我國地鐵運營安全保護區(qū)劃定方法淺析

王京元 俞璐怡 曾 敏 莊正勇

（1.深圳大學(xué)土木工程學(xué)院，518060 深圳；2.深圳市寶安區(qū)土地整備局，518100 深圳；3.中交城市投資控股有限公司，510290 廣州）

地鐵運營安全保護區(qū)（以下簡稱地鐵安全保護區(qū)或地鐵安保區(qū)）是指為保障地鐵運營安全而在線路周邊劃定的一定區(qū)域，其設(shè)置的必要性和重要性已被國內(nèi)外實踐廣泛證明。為此，建設(shè)部早在2005年頒布實施的《城市軌道交通運營管理辦法》中，即納入了地鐵安保區(qū)范圍的劃定、管理等內(nèi)容[1]；并在2013年頒布的《城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保護技術(shù)規(guī)范》中，明確了各類作業(yè)的影響等級、保護要求以及軌道交通結(jié)構(gòu)安全控制指標和相關(guān)監(jiān)測規(guī)定等[2]。以此為基礎(chǔ)，隨著地鐵的大規(guī)模建設(shè)，國內(nèi)各大城市相繼頒發(fā)了地鐵安保區(qū)方面的法律、規(guī)章，有關(guān)地鐵安保區(qū)的管理也逐漸引起了工程、科研人員的關(guān)注。梁青槐[3]和龍百畫[4]分別提出了地鐵安保區(qū)的安全管理對策和管理要點；伍建國[5]和管建華[6]則探討了地鐵安保區(qū)的執(zhí)法模式和管理制度等。

近年來，隨著地鐵沿線土地開發(fā)強度的提高和深大基坑的不斷涌現(xiàn)，地鐵安保區(qū)安全形勢愈加嚴峻，引發(fā)事故的原因更加多樣。分析表明，除管理和執(zhí)法外，地鐵安保區(qū)范圍劃定不當也是事故發(fā)生的一大原因。而目前國內(nèi)有關(guān)地鐵安保區(qū)設(shè)置方法的研究尚鮮見發(fā)表。本文將基于《寶安區(qū)地鐵安保區(qū)范圍及安全管理工作專題研究》的部分研究成果[7]，探討地鐵安全保護區(qū)范圍劃定的問題，以期為相關(guān)規(guī)章制度的修訂提供理論支撐。

1 安保區(qū)范圍現(xiàn)行劃定方法概況

1.1 國家層面

在國家層面，我國涉及地鐵安保區(qū)的政策法規(guī)主要有《城市軌道交通運營管理辦法》（中華人民共和國建設(shè)部令第140號）和《城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保護技術(shù)規(guī)范》（CJJ/T202-2013）。《城市軌道交通運營管理辦法》對城市軌道交通的運營以及安全管理、應(yīng)急管理、法律責任等做了規(guī)定。其中，直接涉及地鐵安保區(qū)的共3條：“第二十條”規(guī)定了城市軌道交通控制保護區(qū)的具體范圍；“第二十一條”規(guī)定了須納入安保區(qū)管理范疇的外部作業(yè)類型及原則性要求；“第三十八條”規(guī)定了違反上述兩條安保區(qū)規(guī)定的法律責任。作為規(guī)范性文件，《城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保護技術(shù)規(guī)范》明確了控制保護區(qū)的各類作業(yè)的影響等級和保護作業(yè)要求，規(guī)定了軌道交通結(jié)構(gòu)安全控制指標、各項監(jiān)測規(guī)定以及規(guī)范的作業(yè)和保護控制實施要點等，為地鐵安保區(qū)管理提供了明確的定量技術(shù)支撐。

《城市軌道交通運營管理辦法》第二十條對控制保護區(qū)的范圍設(shè)置規(guī)定如下：

（1）地下車站與隧道周邊外側(cè)50米內(nèi)；

（2）地面和高架車站以及線路軌道外邊線外側(cè)30米內(nèi)；

（3）出入口、通風亭、變電站等建筑物、構(gòu)筑物外邊線外側(cè)10米內(nèi)。

由于國家部委職能調(diào)整，自2018年7月1日起，城市軌道交通運營管理事權(quán)由住建部劃歸交通運輸部。為此，《城市軌道交通運營管理辦法》（中華人民共和國建設(shè)部令第140號）已被住建部廢止，改由交通運輸部頒布新的《城市軌道交通運營管理規(guī)定》（中華人民共和國交通運輸部令2018年第8號）[8]，二者均于2018年7月1日起生效。

1.2 境內(nèi)典型城市

隨著地鐵的建設(shè)開通，各大城市均出臺了軌道交通運營辦法或條例，并陸續(xù)頒布了專門的地鐵安保區(qū)管理辦法和規(guī)范。整體來說，各城市地鐵安保區(qū)范圍的劃定是在國家規(guī)定的基礎(chǔ)上進行的拓展和細化，主要體現(xiàn)如下幾個方面：

