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城市燃气管网工程施工中地下管线的保护技术分析

李青云
  
工程技术探索
2025年26期
鹤城建设集团股份公司 辽宁盘锦 124010

摘 要:随着我国城市化进程的不断加快,地下空间开发利用日益频繁,城市燃气管网作为城市基础设施的重要组成部分,其施工过程中常与既有地下管线(如给排水、电力、通信、热力等)产生交叉或并行关系。由于地下管线分布复杂、资料不全、施工环境多变等因素,施工过程中极易引发对既有管线的破坏,造成安全事故和经济损失。本文围绕城市燃气管网工程施工中地下管线的常见干扰形式,系统分析了开挖损伤、沉降影响及电磁干扰等主要风险,并从安全距离控制、支护与隔离保护、特殊地段施工技术等方面提出了相应的保护措施。

关键词:城市燃气管网;地下管线;施工安全;保护技术;沉降控制;电磁干扰

引言

城市燃气管网工程作为城市现代化建设的关键基础设施,其安全稳定运行对保障居民生活、推动城市经济发展至关重要。在城市燃气管网工程施工过程中,地下管线错综复杂,涉及给水、排水、电力、通信、热力等多种类型,这些管线与燃气管网相互交织,施工时极易受到干扰和破坏。一旦地下管线受损,不仅会导致燃气泄漏、引发安全事故,还会造成其他管线服务中断,影响城市的正常运转,给社会带来巨大的经济损失和不良影响。因此,深入探讨城市燃气管网工程施工中地下管线的保护技术,具有重要的现实意义。

一、城市燃气管网工程施工中常见地下管线干扰形式

(一)开挖损伤

开挖损伤在城市燃气管网施工中屡见不鲜,常由机械盲目作业引发。地下管线分布复杂,图纸资料陈旧失真,实际位置与标注偏差较大。探测手段受限,非金属管线难以被常规设备识别。施工人员若未进行人工探沟验证,直接动用挖掘机,极易瞬间击穿电缆或断裂供水管。定向钻进时导向失控,也可能深层误伤邻近管线。钢质管道被挖破可能引发燃气泄漏,塑料管破损则易导致长期渗漏。事故一旦发生,抢修困难,影响范围广。老城区地下空间拥挤,风险更为突出。精准探测、动态核实、谨慎开挖成为关键环节。每一次机械下挖都应建立在充分确认的基础之上,任何侥幸心理都可能酿成严重后果。

(二)沉降影响

沉降影响源于燃气管网施工对地层原始应力状态的破坏,土体卸荷或挤压引发位移,悄然传导至邻近地下管线。明挖沟槽时,侧壁支护若不及时,土压力失衡导致侧向位移,上方管线如同悬于空中的梁,承受弯矩作用,接口处易出现松动甚至断裂。顶管推进过程中,前方土体被压缩,后方注浆不足则形成空洞,地面随之产生不均匀沉降。软土地区尤为敏感,降水作业使地下水位下降,土层固结加速,沉降量成倍放大。铸铁管、钢筋混凝土管等刚性管线抗弯能力弱,微小变形即可引发开裂。塑料类柔性管虽可适应一定变形,但长期扭曲将削弱接口密封性,埋下渗漏隐患。监测数据显示,某些施工段管线沉降超过规范限值,虽未立即失效,却已进入疲劳损伤阶段。地层扰动如同涟漪扩散,影响范围常超出施工边界,波及数十米外的管线。这种隐蔽性强、发展缓慢的破坏,往往在运行后期才显现,防范难度更大。

(三)电磁干扰

电磁干扰在燃气管网施工中虽不易察觉,却对弱电系统构成潜在威胁。钢质燃气管道具有良好的导电性,施工期间电焊设备、临时供电线路产生的高频电磁场,可能侵入邻近通信电缆,导致信号畸变或传输中断。管道本身若未做绝缘处理,易成为杂散电流的传导路径,尤其在轨道交通区域,列车回流电流可通过接地管线窜入燃气系统,干扰沿线信号设备正常运行。不同金属管线之间的电位差还会引发电化学腐蚀,缩短管线寿命。高压输电线路附近敷设燃气管时,电磁感应可能使管道带电,危及检修人员安全。此类问题在智能化城市环境中愈发突出,监控、传感、控制等弱电设施密集布设,抗干扰能力较弱。施工中缺乏电磁兼容性评估,往往导致后期运行异常。电磁影响不具即时破坏性,却具有累积效应,需从材料选择、接地设计到施工工艺全过程加以防控。

