地鐵施工對臨近管線的安全風(fēng)險(xiǎn)分析與管控措施

付錦程 于高峰

摘 要：文章以實(shí)際工程為例，對地鐵施工過程中臨近管線的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，然后從管線安全管理、管線安全控制、管線安全監(jiān)測3方面對風(fēng)險(xiǎn)管控措施進(jìn)行了具體的探討，可供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵施工 臨近管線 安全風(fēng)險(xiǎn)

1.工程概況

某工程包括蓮塘口岸站、仙湖路站、蓮塘站（含站后折返線）、新秀站（不含）～蓮塘口岸站區(qū)間、蓮塘口岸站～仙湖路站區(qū)間和仙湖路站～蓮塘站區(qū)間，標(biāo)段正線長約3.82km，車站均為地下車站。全線為地下敷設(shè)，線路由新秀站站后折返線末端引出后，經(jīng)下穿貓窩山、羅沙公路、塘排山后向右轉(zhuǎn)向國威路下敷設(shè)至設(shè)計(jì)終點(diǎn)蓮塘站本標(biāo)段車站主要采用明挖順筑法施工，局部為保證交通暢通，在施做棧橋板后采用蓋挖法施工。盾構(gòu)區(qū)間施工范圍地下管線種類繁多，如圖1所示。

2.管線安全風(fēng)險(xiǎn)等級和保護(hù)等級劃分

根據(jù)規(guī)范要求，將施工過程中安全風(fēng)險(xiǎn)等級劃分為3級，分別為：（1）黃色預(yù)警。當(dāng)雙控指標(biāo)（變化速率和變化量）都超過監(jiān)控量測控制值的70%時(shí)，或任意一雙控指標(biāo)超過監(jiān)控量測控制值的85%時(shí)為黃色預(yù)警。（2）橙色預(yù)警。當(dāng)雙控指標(biāo)都超過監(jiān)控量測控制值的85%時(shí)為橙色預(yù)警。（3）紅色預(yù)警。當(dāng)雙控指標(biāo)（變化速率、變化量）都超過監(jiān)控量測控制值或?qū)崪y變化速率快速增長以及周邊環(huán)境存在風(fēng)險(xiǎn)隱患時(shí)為紅色預(yù)警。

2.1管線和地鐵相對位置的影響

管線和地鐵之間的相對位置可能會(huì)嚴(yán)重影響管線，使管線發(fā)生變形，管線和地鐵相對位置不僅包括管線和地鐵相對豎向距離，還包括地鐵相對水平距離，管線變形的情況和相對距離成反比例關(guān)系，也就是管線變形情況隨著相對距離的增加而減小。

2.2管線情況影響

管線情況不僅可以對地下管線的承載能力以及抵抗變形的能力進(jìn)行反饋，同時(shí)更是體現(xiàn)管線安全的重要因素，管線的情況具體包括管線材質(zhì)、管線運(yùn)行、管線接口性質(zhì)以及管線用途等。其中，管線運(yùn)行時(shí)較為重要的內(nèi)容，包括給排水管的滲漏情況。

2.3土質(zhì)參數(shù)影響

在隧道施工過程中，因?yàn)橥临|(zhì)不同，發(fā)生的土層擾動(dòng)也有很大的差異，進(jìn)而對管線造成的危險(xiǎn)也不相同，通常來說，管線安全由以下3個(gè)參數(shù)反映：彈性模量、內(nèi)摩擦角以及粘聚力。

2.4施工及管理水平影響

在開展隧道施工的過程中，避免不了會(huì)破壞周圍土體的平衡狀態(tài)，可能造成不均勻沉降的產(chǎn)生，進(jìn)而對周圍管線造成附加荷載，使管線的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，最后導(dǎo)致變形的發(fā)生。隧道施工過程以及施工管理水平嚴(yán)重影響地下管線的施工安全。通過對相關(guān)因素進(jìn)行分析，管線變形和管線材質(zhì)、施工管理水平、土質(zhì)參數(shù)等因素直接相關(guān)，在控制過程中應(yīng)重點(diǎn)考慮。

