市政工程地下管線施工技術應用分析

陳 誠

（核工業(yè)西南建設集團有限公司，四川 成都 610017）

0 引言

目前，隨著我國城市規(guī)模的不斷擴大，市政工程建設的規(guī)模也越來越大，并且施工要求也越來越高。市政工程建設過程中，錯綜復雜的地下管線施工成為市政工程建設面臨的主要難題，嚴重影響施工進度和工程造價。在實際施工過程中，如果準備工作充分，對既有地下管線分布區(qū)域和分布特點不明確，極易出現(xiàn)各種施工安全隱患，可能影響既有管線的正常工作，也可能影響新建管線的施工質量。同時，施工單位和技術人員還應熟練掌握地下管線的施工技術要點，才能保障地下管線的施工安全和施工質量[1]。本文結合具體項目，對市政工程地下管線施工技術的應用進行分析。

1 工程概況

某地新建集住宅、商業(yè)和辦公為一體的綜合性房建工程項目。該工程項目主要包含樁基礎、地下管線、土方開挖、整體結構、機電工程、幕墻、內部住宅及商業(yè)區(qū)域的精裝修等，項目總建筑面積約為10 萬m2（含地下停車場及平臺等部分）。由該項目施工計劃可知，施工工期相對較短，且甲方要求標準較高；同時，該項目屬于大規(guī)模施工項目，施工人員、施工設備和施工材料規(guī)模均較大，特別是地下管線施工環(huán)境較差，且在前期勘查過程中發(fā)現(xiàn)施工場地內已經具有一定數量的既有管線。因此，施工單位對地下管線施工給與了高度重視，決定優(yōu)先開展地下管線施工作業(yè)。

2 地下管線施工準備要點

2.1 前期勘查工作

在前期勘查工作中，施工單位向當地市政部門申請查閱既有管線的設計材料，并通過詢問相關部門工作人員，明確既有管線的位置、走向、深度、數量、直徑、材料和投入使用時間等數據。

2.2 管線整體規(guī)劃

獲得上述數據后，施工單位技術人員采用BIM 與GIS 聯(lián)合應用的方式，對地下管線的整體設計進行規(guī)劃，此環(huán)節(jié)主要分為以下幾個步驟：

（1）將已有的數據輸入GIS 軟件中，進行整體管線的設計布局；

（2）應用MapControl 和SceneControl 兩種控件分別調用數據庫中的二維圖層數據和三維場景數據，并以此實現(xiàn)二維和三維數據之間的“聯(lián)動”，并根據中間點坐標計算出三維場景中的目標點位置，構建立體化場景；

（3）使用Revit軟件建設相應的管線模型；

（4）將各專業(yè)構建出的模型導入到Nacisworks 軟件內，由其完成碰撞試驗，根據碰撞試驗結果，結合相關規(guī)定要求，有條不紊地對出現(xiàn)問題的區(qū)域予以優(yōu)化；

（5）使用Project軟件創(chuàng)建施工信息，并完成最終的管線施工整體布局。

3 地下管線施工技術要點

3.1 場地開挖

綜合考慮施工場地的地質情況后，施工單位決定采取分層分段對稱開挖的方式開展施工作業(yè)。結合施工圖紙及施工方案，分層開挖層數設置為3 層，每層開挖的長度則控制為20m?？紤]到該工程中使用的部分管線結構幾何尺寸小、精度要求多的特點，故開挖前首先根據測定的軸線控制網初步放線，并在基坑邊加釘軸線控制木樁，依次放出開挖邊線。根據相應的輪廓線，先用小型鉤機開挖，再由人工修整完善[2]。

3.2 軟土加固

本工程施工過程中，軟土加固與土方開挖密切配合，在保證安全的基礎上，以達到充分利用場地，降低造價，縮短工期的目的。在加固施工前，勘查人員對施工場地的土質進行了勘查，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域內存在淤泥軟土地基，其基本參數如表1所示。

