熊亮
北京房地集团有限公司，100020
【摘要】管网设计是市政工程必不可少的重要部分，是保障完善的城市功能、加速现代化进程的物质基础，也是改善城市“新陈代谢”的关键通道。近年来，随着人们生活质量提升，对改善生活质量的需求日益增强，从而对小区内地下管网的管理及维护提出更加严格的要求。与市政骨干地下管网不同，老旧小区地下管网的建设年限久远，存在管径较小、管线老化、管线资料遗失以及分布杂乱无序等弊病，不利于开展地下管线探测工作，为地下管网的改造及管理加剧难度，在老旧小区改建或扩建的施工过程中，诱发停水、触电、停暖、通讯中断等严重事故，严重危及居民的生命安全，对其正常生活带来不良影响，同时制约了现代化城市建设。基于此，积极强化老旧小区地下管网的改造设计与维护管理己成为当前地下管线建设中迫切需要解决的重要课题。本文围绕老旧小区地下管网改造设计及施工的发展现状，针对目前的主要问题进行评估和分析，并提出相应的策略方案，旨在为老旧小区棘手及复杂的管线难题探寻合理有效的解决对策，提升居住品质，为地下管网改造设计与施工提供参考价值。
【关键词】老旧小区；地下管网；改造施工；常见问题；解决方法
由于地下管网建设规模庞大、周期性长，随着管网不断改扩建，其工程投入期增长，所需投资也会逐渐提升。为此，地下管网综合规划设计是否合理、科学、安全、实用，直接决定了工程总投资的有效性及规范性。在资金投入有限的基础上，综合制定管网改造规划，最大限度探寻能充分满足居住需求的设计方案，确保管网改建的安全性能，对降低能耗、增强经济效益及社会效益方面发挥了积极的现实意义[1]。但在现阶段，我国地下管网建设还存在许多局限性，其中老旧小区的改造及施工问题尤为突出。随着管道日益老化，小区内部对管道维护管理不当，导致管道破裂等不良事件频发，造成了严重影响，因此对城市老旧小区的地下管网进行科学建设至关重要[2-3]。现对老旧小区地下管网改造设计及施工的相关研究情况进行以下汇报。
一、老旧小区地下管网的常见问题
（1）管线走向体现复杂性及多样性
虽然当初建设人员是依据设计规划图纸完成老旧小区的地下管网建设，但其在实际施工中常有多方因素的限制，如受到坡度、井的影响，增加了建设人员对敷设管线的自主权，使得管线的实际深度、位置与设计图纸中的标称处缺乏统一性。和市政管线相较，老旧小区的地下管线深度具有更显著的灵活度，且走向呈现多样性特点，此类现象在老旧小区中尤为常见。与此同时，因各项种类的管线并不是同期建设，从而提高了管线之间的复杂性[4-5]。多样管线也加大了小区管线的埋深、分布区域、空间交叉等方面的不确定性，使得管线间的组合更为复杂，不利于执行探测工作。
此外，老旧小区地下管网的复杂性还体现在管线分布平行并列、纵横交叉、过于密集及上下重叠、多弯头等问题上。因为实际空间有限，为了更充分地运用地下空间资源，通常在同个井槽中并存多类管线，譬如电力管线与电信管线、热力管线与给水管线，不同管线之间部分呈平行排列，部分相互交错，一些热力管线检修井中还可能呈现上中下三层排列的形式，复杂程度可想而知[6]。
（2）管网权属单位不集中
老旧小区的地下管网权属单位较为分散、复杂。一些小区地下管网主要是后勤服务部门或是物业部门管理，小区的地下管网和市政公用管网直接连接，小区管网也被市政部门直接负责[7]。因此在同个老旧小区内，会出现后勤服务部管理污水管线、热力管线及给水管线，物业部门负责雨水管线，而天然气管线是由燃气公司负责的现象。
（3）探测环境较为复杂
由于老旧小区道路上时常会不合规定停放车辆，甚至出现常年停放的情况，导致管线检修井被车辆占压，使得探测工作难以正常开展；部分井槽长期未开，锈蚀程度严重，还有部分井槽被沥青路面掩埋，已经无法正常开启，在探测期间及探测后均会留下安全隐患；此外，一些排水井发生严重的淤积与填埋现象，对调查勘探工作增加了难度；小区内行人过多，特别是幼童及老人，在探测改造时存在一定的安全隐患，以上因素均会影响改造和维护工作的效率，因此必须综合考量各项要素，以提高安全性和可靠性[8]。