3.地鐵施工臨近管線管理方法

3.1管線安全管理措施

在開展施工過程中，為了防止意外事故的發(fā)生，施工團(tuán)隊(duì)（項(xiàng)目部）在接近管線周圍施工時(shí)，盡量采取規(guī)避或管線遷移的方式防止管線受到地鐵施工的影響。為了保護(hù)管線，項(xiàng)目部建立了全過程責(zé)任追溯制度，制定了“地下管線設(shè)施安全保護(hù)流程”，明確關(guān)鍵環(huán)節(jié)的責(zé)任人、檢查人。制定地下管線設(shè)施保護(hù)管理制度，明確責(zé)任，落實(shí)各項(xiàng)地下管線設(shè)施保護(hù)措施，按要求配備專職管線設(shè)施保護(hù)管理人員，定期或不定期開展管線設(shè)施日常巡查或?qū)ｍ?xiàng)檢查工作，并形成記錄。

在施工作業(yè)過程中，安排專職安全員、主管工程師現(xiàn)場監(jiān)護(hù)。發(fā)現(xiàn)需要調(diào)整管線設(shè)施安全控制范圍時(shí)，暫停施工作業(yè)，按要求進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并將暫停施工指令及時(shí)通知到當(dāng)班及后續(xù)準(zhǔn)備施工的每一位施工作業(yè)人員（特別是挖掘機(jī)、推土機(jī)、炮機(jī)、鉆機(jī)、樁機(jī)等機(jī)械的操作手）。在停止施工作業(yè)后重新開工前，應(yīng)核查是否有其他新管線設(shè)施改遷或敷設(shè)在本單位的施工作業(yè)現(xiàn)場和毗鄰區(qū)域內(nèi)。對受施工影響的地下管線設(shè)施按設(shè)計(jì)要求落實(shí)監(jiān)測措施（對隧道應(yīng)采用自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測），監(jiān)測管線設(shè)施的沉降、變形。當(dāng)沉降、變形異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施，及時(shí)通知并向監(jiān)理、建設(shè)單位現(xiàn)場代表和管線設(shè)施管理單位提供有關(guān)監(jiān)測資料。一旦發(fā)生損壞管線設(shè)施時(shí)，現(xiàn)場按照應(yīng)急預(yù)案等要求采取有效措施，及時(shí)通知地下管線設(shè)施產(chǎn)權(quán)或管理單位到場處置。施工過程中如遇事前未探測的管線設(shè)施，應(yīng)及時(shí)上報(bào)建設(shè)單位，并通知地下管線設(shè)施產(chǎn)權(quán)或管理單位到場確認(rèn)。

對于排水類管道，必須先和相關(guān)部門進(jìn)行溝通，采取改道或者移除的方式，如果地下排水溝的孔徑過大，首先鋪設(shè)防水材料，保證接口質(zhì)量，避免防水材料和管線上接口無縫連接。如果管線容易受到施工過程的影響，為了保證管線的整體性和穩(wěn)定性，應(yīng)該在管線周圍上隔離樁，將注漿管口設(shè)置在地表，注漿的過程需要根據(jù)實(shí)際施工過程進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