表1 施工區(qū)域中淤泥軟土的基本性質參數

根據表1 中的數據可知，該軟土地基力學性能不足，無法滿足實際建設需要，因此施工單位決定采用高壓旋噴法進行加固施工。在進行抗壓強度檢測后，技術部門決定采用雙重管法進行施工，其主要參數如表2所示。

表2 高壓旋噴樁施工的主要參數

基于上述參數，場地加固施工環(huán)節(jié)的主要流程如下：

（1）按照施工圖紙對鉆機設備進行準確布置；

（2）進行鉆孔作業(yè)，控制鉆進速度為1.20m/min；

（3）使用PAM泥漿進行清孔作業(yè)；

（4）使用P0425水泥進行高壓注漿；

（5）對注漿孔進行清洗，除去多余泥漿后即完成加固施工作業(yè)。

3.3 管線鋪設

3.3.1 深層地下管線鋪設

軟土加固環(huán)節(jié)完成后，施工單位就可以進行地下管線的鋪設?？紤]到本次工程中地下管線的鋪設較為復雜，因此施工單位首先開展深層地下管線的鋪設施工。因為施工區(qū)域內存在地下電纜，所以在施工開始前，施工部門首先對地下電纜建筑空間內的土體進行澆筑[3]。

在此基礎上，技術人員根據施工現(xiàn)場的實際情況，在地下管道兩側進行規(guī)劃鉆孔，每側布置兩排混凝土孔，內線與地下管道之間的距離則控制為20cm。在此過程中，為提升施工效率，施工部門采用自內而外連續(xù)澆筑的方式，確保接頭向混凝土管道方向擴展，以達到加固的目的。同時，施工人員也對混凝土管道的范圍進行了合理控制，地下管道下方深度控制為2m，水平寬度控制為3.5m。另外，在施工準備過程中，技術人員引入層壓板，采用分層施工方式進行作業(yè)。每層管線鋪設完成后均澆筑強度等級為C25 的混凝土，而后繼續(xù)澆筑下一層，以提高施工質量。在地下管線施工中，技術部門也嚴格控制了土層的變化，以保證建筑板的施工效率。為達成上述目標，灌漿半徑的擴展控制在1m 內，在灌漿操作結束時，將壓力值設置為0.5MPa，并確保每立方米土體的灌漿量為20%左右。

3.3.2 淺層地下管線鋪設

深層混凝土管線施工完成后，施工單位進一步開展淺層金屬管線安裝工作。在金屬管線安裝前，由質檢人員對所有管線材料逐根進行測量和編號，選用管徑相差最小的管節(jié)組對對接[4]。在下管前，確定管節(jié)內外防腐層合乎要求后進行下管安裝。

在淺層管道的敷設過程中，施工單位對運輸和布管環(huán)節(jié)也給予了重視。在管道預處理合格后，使用自卸車輛將管道材料運輸至施工現(xiàn)場。在起吊和運輸中，均采用專用吊帶進行起吊，做到輕裝輕放，避免出現(xiàn)較為明顯的撞擊。同時在各根管線材料和管線與車架之間，均妥善設置橡皮和軟質材料襯墊，且捆扎繩外加裝套橡膠管，避免管口和防腐層出現(xiàn)損傷。以上工作準備就緒后，工作人員開始進行布管。在布管過程中，操作人員在管線材料兩端墊高度為45cm 的軟質材料襯墊，且兩根管線材料之間的首尾相接處錯開一個管口，以便于管內的清掃，坡口清理及起吊等步驟。