（4）小区地下管网设计图纸缺失
因为老旧小区修建管网的年代久远，大部分缺失详细的施工图纸，无法作为改造设计的参考依据，难以准确测定平、立面位置。即使有相关设计图纸，也未能细致标明具体的对线位、埋深及管径，使得管网改造工程施工设计难以制定有效方案。此外，部分公共管线使用顶管施工时，顶管部位的埋深较浅，仅为20至30cm，以致无法精准确定顶管处较远处的平、立面位置。
同时，不同专业管网产权单位也缺乏其它单位的管网信息，施工单位没有获取管网设计数据的有效途径，投资费用也较大，难以明确管线具体归属，影响了老旧小区的改造设计进度[9-10]。另外施工项目部也欠缺细化方案，施工员或监理工程师未能加强旁站工作，且作业工人未严格落实精细化操作，使得老旧小区的改造工程施工难免会产生相应邻近地下管线损坏问题，继而引发了停气、停水、停电等事故。
二、老旧小区地下管网改造设计及施工的解决对策
（1）依次合理规划管道顺序
对于优化老旧小区的供水管道需注意避开污水及雨水管道，有文献报道指出，其水平最小间距不能低于80cm；垂直不能低于10 cm，避免水质污染；燃气管线则需规避强、弱电管道及污水管道，与强电管道的垂直及水平最小间距各为25cm与100cm，与弱电观点的垂直及水平最小间距各为15cm与100cm，预防燃气泄露时与电火花接触发生爆炸，且需要注意燃气可能会沿着污水管道泄露在居民家中，若遇天气炎热，污水管道内形成沼气易引发燃烧，具有较大的安全隐患。此外，弱电不能和强电距离过近，这是由于强电可形成磁场，继而影响弱电信号；污水管道和供水管道通常间隔喷淋管、消防管、燃气管等，且相距范围较大，可达到规范要求，同时发生水质污染的风险相对较小[11]。为此，必须综合考量如何合理布置管道顺序，通常是根据建筑物由近及远的方式排列，分别包括污水管道、雨水管道、消防给水管道、燃气管道、供水管道、弱电管道、供热管道、强电管道（见图1所示）。
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图1 综合管网局部断面图
（2）选取适宜的地下管线探测方法
当前国内外研究出磁法、电法、电磁感应法、人工地震法、探地雷达法、示踪法、红外法等多种物探方法。目前较为常用的地下管线探测方式有电磁感应法等。现以给水管线为示例阐明其探测技术：
声学探测法对应用至金属管道探测中，主要是因为声音在空气或管道中的衰减具有一定的差异性，管道的材质、长度和其衰减存在一定的关联性，为此可利用此差异进行评判管道的连通状况。声音于管道中的衰减速度通常为钢管>铸铁管>混凝土管>PE管及PVC管[12]。声学探测法在测试现场重点利用铁锤结合听诊器的方式实现，当利用铁锤或其他物体对金属管道一端进行敲击时，管道震荡形成声源，借助听诊器于金属管道另一侧探听声音在管线中的强弱程度，继而间接评判是否是同一相连管道。
声学探测实例（见图2所示），已清楚铸铁管道AC,EF,CG的实际走向，其中管道EF与管道AC在B处相互连接，需探测和管道CG直接连接的管线，则可在井1与井2位置分别对金属给水管道AC与EF进行敲击，仅在敲击井2中的AC管道时，利用听诊器在井3中可清晰探听到管道另一端传送的声音，继而能够判断管道AC和管道CG直接相连。
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图2 探测给水管线示例（声学探测法）
电磁感应法主要是通过金属管线和周边介质的磁性与电性差异实现探测，并借助发射机激发在管线中产生电流，电流在其周边空间形成同频率的交变电磁场，金属管线探测设备的接收机可在地面进行信号接收，进一步明确管线空间位置。
