交通工程管理中管線問題的探討

祝關(guān)翔,楊坤平

(1.杭州蕭山交通投資集團(tuán)有限公司,浙江 杭州 311201；2.浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司,浙江 杭州 310030)

地下管線是城市設(shè)施中最隱蔽的部分,隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市骨架的迅速擴(kuò)張,地下管線的分布愈加密集。隨之而來的管線事故也越來越多,如2013年青島輸油管道爆炸事故,2019年杭州建國北路燃?xì)夤苄孤妒鹿实?。于是，各地政府也密集出臺相關(guān)政策,如成都市將開啟系統(tǒng)治理“大城市病”行動,大規(guī)模集中開展地下管線安全整治,系統(tǒng)根治“頑疾”管線事故。為避免破壞管線,在交通工程建設(shè)中更應(yīng)注重管線探測、遷改、保護(hù)及后期管線BIM管理[1]。本文從交通工程管理者的角度來探討若干管線問題,并提出相關(guān)建議。

1 項(xiàng)目周期內(nèi)管線問題

1.1 管線探測

管線探測一般在設(shè)計(jì)階段完成,其過程包括管線普查、管線協(xié)調(diào)會、管線專項(xiàng)探測等。

管線普查指通過調(diào)查、收集資料及探測等手段對項(xiàng)目范圍內(nèi)的管線進(jìn)行摸排,形成管線成果表,繪制管線成果圖。最后統(tǒng)計(jì)出涉及的管線種類、數(shù)量、權(quán)屬等信息,為召開管線協(xié)調(diào)會做準(zhǔn)備。

管線協(xié)調(diào)會指通過主管單位召集各相關(guān)管線權(quán)屬單位對管線普查成果進(jìn)行校驗(yàn),為下一步專項(xiàng)探測做準(zhǔn)備。

管線專項(xiàng)探測是針對重要管線進(jìn)行精探。管線專項(xiàng)探測需要從效率、精度、經(jīng)濟(jì)等多方面考慮。在設(shè)計(jì)階段規(guī)避重要管線,避免不必要的改遷,以達(dá)到減少預(yù)算和縮短工期的效果。

管線探測方法一般以物探方法為主,其探測手段包括直連法、感應(yīng)法、夾鉗法、示蹤法、三維陀螺儀、探地雷達(dá)、地震映像、磁梯度、高密度電法、瞬變電磁等。對不同管線的探測應(yīng)選擇適當(dāng)方法,如金屬管采用電磁法效率和精度都較高,非金屬管道采用電磁法有局限性,需要采用探地雷達(dá)、地震映像等方法。對于復(fù)雜的管線應(yīng)選擇綜合方法進(jìn)行探測[2]。

1.2 管線遷改、保護(hù)

交通工程項(xiàng)目施工前針對不同的管線,要明確是保護(hù)還是遷改,并制定出相應(yīng)方案。

管線遷改須制定遷改方案,明確各種管線路由,針對不同管線采用不同的技術(shù)方案。管線遷改須遵循以下原則：1)新建讓已建；2)柔性讓剛性；3)壓力讓重力；4)小管讓大管；5)臨時(shí)讓永久[3]。

管線保護(hù)需要統(tǒng)籌管線現(xiàn)狀和施工現(xiàn)場條件,針對平行管線、相交管線、特殊管線等應(yīng)采取不同的保護(hù)措施來降低保護(hù)難度。

1.3 管線施工組織

交通工程的施工與管線改遷的施工會存在交叉,因此交通建設(shè)工程中的保通、保暢尤為重要。如何通過計(jì)算道路的飽和度,制定合理的施工組織方案來疏導(dǎo)交通是交通工程管理中的難點(diǎn)[4]。

主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行管理：

1)容量計(jì)算及飽和度分析,根據(jù)飽和度做好預(yù)判,在其他節(jié)點(diǎn)做好分流；

2)圍蔽設(shè)計(jì),確定最小圍蔽寬度,尤其是警告區(qū)和緩沖區(qū)的設(shè)計(jì)要合理；

3)合理宣傳,通過相關(guān)宣傳及現(xiàn)場標(biāo)識標(biāo)牌的布設(shè),盡量降低車輛、人流的通行飽和度。

2 管線BIM管理

在設(shè)計(jì)、施工、營運(yùn)階段一次性解決好管線問題,需要借助一定的信息化手段。筆者認(rèn)為管線問題可以前置到設(shè)計(jì)階段,然后利用BIM技術(shù)貫穿整個(gè)項(xiàng)目。設(shè)計(jì)階段根據(jù)管線成果,利用BIM系統(tǒng)進(jìn)行碰撞測試后,提出遷改保護(hù)方案。施工階段利用BIM進(jìn)行管線校核,避免二次遷改。營運(yùn)階段利用BIM系統(tǒng)對管線進(jìn)行三維管理[5-6],為其他交叉工程做好前期準(zhǔn)備。

通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面的管理：

1)進(jìn)度管理 以BIM模型為基礎(chǔ)加上其他維度信息,如時(shí)間、成本等實(shí)現(xiàn)BIM4D和BIM5D的進(jìn)度管理。

