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非开挖管道的精确探测技术研究

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：曹俊

[导读] 摘要：非开挖是与传统开挖技术相比具有更强实用性的管道施工技术。

        上海非开挖信息工程技术有限公司
        摘要：非开挖是与传统开挖技术相比具有更强实用性的管道施工技术。本文将以精确探测技术为重点，结合实际工程案例从多个技术难点及解决方案入手对其在非开挖管道工程中的具体应用内容进行详细阐述，希望能够为从事相关工作的人员提供一些工作思路，仅供参考。
        关键词：非开挖管道；精确探测；物探方案
        引言：城市地下管网是维护城市正常运转的重要基础设施之一，其施工过程的工期、范围等内容都在一定程度上影响着周边居民与商户的正常生活，因此要尽量通过非开挖的方式完成管道施工工作，为保障非开挖技术的顺利实施，应当充分利用精确探测技术为非开挖管道施工奠定基础。
        一、中山北二路架空线入地敷设信息管道工程概况
        本工程位于上海市中山北二路（四平路-黄兴路）处，属于新建工程性质，兴建目的是为配合同路段架空线入地整治工程建设，共新建管道1.775沟公里，起点为中山北二路四平路口既有信息人孔，沿中山北二路按规划管位敷设20孔信息管道，终点为中山北二路黄兴路口既有信息人孔，计27.454孔公里，管孔容量为2孔、3孔、5孔、9孔、16孔、20孔，需敷设信息管道包括2xΦ89无缝钢管178米、3xΦ89无缝钢管33米、5xΦ89无缝钢管22米、3xΦ110MPVC管15米、9xΦ110MPVC管96米、16xΦ110MPVC管510米、墙上Φ89-FE引上钢管5处、杆上Φ89-FE引上钢管4处、浇砌光缆交接箱基座1座，安装光缆落地交接箱1个等。管道敷设要求较为繁杂，所敷设管道类型较多的，在非开发技术施工的前提下对精确探测技术施工要求较高。设计依据包括《通信管道与通道工程设计规范》GB 50373-2006、《通信管道工程施工及验收规范》GB 50374-2006、根据设计人员现场勘察及收集的资料等。
        二、非开挖管道的精确探测技术难点及解决方案
        非开挖管道的施工方法较为隐蔽，在实际施工过程中，工人门难以直接看到地下管线分布情况，而是要通过多种探测手段查明地下管线的空间分布格局，若此项工作出现纰漏，则极有可能在实际施工中对其他临近且不相干管线造成破坏，对周边建筑内居民的日常生活甚至施工工人的生命健康造成威胁，因此需要对精确探测技术中的技术难点进行分析并提出解决方案，以此保障工程施工安全。
        （一）精确探测具体施工难点及解决
        1.非金属管道探测难点
        非金属管道主要包括陶类、砼类等脆硬性管与聚氯乙烯管、聚乙烯管、改性聚丙烯管等塑料管，此两类管材均具有不包含金属原料的性质，不具有导电磁性且几乎绝缘，对施工验收测量工作造成较大影响。对于此类条件的探测施工，可采用示踪电磁法探地雷达断面扫描探查等方式进行探测，具体做法如下：首先对管线网络中的明显标志点进行定位，如阀门井、排气阀井等，为把握管线脉络提供抓手；其次要对网络中已存的金属管道加以利用，即采取电磁感应法确定金属管线与非金属管道的连接点位置，以此初步判定非金属管线位置；再次要以已探明管线位置为依据、以工程要求为目标，利用探地雷达进行进一步扫描探测，直至探定非金属管道的位置及走向，且在探底雷达的使用工序中，应选用与目标管线数据相匹配的接收天线，数据包括埋深、管径等，探测次数应保证在两次以上，并对测量结果进行对比，避免测量误差；最后在具备开挖条件的路段可进行小面积适当开挖或钎探，对探测结果进行验证，保障后续施工基础。
        另外对于预埋非金属空管与小规格非金属管线的探测施工中，可采用更为简便的探测解决方法。就前者而言，可利用人工在预埋空管内穿设铁丝作为示踪线用以释放电磁信号，再利用管线探测仪进行探测；后者则由于目标规模小，且上层土的土质类型较为繁杂，探地雷达难以发挥作用，所以对待此类管线应尽量收集此管线敷设工程的竣工材料，并借个土层扰动破坏产生的异常确定管线位置。
        在本文所研究案例中，施工目标区域内的已存地下管线网络中包括给水管、污水排水管、热力管、燃气管等多类型管道，其中不乏非金属类型管道，对待此类现象，该工程综合采用上述勘测方法实现了对目标区域的非金属管线探测，并且在后续施工过程中对管线网络进行了加护处理，如当管道在排水管下部穿越时净距离不宜小于0.4m时，对通信管道做包封处理，包封长度自排水管道两侧各长2m等。
        2.大深埋管线探测难点
        普通管线探测仪具有一定探测限制，即探测深度仅能达到3.5-4m，即使是探地雷达也往往会受到探测场地环境、地质条件等因素的影响，是探测深度局限在6m以内，所以此常规探测方法难以实现对大深埋管线的无遗漏探测。