（1）對安保區(qū)涉及的需要保護的地鐵設(shè)施進行了拓展，如深圳市將“城市軌道交通專用電纜溝、架空線等供電設(shè)施及室外給排水設(shè)施”等周邊10米均劃作地鐵安全保護范圍[9,10]。

（2）考慮到水文地質(zhì)差異，部分城市對過江過河區(qū)段的地鐵安保區(qū)范圍做了特定設(shè)置，如西安、重慶、成都、蘇州、南京、杭州、武漢、廣州等[11-18]。

（3）很多城市設(shè)立了特殊保護區(qū)，在特殊保護區(qū)內(nèi)不得進行任何工程作業(yè)，如上海、西安、成都、蘇州、南京、杭州等[11-12,14-17]。深圳地鐵則對特殊保護區(qū)未做嚴格意義上的界定，對地鐵結(jié)構(gòu)外邊線四周3米范圍內(nèi)的任何工程建設(shè)都必須經(jīng)過批準，對在地鐵設(shè)施垂直上方的作業(yè)規(guī)定相對更嚴格[10]。附表為內(nèi)地典型城市特殊保護區(qū)范圍及過江過河區(qū)段安保區(qū)范圍。

（4）針對特殊地質(zhì)和工程作業(yè)等情況做了原則性的規(guī)定，可根據(jù)實際情況擴大安保區(qū)范圍。如在特殊地質(zhì)條件下，應(yīng)擴大安全保護區(qū)的范圍；而對影響大且不在常規(guī)安保區(qū)范圍內(nèi)的特殊工程作業(yè)，在必要情況下也應(yīng)評估其對地鐵的影響[9,12-17]。

1.3 香港

香港在《香港地鐵控制保護技術(shù)標準》中對地鐵安保區(qū)范圍做了一般性規(guī)定：“港鐵公司網(wǎng)絡(luò)（輕軌除外）結(jié)構(gòu)/裝置30米內(nèi)的周邊范圍、輕軌2-50米內(nèi)的周邊范圍為安保區(qū)覆蓋范圍[21]。”并在《建筑條例》附表5中，對各條地鐵線路（荃灣線、觀塘線、港島線、將軍澳線、東涌線、機場快線、西鐵線及東鐵線紅磡至尖沙咀東段等）的保護區(qū)分別進行了劃定，體現(xiàn)了線路、區(qū)段沿線實際情況的差異和多重影響因素，真正做到了“細分到地塊，具體到圖則”的詳細規(guī)定。圖1、圖2分別是圖則查詢界面及圖則展示形式示例圖。

附表 內(nèi)地典型城市特殊保護區(qū)范圍及過江過河區(qū)段安保區(qū)范圍

1.4 國內(nèi)現(xiàn)行劃定方法小結(jié)

綜上所述，目前我國地鐵安保區(qū)范圍的劃定主要體現(xiàn)出如下特點：

整體來說，我國內(nèi)地城市對地鐵安保區(qū)范圍的劃定全市采用統(tǒng)一標準，全網(wǎng)每條線路的安保區(qū)范圍基本一致，按照地鐵設(shè)施類型進行統(tǒng)一化規(guī)定；對由于特殊因素如地質(zhì)、工程等引起的差異僅做了原則性的規(guī)定，部分城市僅對過江過河段做了專門的量化規(guī)定；地鐵安保區(qū)范圍劃定的維度多以軌道線路兩側(cè)方向為主，部分城市規(guī)定了特殊保護區(qū)，在形式上構(gòu)建了立體的保護空間。

圖1 香港地鐵安全保護區(qū)圖則查詢界面

圖2 香港地鐵安全保護區(qū)范圍分幅圖則

香港則在面向軌道全網(wǎng)普遍性規(guī)定的基礎(chǔ)上，劃定了每條線路各自的地鐵安保區(qū)范圍；且考慮各個區(qū)段的安保區(qū)影響因素的差異，根據(jù)實際情況細分到地塊區(qū)段；并以圖則的形式予以展示，實現(xiàn)信息化和可視化。

2 安保區(qū)范圍劃定改進要點

基于以上論述，重點針對我國內(nèi)地城市分析安保區(qū)現(xiàn)行劃定方法存在的問題，提出安保區(qū)范圍劃定的改進建議。

2.1 現(xiàn)行問題分析

（1）全市全網(wǎng)統(tǒng)一范圍的安保區(qū)劃定，沒有體現(xiàn)因線路、區(qū)段不同，沿線的水文地質(zhì)條件、工程作業(yè)類型不同而對保護控制要求的不同，并且目前劃定的范圍多以經(jīng)驗為基礎(chǔ)，缺乏必要的理論測算支撐。

