介紹城市地下綜合管廊與現存管線交叉的施工方法

文／彭永輝 滄海控股有限公司 浙江寧波 315100

引言：

作為一種新型的城市基礎設施，地下綜合管廊能夠有效地解決城市地上空間緊張、管線混亂等問題。不過，施工過程中如何安全、有效地處理地下綜合管廊與現存管線的交叉問題，卻是建筑工程領域當前所面臨的一大挑戰，不僅需要根據具體的工程條件來選擇合適的施工方法，還需考慮地下環境、地質條件、管線類型和布局等各種因素，同時還要采取有效安全防護措施以防止管線被破壞，確保施工過程的安全性與可靠性，這是一個復雜的工程問題。

1.城市地下綜合管廊與現存管線交叉問題

1.1 城市地下綜合管廊概述

地下綜合管廊就是一個建造在城市地下的構筑物（市政設施），用于容納電力、通信、熱力、供水、燃氣、雨水、污水、中水等多種市政管線及其附屬設施，以便進行集中管理和維護。管廊內配設有專門的故障檢修口、吊裝口和監測系統，實施統一的規劃、設計、建設和管理[1]。

1.2 建設城市地下綜合管廊的意義

隨著我國經濟的迅速發展以及城鎮化建設工作的不斷推進，基礎建設對于城市地下空間的應用更加急迫，建設城市地下綜合管廊能夠有效地提升地下空間的利用效率，避免重復的路面開挖，進而保障交通的通暢，防止管線事故并保證管線安全，同時還能減少架空線塔，從根本上解決馬路拉鏈及空中蜘蛛網等問題。另外，通過對地下空間的開發，還能夠節約土地資源。地下綜合管廊的上述優點對于改善城市景觀、提升城市形象、促進城市的長遠發展都具有積極的意義。

1.3 城市地下綜合管廊建設中面臨的挑戰和難題

自從1958 年在北京市天安門廣場建造了第一條管廊起，我國即開始了漫長的城市地下綜合管廊建設探索之路，先后經歷了概念、爭議和快速發展等階段，直到2015 年正式進入趕超、創新階段，2018 年后則逐步進入了有序推進階段。預計到十四五末，我國綜合管廊的建設長度有望超過10000 公里。

1.3.1 管線沖突

由于現有城市地下管線的類型繁多、規模龐大，而地下管廊的斷面尺寸又較大，無法完全有效地避開現有管線，致使施工中通常會遇到地下綜合管廊與現存管線交叉的情況。而不同類型的管線交叉往往又會導致管線沖突，繼而可能引發泄漏、事故等問題，對城市的安全、穩定運行帶來潛在威脅。因此，如何科學合理地進行管廊與現存管線的交叉施工亦成為當前亟待解決的問題。

1.3.2 施工空間受限

現存管線密布的區域，施工空間有限，如何在狹小的空間內實施綜合管廊的施工也是一項技術難題。

此外，地下綜合管廊與現存管線的精確定位和高程控制也是城市地下綜合管廊建設施工中需要重點注意的事宜[2]。目前，我國的城市地下綜合管廊與現存管線交叉的問題主要包括以下三個方面：一是管線交叉位置的確定；二是管線交叉點的施工方法；三是管線交叉點的安全防護，對此進行合理規劃和設計、實施科學管理和施工就顯得非常關鍵。

2.城市地下綜合管廊與現存管線交叉的施工方法與技術

城市地下綜合管廊與現存管線交叉是一個技術性很強的問題，其施工方法主要涉及前期調查和規劃、合理布置管線、避免管線沖突、保證施工安全和維護管理等幾個步驟（詳見圖1）[3]。

2.1 前期調查及規劃

首先，施工開始前必須對地下管線進行詳細、全面的勘測和調查，可以通過使用地質雷達、地磁探測、聲波探測等技術及方法來獲取地下管線的準確位置、深度，具體了解各個管線的類型、走向、直徑、材質以及所承載的壓力等信息，以便對地下綜合管廊的走向進行合理的規劃和設計，避免與重要管線的沖突。

地下管線設計還需要遵循“規劃先行、適度超前、因地制宜和統籌兼顧”的原則，同時還要根據不同的情況合理布置管線。

2.2 管線的遷改

如果地下綜合管廊與現存管線存在交叉或沖突的情況，就要對管線進行移位或遷改。

首先，要制定詳細的遷改方案并與相關部門進行協商和溝通。然后，根據方案安排進行管線的拆卸、搬遷和重新安裝等工作，這需要專業的管線移位設備和技術人員，通過挖掘、切割、移動、連接等步驟將管線移到安全位置。對于無法移位的管線，可以采用“管線穿越”的方法，這同樣也需要專業的管線穿越設備和技術人員，通過開挖、鋪設、連接等步驟，使管廊穿越管線。