3.2管線安全控制措施

（1）最常應(yīng)用的方法就是移除臨近管線。工程開挖至較大管線時(shí)，改簽管線，評估風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)對改簽的路線進(jìn)行規(guī)劃。如果管線改簽受到周實(shí)際施工和周圍地質(zhì)情況的約束，為了有效降低風(fēng)險(xiǎn)，可以替換更合適的管道材料或加強(qiáng)局部受影響的管線的安全。在實(shí)際施工過程中，可以利用灌漿對管道材料進(jìn)行保護(hù)，或者將鋼混管道替換為鋼質(zhì)管道，提高管道壁的剛性，進(jìn)而有效改善管道變形的情況。（2）對于開挖過程中意外挖掘到電纜的情況，要立即停工，并安排單位人員到施工現(xiàn)場進(jìn)行處理，并在電纜保護(hù)區(qū)外側(cè)進(jìn)行打樁和挖掘施工，不允許將廢油、廢水、泥沙、泥漿等物體排放到電纜溝中。（3）對于燃?xì)夤艿?，要在施工范圍拉起警戒線，并布置安全警示牌，距離燃?xì)夤艿?m的范圍全部使用人工開挖的方法進(jìn)行施工，并用平鏟進(jìn)行挖土，一邊挖一邊將散土清理干凈。（4）在施工前，要根據(jù)管線圖將各管線的走向和位置使用紅色噴漆標(biāo)識(shí)清楚，做好施工管線的監(jiān)控工作，通過對基坑標(biāo)高和管線線路進(jìn)行量測，充分掌握管線的布線情況，保證管線處于可控狀態(tài)。

3.3管線安全監(jiān)測措施

（1）直接測點(diǎn)；這種檢測方法需要將觀測點(diǎn)設(shè)置在管線上，實(shí)現(xiàn)對管線的實(shí)時(shí)控制，進(jìn)而保證精確的獲取管線動(dòng)態(tài)信息。在實(shí)際施工過程中，這種檢測方法又分兩種形式：抱箍式直接測點(diǎn)和套管式直接測點(diǎn)。對于普通公路，通常適用于抱箍式直接測點(diǎn)的監(jiān)測方式，將鐵環(huán)接在測桿上，將其套在管線上，為了避免監(jiān)測過程可能對交通產(chǎn)生影響，將測桿和地面相連并放到窯井中，這種監(jiān)測方法施工過程中因?yàn)樾枰獙⒙访骅忛_，所以不適合城市交通干線的管道監(jiān)測。對于城市重要交通線路，應(yīng)采用套管式直接測點(diǎn)的方式，套管式直接測點(diǎn)的方式施工過程中不需要挖開路面就可以實(shí)現(xiàn)檢測，所以操作起來更為方便，檢測精度也相對較高，通常適用于項(xiàng)目要求較高的項(xiàng)目監(jiān)測工作。

（2）間接測點(diǎn)。這種監(jiān)測方式因?yàn)榫炔荒鼙ＷC，所以在施工過程中很少采用。間接測點(diǎn)的監(jiān)測方式通常將測點(diǎn)設(shè)置在井蓋或者管線的上方，施工過程也不需要開挖路面，雖然操作起來也較為方便，但監(jiān)測點(diǎn)和管線之間具有一定的距離，造成精度不能保證。

（3）監(jiān)測建筑物沉降。一般再建筑物的拐點(diǎn)處和建筑物高低變化處布置觀測點(diǎn)，分別在建筑物四角的拐角處、沉降縫、伸縮縫等位置布置觀測點(diǎn)。選擇應(yīng)力變化比較大或?qū)挾茸兓容^大的裂縫進(jìn)行監(jiān)測，測點(diǎn)要布置在裂縫末端或者裂縫最寬處。

（4）做好現(xiàn)場巡視工作。通過進(jìn)行現(xiàn)場巡視可以及時(shí)分析出施工對周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響，并對有可能出現(xiàn)危險(xiǎn)的情況及時(shí)采取相應(yīng)的控制措施，每次實(shí)施現(xiàn)場監(jiān)測工作的同時(shí)要同時(shí)做好現(xiàn)場巡視工作，做到一天巡視一次，特殊情況下要加強(qiáng)監(jiān)控頻率。

4.結(jié)束語

綜上所述，在地鐵工程施工過程中，不可避免地會(huì)對臨近管線的安全造成影響，因此需要在施工過程中對可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，并給予相應(yīng)的防治措施，最大限度地保證鄰近管線的穩(wěn)定性，避免地鐵工程施工過程中對臨近管線造成影響，從而保證地鐵工程的順利開展。

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