电磁感应法中的直接法就是直接通过发射机通电金属管线，借助接收机接收电磁信号直接法也称作充电法，主要有两类：a单端充电法(见图3a所示)，即通过发射机输出的一端连至管线上，并将另一侧连至远离管线的部位(最好是垂直于管线走向)的接地电极上，将电流通过管线一大地产生回路；b双端充电法(见图3b所示)，则是在管线的任意出露的两点完成供电，促使电流通过管线本身和传输导线之间产生回路，其需要管线具有出露点，同时兼具较好的接地条件。
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图3 探测管线示意（电磁感应探测法）
电磁感应实例(见图4所示)，由于给水井1处出现裸露管道，其他位置均为直埋。利用金属管线将给水井1位置和探测仪发射机的一端连接，另一端接地，探测给水井以北及以西方位均可接收信号，可明确管线实际走向，在给水井以南给予探测，到达a点后，发现接收机突发信号消失，到达b点后又可探听到信号，但和a点相比，bc管道位置所接收的电流信号与其存在一定差距，可评定两根管线并没有连通。利用声学探测法，也确定了两根管道并未相通实地开挖[13]。
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图3 探测管线示例（直接法），蓝色为水铸管线
（3）优化管线交叉问题
以本市某老旧小区为例，其排水系统多为合流制或不完全分流制(即无雨水系统)，但污水系统比较完善，基本无管线交叉冲突的情况。不过，因为一些楼体的出户管方向出现变化(原楼宇通常均为北侧出户，此小区工程中一些一梯三户的楼宇将中间户出户管转变为南侧出户)，为此需进行污水管道增设，且不可避免和其他保留管线出现交叉。此外，小区排水管道高程受控于出水口高程、地面纵坡、楼本体出户管埋深等影响，在明确排水管道设计高程后，若在施工期间和其他专业管线交叉或是出现高程冲突时，因受起止点标高约束，仅调节设计埋深以改善高程冲突的可能性较为有限。以下对常见管线交叉问题提出应对措施：
1、保留管线和新建排水管道交叉，高程不冲突
（1）其他保留管线在上，新建排水管道在下。一般是保障好上方保留管线后，再对下方排水管道进行施工。上方管线开挖暴露后，可进行跨越管槽吊架设置，保护好管线悬吊之后才能开挖下端的排水管道[14]。若上端管线过多或开槽面积及管径过大，且难以有效保护已建管道时，可实施非开挖技术进行排水管道施工。
（2）其他保留管线在下，新建排水管道在上。若上下管道间距能够达到规范的最小净距标准，同时交叉处的槽底地基承载力达到设计要求，可直接对上方排水管道进行施工；如果地基承载力过低，可考虑挖除上下管线间的原状土，改成填级配砂石后再进行上方管道基础建设，以确保排水管道具有一定的地基承载力，并且保护下端管线不被破坏。
（3）保留管线和新建排水管道交叉，高程冲突时，可考虑对其他管线进行改移，确保在排水管道上端或下端通过；若无法改移，则应先处理好新建排水管道。在选择解决方式时必须确保达到规范要求，并且需兼顾工期、投入、可执行性等要素[15]。
三、结论
综上所述，老旧小区改造设计与施工是一项惠民利民的有力举措，能够有效改善民生问题，优化居民的生活品质，其中地下管网的建设是一项必不可少的重要缓解。在老旧小区设计及施工过程中应当结合其特征，全局考量、提前预见，落实切实可行的工作，并迅速合理地采取相应的处理措施，维护好管道的使用功能，并且兼顾成本控制和工期进度等要求，多进行调研与科学论证，集思广益，具体问题具体分析，鼓励居民积极参与共住、共建、共享、共治，确保老旧小区改造设计及施工建设有序开展，不断完善民生工程管理，促进经济增长拉动。
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