2)質(zhì)量管理 通過碰撞檢查快速查找不同專業(yè)間的交叉與碰撞問題,避免出現(xiàn)信息傳遞錯(cuò)誤和遺漏的情況。

3)安全管理 通過BIM模型,規(guī)劃安全區(qū)域,提前對施工階段進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判和過程模擬,監(jiān)控施工動態(tài),制定風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案。

4)成本管理 各專業(yè)的模型為管理者提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐,可以快速進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì),精確核算成本,減少不必要支出。

3 工程實(shí)例

實(shí)例1：通過管線精探,避免改遷管線,減少預(yù)算及縮短工期。

例如某項(xiàng)目需進(jìn)行棧橋施工,下有燃?xì)夤軐︿摴軜队绊戄^大,前期對接建議遷改,后從工期及經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)決定采取調(diào)整樁位規(guī)避管線的方案,兩種方案對比見圖1。項(xiàng)目情況見圖2,右側(cè)黑色為權(quán)屬單位提供管道竣工驗(yàn)收路由,圓圈為初步鋼管樁位,經(jīng)過精探后,確定右側(cè)細(xì)線為實(shí)際管道路由,將鋼管樁位調(diào)至方塊區(qū)域。目前該棧道施工已經(jīng)安全完成。

圖1 工期及預(yù)算對比

圖2 項(xiàng)目調(diào)整示意

實(shí)例2：項(xiàng)目前期進(jìn)行管線探測,后期利用BIM進(jìn)行管線管理。

又如某項(xiàng)目前期進(jìn)行了管線探測,查明了多處管線,設(shè)計(jì)單位利用BIM技術(shù)對方案進(jìn)行碰撞分析,見圖3。經(jīng)過分析后調(diào)整方案避開了多處國防光纜、電力管線、給水管道等,減少了管線改遷的工作量,降低了造價(jià)，縮短了工期。并在后期其他管線遷改時(shí),利用該BIM模型進(jìn)行了管線路由的設(shè)計(jì),見圖4。

圖3 BIM管線碰撞分析示意

圖4 BIM管線路由設(shè)計(jì)示意

4 管線疑難問題探討

實(shí)際工程建設(shè)中,往往遇到復(fù)雜的未知管線,比如因管線權(quán)屬單位管理人員的更迭,管線自身久遠(yuǎn)未備案,企業(yè)私自違建管線等原因,場地既無管線附屬設(shè)施或出露點(diǎn),又難以收集到相關(guān)資料,但可能存在的管線,這類管線是交通工程管理中的疑難點(diǎn)之一。

對于未知管線,目前主要采用全測區(qū)掃描的方式探查,常用的掃描方法有以下三類：

1)被動源掃描探查法 該方法主要針對淺埋的金屬管線,具體方法是在與道路垂直和平行方向按一定的距離繪制測線網(wǎng)格,將接收儀放置到無源檔,沿測線移動,發(fā)現(xiàn)異常后在該位置采用感應(yīng)法施加信號,進(jìn)一步探查管線走向。

2)主動源掃描探查法 該方法主要針對深埋金屬管線,采用水平磁偶極感應(yīng)法進(jìn)行掃描,將發(fā)射機(jī)與接收機(jī)保持一定距離,沿測線網(wǎng)格同時(shí)同向移動,在移動過程中保持接收機(jī)線圈與前進(jìn)方向垂直。

3)半圓掃描探查法 被動源與主動源掃描在探測與測線網(wǎng)格正交或近似正交的管線時(shí)效率較高,但對斜交管線則難以探測,此時(shí)可采用半圓掃描法。將發(fā)射機(jī)位于測線位置上,接收機(jī)在以發(fā)射機(jī)為圓心,以一定距離為半徑的半圓上精確掃描,在此過程中保證接收機(jī)和發(fā)射機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)動,而知處于同一方向。

此外,對經(jīng)全測區(qū)掃描后仍存疑的區(qū)域,可通過樣孔排查的方式進(jìn)一步探查。樣孔排查可采用塑料鉆頭進(jìn)行勘探成孔,然后利用物探手段如磁梯度法、電磁波CT法等進(jìn)行掃描排異。該方法整體效率較低，成本較高,因此還需要進(jìn)一步研究完善。

5 結(jié) 語

管線問題影響到交通工程的進(jìn)度管控、預(yù)算管控、安全管控,因此建議交通工程項(xiàng)目中管線探測先行,對等級高的管線采用精探,對等級一般的管線采用物探技術(shù)進(jìn)行分級探測。項(xiàng)目管理過程中對于管線探測要敢于利用先進(jìn)技術(shù)來優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而減少預(yù)算和縮短工期。建議將管線問題放在設(shè)計(jì)階段一次性解決,利用先進(jìn)的信息化管理技術(shù)如BIM技術(shù)進(jìn)行綜合管理,力爭施工階段管線零投訴、零協(xié)調(diào)、零事故。