交通工程管理中管線問題的探討

祝關翔,楊坤平

(1.杭州蕭山交通投資集團有限公司,浙江 杭州 311201；2.浙江省交通規劃設計研究院有限公司,浙江 杭州 310030)

地下管線是城市設施中最隱蔽的部分,隨著經濟快速發展和城市骨架的迅速擴張,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年杭州建國北路燃氣管泄露事故等。于是，各地政府也密集出臺相關政策,如成都市將開啟系統治理“大城市病”行動,大規模集中開展地下管線安全整治,系統根治“頑疾”管線事故。為避免破壞管線,在交通工程建設中更應注重管線探測、遷改、保護及后期管線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,并提出相關建議。

1 項目周期內管線問題

1.1 管線探測

管線探測一般在設計階段完成,其過程包括管線普查、管線協調會、管線專項探測等。

管線普查指通過調查、收集資料及探測等手段對項目范圍內的管線進行摸排,形成管線成果表,繪制管線成果圖。最后統計出涉及的管線種類、數量、權屬等信息,為召開管線協調會做準備。

管線協調會指通過主管單位召集各相關管線權屬單位對管線普查成果進行校驗,為下一步專項探測做準備。

管線專項探測是針對重要管線進行精探。管線專項探測需要從效率、精度、經濟等多方面考慮。在設計階段規避重要管線,避免不必要的改遷,以達到減少預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、感應法、夾鉗法、示蹤法、三維陀螺儀、探地雷達、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選擇適當方法,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、地震映像等方法。對于復雜的管線應選擇綜合方法進行探測[2]。

1.2 管線遷改、保護

交通工程項目施工前針對不同的管線,要明確是保護還是遷改,并制定出相應方案。

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)臨時讓永久[3]。

管線保護需要統籌管線現狀和施工現場條件,針對平行管線、相交管線、特殊管線等應采取不同的保護措施來降低保護難度。

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,因此交通建設工程中的保通、保暢尤為重要。如何通過計算道路的飽和度,制定合理的施工組織方案來疏導交通是交通工程管理中的難點[4]。

主要從以下幾點進行管理：

1)容量計算及飽和度分析,根據飽和度做好預判,在其他節點做好分流；

2)圍蔽設計,確定最小圍蔽寬度,尤其是警告區和緩沖區的設計要合理；

3)合理宣傳,通過相關宣傳及現場標識標牌的布設,盡量降低車輛、人流的通行飽和度。

2 管線BIM管理

在設計、施工、營運階段一次性解決好管線問題,需要借助一定的信息化手段。筆者認為管線問題可以前置到設計階段,然后利用BIM技術貫穿整個項目。設計階段根據管線成果,利用BIM系統進行碰撞測試后,提出遷改保護方案。施工階段利用BIM進行管線校核,避免二次遷改。營運階段利用BIM系統對管線進行三維管理[5-6],為其他交叉工程做好前期準備。

通過對BIM技術的應用可以實現以下幾個方面的管理：

1)進度管理 以BIM模型為基礎加上其他維度信息,如時間、成本等實現BIM4D和BIM5D的進度管理。

2)質量管理 通過碰撞檢查快速查找不同專業間的交叉與碰撞問題,避免出現信息傳遞錯誤和遺漏的情況。

3)安全管理 通過BIM模型,規劃安全區域,提前對施工階段進行風險預判和過程模擬,監控施工動態,制定風險預案。

4)成本管理 各專業的模型為管理者提供強大的數據支撐,可以快速進行查詢和統計,精確核算成本,減少不必要支出。

3 工程實例

實例1：通過管線精探,避免改遷管線,減少預算及縮短工期。

例如某項目需進行棧橋施工,下有燃氣管對鋼管樁影響較大,前期對接建議遷改,后從工期及經濟角度出發決定采取調整樁位規避管線的方案,兩種方案對比見圖1。項目情況見圖2,右側黑色為權屬單位提供管道竣工驗收路由,圓圈為初步鋼管樁位,經過精探后,確定右側細線為實際管道路由,將鋼管樁位調至方塊區域。目前該棧道施工已經安全完成。

圖1 工期及預算對比

圖2 項目調整示意

實例2：項目前期進行管線探測,后期利用BIM進行管線管理。

又如某項目前期進行了管線探測,查明了多處管線,設計單位利用BIM技術對方案進行碰撞分析,見圖3。經過分析后調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，縮短了工期。并在后期其他管線遷改時,利用該BIM模型進行了管線路由的設計,見圖4。

圖3 BIM管線碰撞分析示意

圖4 BIM管線路由設計示意

4 管線疑難問題探討

實際工程建設中,往往遇到復雜的未知管線,比如因管線權屬單位管理人員的更迭,管線自身久遠未備案,企業私自違建管線等原因,場地既無管線附屬設施或出露點,又難以收集到相關資料,但可能存在的管線,這類管線是交通工程管理中的疑難點之一。

對于未知管線,目前主要采用全測區掃描的方式探查,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格,將接收儀放置到無源檔,沿測線移動,發現異常后在該位置采用感應法施加信號,進一步探查管線走向。

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法進行掃描,將發射機與接收機保持一定距離,沿測線網格同時同向移動,在移動過程中保持接收機線圈與前進方向垂直。

3)半圓掃描探查法 被動源與主動源掃描在探測與測線網格正交或近似正交的管線時效率較高,但對斜交管線則難以探測,此時可采用半圓掃描法。將發射機位于測線位置上,接收機在以發射機為圓心,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和發射機同時轉動,而知處于同一方向。

此外,對經全測區掃描后仍存疑的區域,可通過樣孔排查的方式進一步探查。樣孔排查可采用塑料鉆頭進行勘探成孔,然后利用物探手段如磁梯度法、電磁波CT法等進行掃描排異。該方法整體效率較低，成本較高,因此還需要進一步研究完善。

5 結 語

管線問題影響到交通工程的進度管控、預算管控、安全管控,因此建議交通工程項目中管線探測先行,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進行分級探測。項目管理過程中對于管線探測要敢于利用先進技術來優化設計，從而減少預算和縮短工期。建議將管線問題放在設計階段一次性解決,利用先進的信息化管理技術如BIM技術進行綜合管理,力爭施工階段管線零投訴、零協調、零事故。