國道管線改造設計與管道密封連接施工技術優(yōu)化

中圖分類號：U417；TQ336.4 文獻標志碼：A文章編號：1001-5922（2025）10-0141-04

National highway pipeline reconstruction design and pipeline sealing connection construction technology optimization

HUANG Chao （Xiamen Municipal Engineering Design Institute Co.，Ltd.，Xiamen 361Ooo，F(xiàn)ujian China）

Abstract：Inorder toimprove the scientificityof pipeline designandthereliabilityofconstructionin themunicipal transformationof national highway，this papertakesthe municipal transformation projectof Jimei sectionofold 324 national highway in Xiamen as an example to systematicall analyze the key problemsand solutions in pipeline designandconstruction.Inthis renovation project，the rainwater and sewage pipeline isadjusted from twosides to one side by optimizing the layout of the pipe position，and three pipe positions are saved by using the combined cable pipe arrangement.Aimingat the problem of pipeline relocation，after comparison and selection，the proposed scheme 1 preferentially uses the current road shoulder to carryout pipeline relocation.Although it needs to bear the load of motor vehicle lane，it can avoid the second relocation.The comprehensive cost is about 15% lower than that of scheme2，and theconstruction period is lessaffected bythedemolition，andtheeconomyandfeasibilityare better.In terms of anti-leakage technology，this paper focuses onthe analysis ofthree major causesof pipeline leakage， and proposes targeted solutions ：strict quality control and inspection of pipe materials，standardized pipeline connection process parameters，and diffrentiated foundation treatment.These measures can efectively improve the anti-leakage ability of the pipeline and ensure the construction quality and engineering safety.

Key words： municipal transformation; pipeline design;construction scheme;anti-leakage technology;grey evaluation model

隨著廈門市島外路網(wǎng)逐漸完善，集美區(qū)境內(nèi)新324國道建設接近尾聲，成為地區(qū)之間的聯(lián)系通道，承擔大部分的過境車流，舊324國道功能定位將調(diào)整為片區(qū)內(nèi)部服務性主干道，兼具部分過境交通服務功能，為更好地服務片區(qū)，市政化改造迫在眉睫。張英哲1以廈門軌道交通2號線島內(nèi)段沿線市政道路提升改造工程為例，分析了軌道沿線市政道路提升改造過程中現(xiàn)狀與規(guī)劃管線的制約因素，并結合項目情況介紹了改造思路。夏虹2通過對合肥某高架快速路改造工程中的管線設計進行了研究，提出應著重通過管位設計優(yōu)化避免管線與橋梁構筑物沖突。李小婷3通過對廈門市云頂路提升改造工程設計，提出滿足規(guī)劃需求的同時需兼具實際可行性。廈門市島外路網(wǎng)日趨完善，為更好適應區(qū)域發(fā)展需求，增強道路功能與通行能力，舊324國道市政化改造顯得十分緊迫[4。舊324國道因管線布局復雜、建設時間久遠，道路兩側，分布著大量民房、架空鐵塔、通信設施及特殊管道等構筑物，給市政化改造帶來極大挑戰(zhàn)[7-8]。基于此，本項目市政化改造工作以優(yōu)化道路功能、提升通行能力及解決現(xiàn)有管線問題為核心目標，擬通過合理的管線設計與有效的工程實施，推動項目順利落地，道路改造過程中，需盡可能減少對現(xiàn)有管線的干擾，保障施工期間交通順暢，確保項目能夠圓滿完成。

1方案選擇

1.1 項目概況

本國道市政化改造項目地處福建省廈門市集美區(qū)（如圖1所示），包含對原324國道集美段的市政化改造，所涉主要道路為灌口大道與后溪大道。道路總長約 1.38×10⁴km ，橫貫集美區(qū)，走向為東西向，串聯(lián)起多個關鍵交通節(jié)點，項目核心建設目標是把現(xiàn)有雙向4車道拓展為雙向6車道，以此增強道路通行能力，應對不斷增加的交通流量。道路標準紅線寬度設定為 45m ，同時依據(jù)實際規(guī)劃做出相應調(diào)整，項目涉及的交通功能設計，既要滿足區(qū)域內(nèi)通行需求，也要兼顧過境交通順暢，保障道路服務功能與區(qū)域交通的平衡[9]。

圖1項目地理位置圖Fig.1 Project location

1.2 現(xiàn)狀管線

灌口大道與后溪大道現(xiàn)狀道路路幅寬度 23m 設雙向4車道，車道兩側為硬路肩，各類管線均布于道路范圍之外，包括雙側 10kV 電力架空線、雙側DN200-DN500給水管、雙側涉及約9家部隊的特殊管道，還有通訊電纜及雙側路燈電纜等，這些管道埋深較淺且老化問題突出，道路雨水排放主要依賴道路排水邊溝，管道具體分布情況詳如圖2所示。