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对此可采取提高信噪比的办法提升探测精准度，具体做法可分为以下三类：首先是可扩大探测范围，目的是为找出管线出露点，并采用直接法对出露点施加信号，以加大发射机输出功率使信号随管线传递的方式降低探测仪的探测难度；其次是对于没有露出点的管线线路要尽量在埋深浅处施加感应信号，施加目的同样是为增大管线感应电流，进而提升信号强度，降低探测器探测难度；最后是可利用长金属导线采用双端连接的方式创造电流回路，此回路中包括发射机、长导线与管道，以此增强电流强度，进而达到探明大深埋管线敷设位置的目的[1]。
        3.非开挖技术历史遗留难点
        部分老牌城市由于开发时间较早，地下管线敷设技术尚不成熟，且对竣工资料保存工作不够重视，导致当前地下管线线路较为杂乱，且缺少相应的施工材料进行参考，同时由于非开挖技术本身所具有的隐蔽性，对地下管道线路分布情况的明晰要求较高，多种原因均为非开挖管道施工的精确探测带来了难度；另外由于城市发展过快，频繁的非开挖类型管线施工使地面出现沉陷及线路移动现象，使仅有的历史施工材料准确度降低，进一步加大了精确探测难度。基于此应当尽量采取以下办法开展精确探测工程：第一是要全面收集目标区域内的全部历史管道线路敷设资料，包括设计资料、竣工资料等，并以此为基础进行实地核实，确定现存资料的精准度，若精准度高，则此类材料能够大幅度降低探测工程量与探测难度；第二是对与已敷设管线，应以减弱浅部及周边旁侧管线干扰的方式实现对管线的持续追踪，具体方式为夹钳法；第三是对预埋的电缆类空管，可同文章上述示踪法与雷达探测法进行探测；第四是在非开挖敷设管线过长或穿越桥梁、建筑物等地时，探测信号随距离延长而降低，对此可通过加大发射机发射功率的方式提升信噪比，并在穿越特殊地形时着重注意控制其信号走向，保障探测精度[2]。
        （二）其他施工管理难点
        1.了解甲方需求及技术指标
        为从根本上保证工程成果能够成功交付，应当在实际施工前对甲方需求及技术指标进行明确，并以此为指导开展相关工程施工。在本文所研究案例中，此工程为架空线入地敷设信息管道工程，此工程位于市内且甲方要求采取非开挖式管道施工技术，因此在施工中向工人明确了精确探测工程对本次工程整体的重要作用、明确相关技术指标并向技术人员提供了相应材料，包括中山北二路（黄兴路-四平路）架空线入地信息管道图1-6，架空线入地综合整治工程管线综合规划设计方案断面图3张等。
        2.合理选择物探方案
        不同的施工条件应采取不同类型的探测方案与探测工具、仪器，以保障所采用探测技术能够达到预期目标，为工程后续施工提供基础性保障。在本文案例中，由于上海市内地下管线分布较为复杂，所以以示踪电磁法、探地雷达断面扫描探查法、导向仪法等相结合的方式规划物探方案，并以探地雷达、发射机等设备作为探测工具，充分保障了景区探测工序的探测精准度。
        3.现场放样及管线交底
        现场放样是指在下道工序开展之前对前期工序的施工情况数据进行测量与记录，此类数据包括管道间距、类型等内容，开展此工序的主要目的是为了方便下道工序以此数据为基础继续施工。在具体工作中，需要以国家规定或工程自身相关标准作为现场放样标准，以此保障放养质量。
        管线交底则是对精确探测工程的总结交底，内容应当包括管线的数量与图纸等内容，在具体工作中，应当按照相关标准对探测结果进行图纸绘制，使探测成果落实成纸面材料，为后续管道敷设施工提供参考[3]。
        4.资料及内业处理注意事项
        在资料及内业处理工作中，应聘用工作态度认真负责、经验丰富的成熟工程内业资料员开展工作，并对职责事项进行明确规定，如在项目部经理的领导下，负责接收、发放及保管工程部的书函文件、合同、招投标文件、设计图纸与设计变更，以及书籍等资料的收集、借阅和管理；签发、分发的工作要做到及时、到位，并注明收发时间等。本文案例中，其资料及内业处理工作则对相关施工依据、验收标准、费用计算、施工图纸等内容进行了系统处理。
        总结：总而言之，通过对所举案例中非开挖管道的精确探测技术难点与解决办法进行梳理与分析，能够有效为同类型工程的相关技术人员提供技术参考，以此保证快速准确地完成地下管线探测认为，为管道工程的高安全性、低成本、保护环境等施工目的提供保障。
        参考文献：
        [1]薛飞,俞佳斌.地下管线精确探测技术在市政工程中的应用[J].城市道桥与防洪,2018(10):211-213+25.
        [2]胡绕,王水强,王胜昌.大深埋非开挖管线精探技术应用研究[J].城市勘测,2018(S1):188-191.
        [3]李振海,刘建军.地下非开挖管线探测方法简介与应用[J].勘察科学技术,2019(03):56-60.