市政工程地下管线施工技术应用分析

陈 诚

（核工业西南建设集团有限公司，四川 成都 610017）

0 引言

目前，随着我国城市规模的不断扩大，市政工程建设的规模也越来越大，并且施工要求也越来越高。市政工程建设过程中，错综复杂的地下管线施工成为市政工程建设面临的主要难题，严重影响施工进度和工程造价。在实际施工过程中，如果准备工作充分，对既有地下管线分布区域和分布特点不明确，极易出现各种施工安全隐患，可能影响既有管线的正常工作，也可能影响新建管线的施工质量。同时，施工单位和技术人员还应熟练掌握地下管线的施工技术要点，才能保障地下管线的施工安全和施工质量[1]。本文结合具体项目，对市政工程地下管线施工技术的应用进行分析。

1 工程概况

某地新建集住宅、商业和办公为一体的综合性房建工程项目。该工程项目主要包含桩基础、地下管线、土方开挖、整体结构、机电工程、幕墙、内部住宅及商业区域的精装修等，项目总建筑面积约为10 万m2（含地下停车场及平台等部分）。由该项目施工计划可知，施工工期相对较短，且甲方要求标准较高；同时，该项目属于大规模施工项目，施工人员、施工设备和施工材料规模均较大，特别是地下管线施工环境较差，且在前期勘查过程中发现施工场地内已经具有一定数量的既有管线。因此，施工单位对地下管线施工给与了高度重视，决定优先开展地下管线施工作业。

2 地下管线施工准备要点

2.1 前期勘查工作

在前期勘查工作中，施工单位向当地市政部门申请查阅既有管线的设计材料，并通过询问相关部门工作人员，明确既有管线的位置、走向、深度、数量、直径、材料和投入使用时间等数据。

2.2 管线整体规划

获得上述数据后，施工单位技术人员采用BIM 与GIS 联合应用的方式，对地下管线的整体设计进行规划，此环节主要分为以下几个步骤：

（1）将已有的数据输入GIS 软件中，进行整体管线的设计布局；

（2）应用MapControl 和SceneControl 两种控件分别调用数据库中的二维图层数据和三维场景数据，并以此实现二维和三维数据之间的“联动”，并根据中间点坐标计算出三维场景中的目标点位置，构建立体化场景；

（3）使用Revit软件建设相应的管线模型；

（4）将各专业构建出的模型导入到Nacisworks 软件内，由其完成碰撞试验，根据碰撞试验结果，结合相关规定要求，有条不紊地对出现问题的区域予以优化；

（5）使用Project软件创建施工信息，并完成最终的管线施工整体布局。

3 地下管线施工技术要点

3.1 场地开挖

综合考虑施工场地的地质情况后，施工单位决定采取分层分段对称开挖的方式开展施工作业。结合施工图纸及施工方案，分层开挖层数设置为3 层，每层开挖的长度则控制为20m。考虑到该工程中使用的部分管线结构几何尺寸小、精度要求多的特点，故开挖前首先根据测定的轴线控制网初步放线，并在基坑边加钉轴线控制木桩，依次放出开挖边线。根据相应的轮廓线，先用小型钩机开挖，再由人工修整完善[2]。

3.2 软土加固

本工程施工过程中，软土加固与土方开挖密切配合，在保证安全的基础上，以达到充分利用场地，降低造价，缩短工期的目的。在加固施工前，勘查人员对施工场地的土质进行了勘查，发现该区域内存在淤泥软土地基，其基本参数如表1所示。

表1 施工区域中淤泥软土的基本性质参数

根据表1 中的数据可知，该软土地基力学性能不足，无法满足实际建设需要，因此施工单位决定采用高压旋喷法进行加固施工。在进行抗压强度检测后，技术部门决定采用双重管法进行施工，其主要参数如表2所示。

表2 高压旋喷桩施工的主要参数

基于上述参数，场地加固施工环节的主要流程如下：

（1）按照施工图纸对钻机设备进行准确布置；

（2）进行钻孔作业，控制钻进速度为1.20m/min；

（3）使用PAM泥浆进行清孔作业；

（4）使用P0425水泥进行高压注浆；

（5）对注浆孔进行清洗，除去多余泥浆后即完成加固施工作业。

3.3 管线铺设

3.3.1 深层地下管线铺设

软土加固环节完成后，施工单位就可以进行地下管线的铺设。考虑到本次工程中地下管线的铺设较为复杂，因此施工单位首先开展深层地下管线的铺设施工。因为施工区域内存在地下电缆，所以在施工开始前，施工部门首先对地下电缆建筑空间内的土体进行浇筑[3]。

在此基础上，技术人员根据施工现场的实际情况，在地下管道两侧进行规划钻孔，每侧布置两排混凝土孔，内线与地下管道之间的距离则控制为20cm。在此过程中，为提升施工效率，施工部门采用自内而外连续浇筑的方式，确保接头向混凝土管道方向扩展，以达到加固的目的。同时，施工人员也对混凝土管道的范围进行了合理控制，地下管道下方深度控制为2m，水平宽度控制为3.5m。另外，在施工准备过程中，技术人员引入层压板，采用分层施工方式进行作业。每层管线铺设完成后均浇筑强度等级为C25 的混凝土，而后继续浇筑下一层，以提高施工质量。在地下管线施工中，技术部门也严格控制了土层的变化，以保证建筑板的施工效率。为达成上述目标，灌浆半径的扩展控制在1m 内，在灌浆操作结束时，将压力值设置为0.5MPa，并确保每立方米土体的灌浆量为20%左右。