二、城市燃气管网工程施工中地下管线的保护技术要点

(一)安全距离控制

燃气管道与其他市政管线之间必须保持足够的空间间隔,以避免施工扰动和运行干扰的叠加影响。规范对不同管线类型的水平与垂直净距有明确要求,这些数值并非随意设定,而是基于长期工程实践与力学分析得出的安全阈值。给水管需保持0.5米以上间距,防止开挖振动引发接口松动;电力电缆则根据电压等级区分,10kV以上高压线路要求不小于1.0米,以防电磁感应和热效应影响。排水管因存在渗漏风险,垂直穿越时必须加设套管并保证0.15米以上的隔离层。在实际施工中,地质条件、埋深变化和管线材质都会影响安全距离的适用性。软土地基应适当放大间距,预留沉降变形空间;重要通信光缆或军用线路常需协商设立双倍保护区。现代技术手段如BIM三维建模可提前模拟管线空间关系,自动检测碰撞点,实现精准避让。现场作业时,测量放线必须依据最新探测成果,而非仅依赖陈旧图纸。一旦发现实际位置偏差,应及时调整方案。安全距离不仅是物理尺度,更是一种管理理念,体现的是对地下生命线的敬畏与尊重。

(二)支护与隔离保护

在临近重要管线的沟槽开挖中,拉森钢板桩能形成连续的侧向支护,有效阻挡土体位移。其打入深度超沟槽底部2-3米,并配合内支撑或锚索,大幅增强稳定性,使邻近管线区域地表沉降显著降低。对于穿越既有管线的燃气管道,刚性套管隔离必不可少。套管内径比燃气管外径大100-150毫米,两端密封防止地下水和土壤进入。它需具备高抗压强度,承受上部荷载与施工扰动。在顶管或盾构施工中,预注浆加固可提高管线周围土体密实度,控制地层沉降。对于已沉降的管线,跟踪注浆能根据监测数据实时注入浆液,补偿土体损失。当既有管线横跨施工区域无法改迁,临时悬吊保护通过工字钢梁和吊杆实现。吊点间距不超2米且设可调装置,悬吊期间加强巡视,防止振动或荷载突变致管线断裂。这些支护与隔离措施,为地下管线安全编织起紧密防护网。

(三)特殊地段施工保护技术

在穿越铁路、高速公路、河流、既有建构筑物等特殊地段时,城市燃气管网施工需采用专项保护技术。非开挖技术是优先选择,水平定向钻适用于中短距离穿越,要精确设计导向轨迹,施工前进行地质雷达扫描和示踪线探测,确保避开既有管线保护区。顶管法适合长距离、大口径管道敷设,通过泥水平衡或土压平衡控制掘进面稳定,减少地面沉降,顶进时实时监测顶力、扭矩和姿态参数,防止偏航。

信息化施工与智能监测也不可或缺。在特殊地段施工建立“监测—反馈—调控”一体化的信息化施工系统,通过布设沉降观测点、倾斜仪、应力计等传感器,实时采集邻近管线的位移、应变和振动数据,借助物联网平台实现远程监控与预警。

同时,要有应急预案与联动机制。制定详细应急预案,明确应急响应流程、责任分工和处置措施,与市政、电力、通信等管线权属单位建立联动机制,实现信息共享和协同处置,一旦发生管线损伤能迅速组织抢修,降低影响范围。

结论

城市燃气管网施工中地下管线保护是系统工程,关乎公共安全与城市运行。开挖损伤、沉降影响、电磁干扰等问题揭示了施工对地下管线的多维度威胁。安全距离控制、支护与隔离保护、特殊地段施工保护技术构成了有效的保护体系。但要做好保护工作,不仅需先进技术与设备,更依赖全过程精细化管理。未来应推进地下管线信息化管理平台建设,推广 BIM+GIS 融合技术,加强施工人员培训。只有将精准探查、谨慎作业、科学管理贯穿始终,才能确保城市燃气管网安全高效建设,保障城市稳定发展。

参考文献

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