另外，在遷改過程中一定要注意對現有管線安全和完整性的特別保護，以防止出現損壞或漏氣等問題。

2.3 管廊的設計與施工

2.3.1 設計階段

在確定了地下綜合管廊的走向之后，本階段的主要任務就是根據前期的調查結果進行詳細設計，此時需要綜合考慮管廊的尺寸、結構、材料等因素，根據不同管線的特性和要求，合理安排它們在綜合管廊中的位置，并通過調整管線的走向或使用合適的連接方式來避免管線之間的沖突及干擾，同時還要確保能夠容納各種管線并具備足夠的承載能力。

此外，在確定管廊的位置、形狀、大小、管線布局以及制定施工方案時，還應充分考慮未來的發展需求，要保證設計的合理性及可持續性。

2.3.2 施工方法與技術

此階段要按照設計施工方案來安排開挖、支護、鋪設和回填等工作。正式開工前，相關施工人員首先必須全面了解施工區域及各類管線的詳細情況，以便能在施工過程中采取必要的手段和措施保護現有管線的安全，盡力避免損壞或泄漏等問題的發生。施工完成后，則要及時建立、健全維護管理制度，認真開展對管線設施的定期檢查和維護，確保其正常運行和安全可靠。而且，在施工過程中還要特別注意對土體變形和沉降的控制，進一步確保管廊的穩定性及安全性（圖2）。

圖2 地下綜合管廊施工案例示意圖

以下是一些關鍵的施工方法與技術，它們在解決管線交叉問題、提高效率和保障工程質量方面發揮著關鍵作用：

采用先進定位技術確定管線交叉位置：首先需要通過地質勘查和地下管線探測來確定管線的具體位置和深度，然后再根據管廊的設計圖紙確定管廊與管線的交叉位置。為了準確了解現存管線的位置、深度和方向，采用先進的定位技術是不可或缺的。地下雷達、全站儀、GPS 等定位工具可以提供高精度的地下管線數據，進而為后續的施工奠定可靠基礎。

微隧道掘進技術：這是一種針對施工空間受限問題的有效解決方案。通過使用微型隧道掘進機或微鉆等小型機械設備，可以在有限的空間內實現精準掘進，最大限度地減小施工對于周邊環境的影響，其具體優勢如下：精準導向（微隧道掘進技術具有高度的導向精度，可避開現存管線等障礙物）、降低施工影響（設備體積小、噪音低，能夠最小化對周邊環境和交通的影響，適用于城市繁忙區域）、高效施工（微隧道掘進技術的施工速度較高，可以提高施工效率）。

先進的管線連接技術：為了確保綜合管廊與現存管線的連接質量和效率，采用先進的管線連接技術至關重要，而使用高強度的連接材料、自動化連接設備等技術則可以進一步提高連接的可靠性，減少施工風險。

管線隧道切割技術：在管線交叉的情況下，采用管線隧道切割技術可以有效地避開現存管線，減小對管線的干擾。采用激光切割、水射流切割等高精度的切割工藝，能夠保證切割過程的精準度及安全性。

環境監測與智能化控制：建立環境監測系統和智能化控制系統，就可以實現對施工過程的實時監控。通過監測地下水位、土壤穩定性等因素，可以及時發現潛在問題并采取相應措施，進而保障施工的安全性與穩定性。

三維建模與虛擬現實技術：采用三維建模與虛擬現實技術，可以在施工前進行全面的模擬和分析，預測潛在的問題并提前制定解決方案，這將有助于減少施工過程中的不確定性，提高工程的可控性。

材料創新與環保技術：在管廊建設中，采用環保材料和技術對于減少對周邊環境的影響至關重要。材料的創新和環保技術的應用可以降低施工對土壤、水質等方面的影響，符合綠色、可持續發展理念。

通過綜合運用上述施工方法與技術，可以更好地應對城市地下綜合管廊與現存管線交叉的復雜挑戰，提高施工的效率和質量，同時也可以最大程度地降低對城市環境的影響[4]。

2.4 管線的接入與連接

當地下綜合管廊與現存管線交叉時，就需要進行管線的接入與連接工作。施工人員首先要根據管線的類型、規格來選擇合適的接口形式（如法蘭連接、焊接連接等），然后再進行管線的清洗、檢查和預處理工作，進一步確保連接的質量和可靠性。最后進行管線的緊固和密封，以防止出現泄漏或松動等問題。

2.5 安全監測與維護

在地下綜合管廊與現存管線交叉施工完成之后，還需要進行安全監測、維護工作。可以通過安裝傳感器、監測設備等來對管廊、管線的運行狀態及安全狀況進行實時監測。同時，還應定期進行巡檢和維護，以便能夠及時地發現和處理潛在問題，進而確保管廊、管線的正常運行和使用。

