中地下管線的保護工作

3.1 施工前的保護措施

在市政工程施工過程中，施工前的保護措施對于確保地下管線的安全至關重要。首先，進行詳盡的地質調查和地下管線探測是基礎工作。這包括使用地球物理勘探技術，如地下雷達、電磁波探測器等，精確地定位現有管線的位置和深度。其次，施工前的風險評估和規劃也不可或缺。通過分析地質數據和現有管線信息，評估施工過程中對管線造成的影響，從而規劃出避免損害的施工路徑和方法。此外，制定詳細的施工計劃和應急預案也是關鍵，包括施工方法的選擇、機械設備的使用、施工時地下管線的暫時支撐或移位措施，以及遇到緊急情況時的應對策略。在施工計劃中，還需考慮施工期間對周圍環境和其它地下設施的影響，確保整個施工過程不會對其它地下設施造成損害。同時，對施工團隊進行專業培訓，確保每位成員都能理解施工計劃和應急預案，了解在施工中保護地下管線的重要性和具體方法。此外，施工現場的安全標識和警告標志也是必要措施，以提醒施工人員注意地下管線的存在和潛在風險。

3.2 加強市政工程策劃設計

在市政工程策劃設計階段，綜合考慮地下管線的保護至關重要。設計時需詳細評估現有地下管線的位置、類型及其對工程的影響。高質量的設計應包括地下設施的詳細圖紙和資料，確保施工團隊清楚地了解所有地下管線的具體情況。設計中還應考慮地質條件、土壤特性以及地下水情況，以預測和規范對地下管線造成影響的因素。此外，設計階段還需考慮未來的城市發展和地下空間的潛在利用，為地下管線的維護、升級和擴展留出充足空間。高效的策劃設計還包括與地下管線相關的所有利益相關方的溝通和協調，如公共事業公司、地方政府和環境保護機構，確保工程設計符合所有相關的法規和標準。

3.3 制定市政工程施工應急預案

建立市政工程施工的應急預案對于確保地下管線的安全非常重要。應急預案應包括針對發生的各種緊急情況的詳細應對策略，如管線破損、水管泄漏、電纜斷裂等。每種情況下的預案應明確指出責任人、緊急聯系方式、應急修復步驟和所需資源。此外，應急預案還應包括對周邊地區的影響評估，如停水、停電對居民和商業活動的影響，以及相應的緩解措施。有效的應急預案還需要定期的審查和演練，確保所有參與人員都熟悉預案內容并能迅速反應。此外，預案中還應考慮與當地緊急服務部門的協調，如消防隊、醫療救護和警察，以便在緊急情況下能夠得到及時支持。通過制定全面的應急預案，可以在市政工程施工中快速有效地應對突發事件，最大程度地減少對地下管線的損害和對公共安全的影響[5]。

4 結語

在市政工程施工中對地下管線的保護是一個復雜但至關重要的任務。它要求在項目的每個階段都采取周密的措施，從精確的前期規劃設計到施工現場的細致管理，每一步都需要專業知識和細致的注意力，以確保地下基礎設施的完整性和安全性。通過采納有效的保護技術和方法，不僅可以避免昂貴的修復成本和工程延誤，還能保障公共安全和服務的連續性。因此，提高對地下管線保護的認識并將其作為市政工程規劃的核心部分，對于任何城市的基礎設施建設和維護都是不可或缺的。