3.3.2 浅层地下管线铺设

深层混凝土管线施工完成后，施工单位进一步开展浅层金属管线安装工作。在金属管线安装前，由质检人员对所有管线材料逐根进行测量和编号，选用管径相差最小的管节组对对接[4]。在下管前，确定管节内外防腐层合乎要求后进行下管安装。

在浅层管道的敷设过程中，施工单位对运输和布管环节也给予了重视。在管道预处理合格后，使用自卸车辆将管道材料运输至施工现场。在起吊和运输中，均采用专用吊带进行起吊，做到轻装轻放，避免出现较为明显的撞击。同时在各根管线材料和管线与车架之间，均妥善设置橡皮和软质材料衬垫，且捆扎绳外加装套橡胶管，避免管口和防腐层出现损伤。以上工作准备就绪后，工作人员开始进行布管。在布管过程中，操作人员在管线材料两端垫高度为45cm 的软质材料衬垫，且两根管线材料之间的首尾相接处错开一个管口，以便于管内的清扫，坡口清理及起吊等步骤。

布管环节完成后即为管道下沟环节。管道下沟采用轮胎式吊车与倒链相结合的方法，且管段在地面的连接控制在20m 左右。在下管时，起重机沿沟槽移动，并配备专用的尼龙吊具进行吊装，起吊高度则设置在1m。管道材料起吊后，转动起重机的起重臂，使管子移动至管沟上方，而后轻放到沟底，起重机的位置与沟边保持一定距离，以免沟边土体受压过大而塌方[5]。在此基础上，管端栓绳子，由施工人员拉住绳子，随时调整方向，以防止管道材料出现摆动。以上施工完成后，由施工人员操作起重机，将管道放置于开挖的管沟中心。在钢管下沟后，使用电火花检漏仪对管线重新进行检查，针对出现损伤的节点，由于其损面直径均在100mm以下，因此可以使用常规沥青材料进行修补。

3.4 管道接口连接

本次管道设计中，金属管道的接口连接均采用焊接方式，对管道的各个连接节点部位进行焊接，焊接参数见表3。

表3 焊接参数

焊接完成后，工程人员进行水压试验，确保出水管通畅且焊接质量良好后，使用中粗砂在预制一体化泵站筒体四周继续进行回填作业，回填高度与连接管最低面平齐，而后采用分层夯实方法，待其压实度超过95%后，进行进出水管道的连接。

3.5 管线防腐处理

管线防腐处理主要针对金属管道材料。在管材进场后，首先对材料表面进行除锈处理，待除锈等级达到St3 级后，对其进行“特加强级六油二布防腐”技术措施。该技术措施首先刷1 层环氧煤沥青涂料底漆，而后第2、3、5、6、8、9层涂刷环氧煤沥青涂料面漆，第4层和第7 层包裹玻璃布。同时为确保防腐处理受环境影响情况降至最低，在以上技术措施的开展过程中，涂漆地点的温度保持在15~25℃范围内，且相对湿度控制在80%以下。

3.6 施工场地回填

管线铺设基本完成后，施工单位开始进行基坑回填作业，采用黄砂和粒径为25mm的细石混合料进行回填。其中，原土回填压实度控制为95%，为确保压实度符合预期要求，每间隔50cm 进行夯实，待压实度达到预期要求后，继续进行回填。回填施工过程中，夯实作业由人工实施。

4 地下管线铺设效果检查要点

管线铺设全部完成后，为检验本次工程中管线施工技术的应用效果，施工单位与设计单位和甲方组成验收工作组，对本次工程的地下管线铺设效果进行全面检查，检查工作主要分为以下几个方面：

（1）针对管道安装的基础参数进行检查，包括管道确切位置、深度、管道长度、数量和材料含量等指标的检查[6]。检查结果显示，管道实际位置坐标与计划位置的坐标差异甚小，通过随机抽查典型节点的结果可知，最大偏差为45mm，远低于允许偏差100mm 的要求。管道长度的误差则控制在0.1%以下，同样合乎要求，而管道数量及材料含量等指标与实际要求基本吻合，表明管道安装施工整体效果较优。

（2）采用开挖样品坑的方法，对管线的实际布置情况进行深入检查，为避免检查工作可能带来的影响，本次针对复杂节点采用空气压缩机辅助施工方法进行。检查结果显示，实际布置管线并未与既有管线出现任何空间上的冲突，证明本次管线施工在布局方面也取得了较优的效果。

5 结束语

综上所述，市政工程地下管线建设过程中，及时开展前期勘查工作和管线整体规划，有利于施工单位和技术人员及时掌握施工场地情况，熟悉既有管线的分布区域和分布特点。地下管线施工过程中，要充分掌握场地开挖、软土加固、管线铺设、管道接口连接、管线防腐处理和施工场地回填等施工环节的技术要点，并及时开展管线铺设效果检查，以确保施工质量，提升地下管线施工技术水平。