1.3 管線建設方案

1.3.1 管道線路規(guī)劃與重難點

本項目設計在現(xiàn)狀道路基礎上向兩側拓寬改造約 11m ，項目為集美區(qū)主干路，沿線分布有多個工業(yè)組團、居住區(qū)、變電站，同時銜接天水路、三南路、安仁大道、灌新路等主要道路，沿本項目線位敷設有給水、雨水管道、污水、 10kV 電力，通信、有線電視、110kV 電力 、220kV 電力、原水、中水、燃氣、特殊管道等11種管道，大多為片區(qū)主干管，管道規(guī)模大。綜上，本項目實施的重難點在于：管線種類繁多且道路寬度有限，需集約管位以減少機動車道下方井蓋數(shù)量；現(xiàn)狀鐵塔和特殊管道位于拓寬范圍內(nèi)，遷改協(xié)調(diào)難度大、費用高，嚴重影響施工進度；同時，施工期間需保障至少4個車道的通行能力，如何在有限空間內(nèi)完成管線遷改和新建并滿足交通需求成為關鍵挑戰(zhàn)

此外，管道種類基本無法改變，僅雨污水管道、10kV 電力、通信管道可考慮適當優(yōu)化。具體改造思路為：雨污水管道可結合兩側地勢情況由雙側調(diào)整為單側布管，考慮設置1根雨水主管于北側機動車道下方，將污水主管布置于道路南側，從而節(jié)約2個管位；將 10kv 電力與通信管道合并為組合式纜線排管，再節(jié)約1個管位。結合實際匯水及服務范圍等核算，最終確定管道規(guī)模：給水（DN400-DN1200）、雨水管道（DN400-2孔 3.7m×2.0m） 、污水（DN300-DN500）、原水（DN2000）、中水（DN300-DN400）燃氣（DN300）、組合式纜線排管（納入 10kV 電力16孔、通信12孔、有線電視2孔）特殊管道（15孔）高壓電力管廊（ 1.9m×3m? 1 （3+1.9） ） m×3.5m ，納人 110kV 電力1-10回 、220kV 電力4-10回）。

1.3.2 管道建設方案比選

結合管線性質(zhì)及相關部門意見，本項目考慮將現(xiàn)狀鐵塔纜化、通信、有線電視納入新建組合式纜線排管，特殊管道單獨管位敷設， 110kV220kV 高壓電力纜化納入新建高壓電力管廊，新建的各類管道容量按規(guī)劃預留[9-10]。圍繞該主題本次提出2個管線布置方案。

方案1：將組合式纜線排管及特殊管道布置在現(xiàn)狀路肩（改造后機動車道）下方，管位布置如圖3所示。

該方案施工組織時序如下： ① 占用南側硬路肩加1個車道先行實施組合式纜線排管及特殊管道，預留北側3個車道加硬路肩形成4個車道作為施工期間通行道路； ② 將兩側現(xiàn)狀鐵塔、通信、特殊管道統(tǒng)一遷入新建管道內(nèi)，釋放北側路外空間，同時新建南側各類管道及路面； ③ 利用南側已建成的2個車道加現(xiàn)狀2個車道形成4個車道作為施工期間通行道路，實施北側高壓電力管廊等各類管線及道路

方案2：將組合式纜線排管及特殊管道布置在兩側人行道下方，管位布置如圖4所示。

該方案施工組織時序如下： ① 完成道路拓寬范圍征地拆遷工作，兩側現(xiàn)狀通信、特殊管道、給水等管道臨時遷改預留兩側組合式纜線排管及特殊管道實施空間； ② 實施兩側特殊管道及組合式纜線排管，并將臨時遷改的管線以及未遷改的架空鐵塔等纜線遷人新建的特殊管道及組合式纜線排管； ③ 實施南側各類管道及道路； ④ 利用南側已建成的3個車道加北側1個車道形成4個車道作為施工期間通行道路，實施北側各類管道及道路。

對以上2個方案進行綜合比選，方案1優(yōu)先利用現(xiàn)狀路肩實施管線遷改，避免了二次遷改，綜合成本降低約 15% ，且工期受征拆影響小，經(jīng)濟性與可行性更優(yōu)。雖然方案1管道位于機動車道下方需更高強度并增加管養(yǎng)難度，但相較方案2依賴征拆、二次遷改且造價高、工期不可控的特點，仍為最優(yōu)選擇。

2 防滲漏施工的要點

2.1管線滲漏的原因

市政道路管線滲漏問題直接影響道路基礎的穩(wěn)固性和環(huán)境安全，其成因復雜多樣，主要涉及管道質(zhì)量、施工工藝及地質(zhì)條件等因素。以下從三個關鍵方面分析管線滲漏的原因。

2.1.1 管道質(zhì)量不合格造成滲漏

管道材料的質(zhì)量是防滲漏的基礎，在運輸、裝卸或存儲過程中，管道可能因外力作用出現(xiàn)變形、開裂或劃痕。如本項目所使用的高密度聚乙烯纏繞增強管（High-Density Polyethylene Winding ReinforcedPipe，HDPE），其在運輸、裝卸或存儲過程中，管道可能因外力作用出現(xiàn)變形、開裂或劃痕，尤其是承插接口的密封圈若存在破損或老化，會導致連接時密封不嚴[1]。此外，管材環(huán)剛度不足或壁厚不均勻可能在外荷載下發(fā)生變形，進一步加劇滲漏風險。