總的來說，城市地下綜合管廊與現存管線交叉的施工方法必須要符合國家現行有關標準的規定，并有助于推動城市的高質量發展。

3.地下綜合管廊建設案例分析與實踐經驗

為了深入理解城市地下綜合管廊與現存管線交叉的施工方法，以下通過案例和實踐分析、總結了一些經驗和教訓，旨在為類似項目提供參考。

3.1 案例1：北京市

北京市地下有電力、通信、燃氣等多種管線，且管線分布十分復雜。2015 年，北京市啟動了城市地下綜合管廊建設項目，計劃到2035 年將建成450 公里的地下綜合管廊。其中，城市新區、各類園區、成片開發區域以及交通流量較大、地下管線密集的城市道路等，都被納入建設地下綜合管廊的重點區域。

在具體的實施過程中，北京市充分考慮了與現存管線的交叉問題。首先，通過現場勘測和3 維建模技術進行精確定位和高程控制，詳細了解了管線的分布情況，確保了施工過程中不會對現存管線造成破壞。然后對于無法避免的管線交叉采用“管線移位”的方法，而對于無法移位的管線則采用“管線穿越”的方法。其次，現場采用先進的施工技術和設備（如盾構法、頂管法等），對現有的管線進行保護，防止了施工過程中的破壞，進一步保證了施工的質量和安全，在順利完成地下綜合管廊建設的同時，還有效地避免了對周邊交通和建筑物的干擾。最后，通過加強管理與監測，及時發現并解決出現的問題，確保了綜合管廊的正常運行和日常維護[5]。

截止目前，北京市的地下綜合管廊建設規模效應顯現，已投入運營的綜合管廊主要分布在東城、朝陽、海淀、豐臺、石景山、通州、昌平和密云8 個區，覆蓋了市區的主要道路和重要區域。這不僅提高了當地的基礎設施水平，也為將來的發展打下了堅實的基礎。

3.2 案例2：城市A

通過對A 市地下綜合管廊建設項目的深入分析，筆者總結了一系列成功的實踐經驗。

3.2.1 成功經驗

全面勘測：在施工前期進行全面的地下管線勘測并獲取了準確的管線數據，為后續施工打下了可靠的基礎。

智能化控制系統：通過引入智能化控制系統，實時監控施工過程，及時發現并解決問題，進一步提高了施工的可控性及安全性。

三維建模與虛擬現實技術：在設計階段采用三維建模與虛擬現實技術，模擬分析管線交叉情況并預測潛在問題，由于提前制定了解決方案，有效減少了施工風險。

3.2.2 教訓與改進

未預見的地質條件：在施工過程中，遇到了一些未預見的地質條件，導致施工周期延長。未來項目中需更加關注地質勘測，以便能夠提前應對潛在的地質問題。

社會溝通與協調：在項目進行中，因為與周邊社區溝通不暢，引發了一些糾紛。未來項目中需加強與社區的溝通，以便能夠提前解決可能的社會問題[6]。

3.2.3 管線交叉施工事故原因

通過對一些管線交叉施工事故案例的分析，筆者總結了事故發生的原因、應對措施，旨在能為未來的施工項目提供經驗教訓。

事故原因：（1）施工前期的地下管線定位不準確，導致施工時未能有效避讓現存管線；（2）管線連接材料出現質量問題，導致連接不牢固，最終引發泄漏事故。

應對措施：（1）強化施工前期的地下管線勘測工作，采用多種定位技術，要提高管線數據的準確性；（2）加強對管線連接材料的質量監控，采用先進的檢測技術，要確保連接的牢固性、耐久性。

4.未來展望

市政綜合管廊是市政工程施工作業中的重要一環，同時也是其中的市政工程規劃中的一項重要分支，因此相關設計與施工單位在進行綜合管廊及管線交叉的規劃與施工時，應注意將規劃設計內容同實地施工進行充分地聯系，設計單位需向施工單位進行充分的技術與數據交底，避免規劃脫離實際，也避免施工未能按照規劃內容執行。在實際的施工過程中，施工單位也需對相關施工工藝進行綜合衡量考慮，從多方面、多維度開展對于綜合管廊及管線交叉的施工研究與實踐，對現有的施工工藝進行不斷地優化與改進，保障市政工程中綜合管廊及管線交叉施工質量能夠不斷提升。此外相關部門也需做好相應的銜接工作，可通過建立專管管廊管線的管理部門，對市政工程中綜合管廊及管線交叉施工進行管理與監督，在保障各部門獨立性的同時也需做好相應的溝通工作，做好綜合管廊中各類管線的敷設作業銜接。

結語：

隨著城市化進程的加快，城市地下空間的開發利用變得越來越重要。如上所述，為了減少反復開挖地面的“馬路拉鏈”，通過科學、合理的施工方法和細致周到的管理措施，是可以解決地下綜合管廊與現存管線的交叉問題，并能保證施工安全，進而提高一個城市基礎設施建設的效率和質量。希望本文的介紹，能為地下綜合管廊相關工程提供有益的參考，促進城市的建設與發展。隨著科技的發展，地下管線施工技術還將迎來新的突破，讓我們期待更多先進技術的應用為城市地下空間的合理利用提供更多可能性。