交通工程管理管線問題探討
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摘要:隨著城市的快速發(fā)展，交通工程建設(shè)中管線問題越來越突出，它直接影響到工程建設(shè)的預(yù)算及工期。今從管線探測、管線遷改保護、管線施工組織等方面來探討交通工程中的管線問題，提出將管線問題前置到設(shè)計階段，并利用BIM技術(shù)進(jìn)行管線全周期的管理。
關(guān)鍵詞:交通工程;管線遷改;管線探測;BIM管理
地下管線是城市設(shè)施中最隱蔽的部分，隨著經(jīng)濟快速發(fā)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?xì)夤苄孤妒鹿实?。于是，各地政府也密集出臺相關(guān)政策，如成都市將開啟系統(tǒng)治理“大城市病”行動，大規(guī)模集中開展地下管線安全整治，系統(tǒng)根治“頑疾”管線事故。為避免破壞管線，在交通工程建設(shè)中更應(yīng)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(guān)建議。
1項目周期內(nèi)管線問題
1．1管線探測
管線探測一般在設(shè)計階段完成，其過程包括管線普查、管線協(xié)調(diào)會、管線專項探測等。管線普查指通過調(diào)查、收集資料及探測等手段對項目范圍內(nèi)的管線進(jìn)行摸排，形成管線成果表，繪制管線成果圖。最后統(tǒng)計出涉及的管線種類、數(shù)量、權(quán)屬等信息，為召開管線協(xié)調(diào)會做準(zhǔn)備。管線協(xié)調(diào)會指通過主管單位召集各相關(guān)管線權(quán)屬單位對管線普查成果進(jìn)行校驗，為下一步專項探測做準(zhǔn)備。管線專項探測是針對重要管線進(jìn)行精探。管線專項探測需要從效率、精度、經(jīng)濟等多方面考慮。在設(shè)計階段規(guī)避重要管線，避免不必要的改遷，以達(dá)到減少預(yù)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(yīng)法、夾鉗法、示蹤法、三維陀螺儀、探地雷達(dá)、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(yīng)選擇適當(dāng)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(dá)、地震映像等方法。對于復(fù)雜的管線應(yīng)選擇綜合方法進(jìn)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(yīng)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(shù)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(tǒng)籌管線現(xiàn)狀和施工現(xiàn)場條件，針對平行管線、相交管線、特殊管線等應(yīng)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(shè)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(dǎo)交通是交通工程管理中的難點［4］。主要從以下幾點進(jìn)行管理:1)容量計算及飽和度分析，根據(jù)飽和度做好預(yù)判，在其他節(jié)點做好分流;2)圍蔽設(shè)計，確定最小圍蔽寬度，尤其是警告區(qū)和緩沖區(qū)的設(shè)計要合理;3)合理宣傳，通過相關(guān)宣傳及現(xiàn)場標(biāo)識標(biāo)牌的布設(shè)，盡量降低車輛、人流的通行飽和度。
2管線BIM
管理在設(shè)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(rèn)為管線問題可以前置到設(shè)計階段，然后利用BIM技術(shù)貫穿整個項目。設(shè)計階段根據(jù)管線成果，利用BIM系統(tǒng)進(jìn)行碰撞測試后，提出遷改保護方案。施工階段利用BIM進(jìn)行管線校核，避免二次遷改。營運階段利用BIM系統(tǒng)對管線進(jìn)行三維管理［5－6］，為其他交叉工程做好前期準(zhǔn)備。通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)以下幾個方面的管理:1)進(jìn)度管理以BIM模型為基礎(chǔ)加上其他維度信息，如時間、成本等實現(xiàn)BIM4D和BIM5D的進(jìn)度管理。2)質(zhì)量管理通過碰撞檢查快速查找不同專業(yè)間的交叉與碰撞問題，避免出現(xiàn)信息傳遞錯誤和遺漏的情況。3)安全管理通過BIM模型，規(guī)劃安全區(qū)域，提前對施工階段進(jìn)行風(fēng)險預(yù)判和過程模擬，監(jiān)控施工動態(tài)，制定風(fēng)險預(yù)案。4)成本管理各專業(yè)的模型為管理者提供強大的數(shù)據(jù)支撐，可以快速進(jìn)行查詢和統(tǒng)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(yù)算及縮短工期。例如某項目需進(jìn)行棧橋施工，下有燃?xì)夤軐︿摴軜队绊戄^大，前期對接建議遷改，后從工期及經(jīng)濟角度出發(fā)決定采取調(diào)整樁位規(guī)避管線的方案，兩種方案對比見圖1。項目情況見圖2，右側(cè)黑色為權(quán)屬單位提供管道竣工驗收路由，圓圈為初步鋼管樁位，經(jīng)過精探后，確定右側(cè)細(xì)線為實際管道路由，將鋼管樁位調(diào)至方塊區(qū)域。目前該棧道施工已經(jīng)安全完成。實例2:項目前期進(jìn)行管線探測，后期利用BIM進(jìn)行管線管理。又如某項目前期進(jìn)行了管線探測，查明了多處管線，設(shè)計單位利用BIM技術(shù)對方案進(jìn)行碰撞分析，見圖3。經(jīng)過分析后調(diào)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(jìn)行了管線路由的設(shè)計，見圖4。
4管線疑難問題探討
實際工程建設(shè)中，往往遇到復(fù)雜的未知管線，比如因管線權(quán)屬單位管理人員的更迭，管線自身久遠(yuǎn)未備案，企業(yè)私自違建管線等原因，場地既無管線附屬設(shè)施或出露點，又難以收集到相關(guān)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(qū)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(wǎng)格，將接收儀放置到無源檔，沿測線移動，發(fā)現(xiàn)異常后在該位置采用感應(yīng)法施加信號，進(jìn)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(yīng)法進(jìn)行掃描，將發(fā)射機與接收機保持一定距離，沿測線網(wǎng)格同時同向移動，在移動過程中保持接收機線圈與前進(jìn)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(wǎng)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(fā)射機位于測線位置上，接收機在以發(fā)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(fā)射機同時轉(zhuǎn)動，而知處于同一方向。此外，對經(jīng)全測區(qū)掃描后仍存疑的區(qū)域，可通過樣孔排查的方式進(jìn)一步探查。樣孔排查可采用塑料鉆頭進(jìn)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(jìn)行掃描排異。該方法整體效率較低，成本較高，因此還需要進(jìn)一步研究完善。
5結(jié)語
管線問題影響到交通工程的進(jìn)度管控、預(yù)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(shù)進(jìn)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(jìn)技術(shù)來優(yōu)化設(shè)計，從而減少預(yù)算和縮短工期。建議將管線問題放在設(shè)計階段一次性解決，利用先進(jìn)的信息化管理技術(shù)如BIM技術(shù)進(jìn)行綜合管理，力爭施工階段管線零投訴、零協(xié)調(diào)、零事故。
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作者：祝關(guān)翔 楊坤平 單位：杭州蕭山交通投資集團有限公司