2.1.2 管道連接工藝不規(guī)范導致密封失效

承插接口是管道滲漏的高發(fā)區(qū)域。以HDPE纏繞增強管為例，承插連接時需確保密封圈安裝到位、接口對齊，若未清理接口處的泥沙或雜物，或未按規(guī)范施加軸向推力使密封圈充分壓縮，均會導致接口密封失效。此外，環(huán)境溫度過低時，密封圈彈性下降，可能因收縮引發(fā)滲漏;溫度過高則可能加速密封圈老化[12-13]。

2.1.3 地基處理不當引發(fā)管道結構受損

不良地質(zhì)條件或回填不規(guī)范會直接威脅管道穩(wěn)定性，針對復雜的地質(zhì)條件，管線地基也應做出相應的調(diào)整。如軟土地基在外力下易變形，膨脹土遇水體積變化劇烈，均可能導致管道不均勻沉降，使承插接口脫開或密封圈位移。同時，回填時若未按規(guī)范分層壓實或混入尖銳石塊，管道可能因局部受壓導致接口變形或密封圈破損[14]

2.2管線防滲漏施工的具體注意點

2.2.1嚴格管材質(zhì)量控制與檢驗

為確保管線工程的防滲漏性能，需從源頭把控管材質(zhì)量。首先，在采購階段應選擇符合國家標準的優(yōu)質(zhì)管材，要求供應商提供完整的質(zhì)量證明文件，包括出廠合格證、材質(zhì)檢測報告及環(huán)剛度測試結果等。對于HDPE纏繞增強管等重點材料，需進行抽樣復檢，重點檢查管壁厚度均勻性、表面無裂紋或劃痕，以及承插接口的幾何尺寸是否符合設計要求[15]。其次，在運輸和存儲環(huán)節(jié)，應采取防碰撞措施，避免管材因外力作用變形或損壞；堆放時需墊平并限制高度，防止管材受壓變形。最后，在施工前應對每根管材進行現(xiàn)場驗收，通過目測和簡易工具檢測排除存在缺陷的管材，確保只有合格材料投入使用

2.2.2 規(guī)范管線連接工藝參數(shù)

市政道路管線施工中，管道連接工藝的規(guī)范性直接決定了管網(wǎng)的密封性和長期穩(wěn)定性。本項目所使用的HDPE纏繞增強管承插連接工藝在施工時需采用專用拉緊工具確保插口插入深度符合設計要求，通常以標記線為基準，避免過度壓縮或插入不足。此外，低溫環(huán)境下應對密封圈進行預熱以保持彈性，高溫時則需避免暴曬以防止密封圈老化。HDPE纏繞增強管承插連接具體工藝參數(shù)如表1所示。

表1HDPE纏繞增強管承插連接工藝參數(shù) Tab.1 HDPE winding reinforced pipe socketconnection processparameters

2.2.3 差異化地基處理

由于本項目沿線地質(zhì)條件復雜，存在軟土、膨脹土等復雜不良地質(zhì)，需采取差異化的地基處理措施。對于軟土地基，采用堆載預壓法或換填法，通過置換軟弱土層或施加預壓荷載加速固結，減少后期沉降風險；對于膨脹土地基，則需置換為優(yōu)質(zhì)黏土并設置防滲隔離層，抑制土壤吸水膨脹。此外，在管道基礎施工中，應根據(jù)覆土厚度選擇混凝土帶形基礎或砂墊層，確保管道均勻受力。回填時，需分層壓實并在管道上下鋪設細砂緩沖層，避免石塊等硬物直接接觸管壁造成局部應力集中。通過針對性地基處理，可有效規(guī)避不均勻沉降導致的管道變形或連接部位開裂，從而顯著提升管網(wǎng)的防滲漏能力。

3結語

國道市政化改造中的管線設計與施工是一項復雜而系統(tǒng)的工程，需要綜合考慮功能優(yōu)化、空間集約、成本控制及施工可行性等多重因素。本文以廈門市舊324國道集美段市政化改造工程為例，通過優(yōu)化管位布置和科學比選施工方案，有效解決了管線種類繁多、空間受限及遷改協(xié)調(diào)等難題。在防滲漏技術方面，嚴格管材質(zhì)量控制與檢驗、規(guī)范連接工藝參數(shù)及差異化地基處理，可顯著提升管網(wǎng)的密封性與耐久性。市政化改造需以科學規(guī)劃為先導，注重技術創(chuàng)新與精細化施工，同時兼顧經(jīng)濟性與工期可控性，為類似工程提供了有價值的參考。未來，隨著新材料、新工藝的發(fā)展，管線設計與施工技術還可進一步優(yōu)化，為城市基礎設施的高質(zhì)量建設奠定堅實基礎。

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