布管環(huán)節(jié)完成后即為管道下溝環(huán)節(jié)。管道下溝采用輪胎式吊車與倒鏈相結合的方法，且管段在地面的連接控制在20m 左右。在下管時，起重機沿溝槽移動，并配備專用的尼龍吊具進行吊裝，起吊高度則設置在1m。管道材料起吊后，轉動起重機的起重臂，使管子移動至管溝上方，而后輕放到溝底，起重機的位置與溝邊保持一定距離，以免溝邊土體受壓過大而塌方[5]。在此基礎上，管端栓繩子，由施工人員拉住繩子，隨時調整方向，以防止管道材料出現(xiàn)擺動。以上施工完成后，由施工人員操作起重機，將管道放置于開挖的管溝中心。在鋼管下溝后，使用電火花檢漏儀對管線重新進行檢查，針對出現(xiàn)損傷的節(jié)點，由于其損面直徑均在100mm以下，因此可以使用常規(guī)瀝青材料進行修補。

3.4 管道接口連接

本次管道設計中，金屬管道的接口連接均采用焊接方式，對管道的各個連接節(jié)點部位進行焊接，焊接參數見表3。

表3 焊接參數

焊接完成后，工程人員進行水壓試驗，確保出水管通暢且焊接質量良好后，使用中粗砂在預制一體化泵站筒體四周繼續(xù)進行回填作業(yè)，回填高度與連接管最低面平齊，而后采用分層夯實方法，待其壓實度超過95%后，進行進出水管道的連接。

3.5 管線防腐處理

管線防腐處理主要針對金屬管道材料。在管材進場后，首先對材料表面進行除銹處理，待除銹等級達到St3 級后，對其進行“特加強級六油二布防腐”技術措施。該技術措施首先刷1 層環(huán)氧煤瀝青涂料底漆，而后第2、3、5、6、8、9層涂刷環(huán)氧煤瀝青涂料面漆，第4層和第7 層包裹玻璃布。同時為確保防腐處理受環(huán)境影響情況降至最低，在以上技術措施的開展過程中，涂漆地點的溫度保持在15~25℃范圍內，且相對濕度控制在80%以下。

3.6 施工場地回填

管線鋪設基本完成后，施工單位開始進行基坑回填作業(yè)，采用黃砂和粒徑為25mm的細石混合料進行回填。其中，原土回填壓實度控制為95%，為確保壓實度符合預期要求，每間隔50cm 進行夯實，待壓實度達到預期要求后，繼續(xù)進行回填。回填施工過程中，夯實作業(yè)由人工實施。

4 地下管線鋪設效果檢查要點

管線鋪設全部完成后，為檢驗本次工程中管線施工技術的應用效果，施工單位與設計單位和甲方組成驗收工作組，對本次工程的地下管線鋪設效果進行全面檢查，檢查工作主要分為以下幾個方面：

（1）針對管道安裝的基礎參數進行檢查，包括管道確切位置、深度、管道長度、數量和材料含量等指標的檢查[6]。檢查結果顯示，管道實際位置坐標與計劃位置的坐標差異甚小，通過隨機抽查典型節(jié)點的結果可知，最大偏差為45mm，遠低于允許偏差100mm 的要求。管道長度的誤差則控制在0.1%以下，同樣合乎要求，而管道數量及材料含量等指標與實際要求基本吻合，表明管道安裝施工整體效果較優(yōu)。

（2）采用開挖樣品坑的方法，對管線的實際布置情況進行深入檢查，為避免檢查工作可能帶來的影響，本次針對復雜節(jié)點采用空氣壓縮機輔助施工方法進行。檢查結果顯示，實際布置管線并未與既有管線出現(xiàn)任何空間上的沖突，證明本次管線施工在布局方面也取得了較優(yōu)的效果。

5 結束語

綜上所述，市政工程地下管線建設過程中，及時開展前期勘查工作和管線整體規(guī)劃，有利于施工單位和技術人員及時掌握施工場地情況，熟悉既有管線的分布區(qū)域和分布特點。地下管線施工過程中，要充分掌握場地開挖、軟土加固、管線鋪設、管道接口連接、管線防腐處理和施工場地回填等施工環(huán)節(jié)的技術要點，并及時開展管線鋪設效果檢查，以確保施工質量，提升地下管線施工技術水平。