交通工程管理中管线问题的探讨

祝关翔,杨坤平

(1.杭州萧山交通投资集团有限公司,浙江 杭州 311201；2.浙江省交通规划设计研究院有限公司,浙江 杭州 310030)

地下管线是城市设施中最隐蔽的部分,随着经济快速发展和城市骨架的迅速扩张,地下管线的分布愈加密集。随之而来的管线事故也越来越多,如2013年青岛输油管道爆炸事故,2019年杭州建国北路燃气管泄露事故等。于是，各地政府也密集出台相关政策,如成都市将开启系统治理“大城市病”行动,大规模集中开展地下管线安全整治,系统根治“顽疾”管线事故。为避免破坏管线,在交通工程建设中更应注重管线探测、迁改、保护及后期管线BIM管理[1]。本文从交通工程管理者的角度来探讨若干管线问题,并提出相关建议。

1 项目周期内管线问题

1.1 管线探测

管线探测一般在设计阶段完成,其过程包括管线普查、管线协调会、管线专项探测等。

管线普查指通过调查、收集资料及探测等手段对项目范围内的管线进行摸排,形成管线成果表,绘制管线成果图。最后统计出涉及的管线种类、数量、权属等信息,为召开管线协调会做准备。

管线协调会指通过主管单位召集各相关管线权属单位对管线普查成果进行校验,为下一步专项探测做准备。

管线专项探测是针对重要管线进行精探。管线专项探测需要从效率、精度、经济等多方面考虑。在设计阶段规避重要管线,避免不必要的改迁,以达到减少预算和缩短工期的效果。

管线探测方法一般以物探方法为主,其探测手段包括直连法、感应法、夹钳法、示踪法、三维陀螺仪、探地雷达、地震映像、磁梯度、高密度电法、瞬变电磁等。对不同管线的探测应选择适当方法,如金属管采用电磁法效率和精度都较高,非金属管道采用电磁法有局限性,需要采用探地雷达、地震映像等方法。对于复杂的管线应选择综合方法进行探测[2]。

1.2 管线迁改、保护

交通工程项目施工前针对不同的管线,要明确是保护还是迁改,并制定出相应方案。

管线迁改须制定迁改方案,明确各种管线路由,针对不同管线采用不同的技术方案。管线迁改须遵循以下原则：1)新建让已建；2)柔性让刚性；3)压力让重力；4)小管让大管；5)临时让永久[3]。

管线保护需要统筹管线现状和施工现场条件,针对平行管线、相交管线、特殊管线等应采取不同的保护措施来降低保护难度。

1.3 管线施工组织

交通工程的施工与管线改迁的施工会存在交叉,因此交通建设工程中的保通、保畅尤为重要。如何通过计算道路的饱和度,制定合理的施工组织方案来疏导交通是交通工程管理中的难点[4]。

主要从以下几点进行管理：

1)容量计算及饱和度分析,根据饱和度做好预判,在其他节点做好分流；

2)围蔽设计,确定最小围蔽宽度,尤其是警告区和缓冲区的设计要合理；

3)合理宣传,通过相关宣传及现场标识标牌的布设,尽量降低车辆、人流的通行饱和度。

2 管线BIM管理

在设计、施工、营运阶段一次性解决好管线问题,需要借助一定的信息化手段。笔者认为管线问题可以前置到设计阶段,然后利用BIM技术贯穿整个项目。设计阶段根据管线成果,利用BIM系统进行碰撞测试后,提出迁改保护方案。施工阶段利用BIM进行管线校核,避免二次迁改。营运阶段利用BIM系统对管线进行三维管理[5-6],为其他交叉工程做好前期准备。

通过对BIM技术的应用可以实现以下几个方面的管理：

1)进度管理 以BIM模型为基础加上其他维度信息,如时间、成本等实现BIM4D和BIM5D的进度管理。

2)质量管理 通过碰撞检查快速查找不同专业间的交叉与碰撞问题,避免出现信息传递错误和遗漏的情况。

3)安全管理 通过BIM模型,规划安全区域,提前对施工阶段进行风险预判和过程模拟,监控施工动态,制定风险预案。

4)成本管理 各专业的模型为管理者提供强大的数据支撑,可以快速进行查询和统计,精确核算成本,减少不必要支出。

3 工程实例

实例1：通过管线精探,避免改迁管线,减少预算及缩短工期。

例如某项目需进行栈桥施工,下有燃气管对钢管桩影响较大,前期对接建议迁改,后从工期及经济角度出发决定采取调整桩位规避管线的方案,两种方案对比见图1。项目情况见图2,右侧黑色为权属单位提供管道竣工验收路由,圆圈为初步钢管桩位,经过精探后,确定右侧细线为实际管道路由,将钢管桩位调至方块区域。目前该栈道施工已经安全完成。

图1 工期及预算对比

图2 项目调整示意

实例2：项目前期进行管线探测,后期利用BIM进行管线管理。

又如某项目前期进行了管线探测,查明了多处管线,设计单位利用BIM技术对方案进行碰撞分析,见图3。经过分析后调整方案避开了多处国防光缆、电力管线、给水管道等,减少了管线改迁的工作量,降低了造价，缩短了工期。并在后期其他管线迁改时,利用该BIM模型进行了管线路由的设计,见图4。

图3 BIM管线碰撞分析示意

图4 BIM管线路由设计示意

4 管线疑难问题探讨

实际工程建设中,往往遇到复杂的未知管线,比如因管线权属单位管理人员的更迭,管线自身久远未备案,企业私自违建管线等原因,场地既无管线附属设施或出露点,又难以收集到相关资料,但可能存在的管线,这类管线是交通工程管理中的疑难点之一。

对于未知管线,目前主要采用全测区扫描的方式探查,常用的扫描方法有以下三类：

1)被动源扫描探查法 该方法主要针对浅埋的金属管线,具体方法是在与道路垂直和平行方向按一定的距离绘制测线网格,将接收仪放置到无源档,沿测线移动,发现异常后在该位置采用感应法施加信号,进一步探查管线走向。

2)主动源扫描探查法 该方法主要针对深埋金属管线,采用水平磁偶极感应法进行扫描,将发射机与接收机保持一定距离,沿测线网格同时同向移动,在移动过程中保持接收机线圈与前进方向垂直。

3)半圆扫描探查法 被动源与主动源扫描在探测与测线网格正交或近似正交的管线时效率较高,但对斜交管线则难以探测,此时可采用半圆扫描法。将发射机位于测线位置上,接收机在以发射机为圆心,以一定距离为半径的半圆上精确扫描,在此过程中保证接收机和发射机同时转动,而知处于同一方向。

此外,对经全测区扫描后仍存疑的区域,可通过样孔排查的方式进一步探查。样孔排查可采用塑料钻头进行勘探成孔,然后利用物探手段如磁梯度法、电磁波CT法等进行扫描排异。该方法整体效率较低，成本较高,因此还需要进一步研究完善。

5 结 语

管线问题影响到交通工程的进度管控、预算管控、安全管控,因此建议交通工程项目中管线探测先行,对等级高的管线采用精探,对等级一般的管线采用物探技术进行分级探测。项目管理过程中对于管线探测要敢于利用先进技术来优化设计，从而减少预算和缩短工期。建议将管线问题放在设计阶段一次性解决,利用先进的信息化管理技术如BIM技术进行综合管理,力争施工阶段管线零投诉、零协调、零事故。