（2）地鐵隧道作為一個三維的空間斷面，需要上下、左右全方位的立體保護，顯然目前地鐵安保區(qū)多以軌道兩側(cè)方向為主的劃定方法無法達到這一保護作用，只有部分城市在隧道周邊設(shè)立了特殊保護區(qū)，在一定程度上形成了立體的保護空間。

（3）地質(zhì)情況、工程作業(yè)等因素對地鐵安保區(qū)范圍的影響雖已得到關(guān)注，但很難落到實處?！坝鎏厥獾墓こ痰刭|(zhì)或特殊的外部作業(yè)時，應(yīng)適當擴大控制保護區(qū)范圍”的原則性規(guī)定寫入了很多規(guī)章條文中，但對如何界定哪些屬于特殊情況、特殊情況下如何擴大保護區(qū)等均無論述，缺乏可操作性。這也是目前除香港外，我國城市地鐵安保區(qū)范圍均未做到因線、因段而劃定的原因之一。

2.2 改進要點建議

根據(jù)以上分析，地鐵安保區(qū)范圍的劃定需要做到如下幾點：

（1）根據(jù)沿線的實際情況，劃定每條地鐵的安保區(qū)，細化到線和區(qū)段；

（2）要對上下、左右進行全方位的劃定，形成多維立體的地鐵安全保護控制空間；

（3）安保區(qū)的劃定需要具有足夠的彈性，尤其是對影響巨大、超常規(guī)的工程作業(yè)能夠起到控制作用。

要做到精細化的劃定，首先要識別出影響地鐵安保區(qū)范圍的關(guān)鍵因素。不同的影響因素在地鐵安保區(qū)范圍劃定時的處理策略不同，可據(jù)此對影響因素進行分類，或者說根據(jù)不同類型的影響因素采用相應(yīng)的地鐵安保區(qū)策略。如有些因素屬于穩(wěn)定的靜態(tài)要素，而有些因素則屬于偶發(fā)的人為要素。

對于穩(wěn)態(tài)的因素，建議在安保區(qū)范圍的劃定階段予以考慮，對于某一具體的地鐵區(qū)段，在評估測算的基礎(chǔ)上，劃定合理的安保區(qū)范圍，即這一安保區(qū)范圍為具體數(shù)值的固定范圍。

對于人為的偶發(fā)因素，可采用靜態(tài)和動態(tài)兩種安保區(qū)劃定與管理策略。一是劃定固定的安保區(qū)范圍，對于處于保護區(qū)范圍外的偶發(fā)特殊因素的超常規(guī)影響進行專門計算，量化評估其對地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)施的安全是否會產(chǎn)生影響，此種方法安保區(qū)范圍是靜態(tài)的、管理策略是動態(tài)的。二是對相關(guān)因素的影響劃分等級，據(jù)此劃定不同層次和圈層的地鐵安全保護區(qū)。譬如，水文地質(zhì)條件和工程作業(yè)是地鐵安保區(qū)范圍的兩個重要影響因素。水文地質(zhì)條件等自然環(huán)境條件可以看作是靜態(tài)要素，在地鐵安保區(qū)范圍劃定時，可根據(jù)水文地質(zhì)的實際情況，確定具體線路區(qū)段的安全保護區(qū)范圍大小，目前有些城市規(guī)定了過江過河段的安保區(qū)范圍即是對此的體現(xiàn)。另外，在條件具備的情況下，可考慮隨時間的動態(tài)變化。工程作業(yè)屬于外界人為因素，其影響范圍因作業(yè)類型和工程規(guī)模而不同。目前，由位于安保區(qū)范圍外的工程作業(yè)引發(fā)的地鐵結(jié)構(gòu)受損問題時有發(fā)生，反映出目前固定靜態(tài)的安保區(qū)范圍劃定管理方法的不全面性，尤其是大規(guī)模深基坑工程的不斷涌現(xiàn)加劇了問題的嚴重性和迫切性。

如上所述，要避免此類情況的發(fā)生，有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。第一，對位于已劃定的安保區(qū)常規(guī)范圍外的重大工程（如深基坑、爆破等），都需要做專題影響研究，通過計算仿真其影響范圍，量化評估其風險等級，對影響范圍波及周邊地鐵設(shè)施且達到一定程度的，則進一步評估其對地鐵的影響，報相關(guān)部門審核征求意見。第二，以工程勘察、理論計算等為基礎(chǔ)，劃定多重安保區(qū)圈層，標定各圈層允許的基坑開挖深度、外部作業(yè)風險等級等，以此對照某工程作業(yè)是否需要向地鐵安保區(qū)管理部門申報，賦予地鐵安保區(qū)一定的彈性。

推廣設(shè)立特殊保護區(qū)的做法，將安保區(qū)范圍由“線”擴展至空間包絡(luò)狀。在特殊保護區(qū)內(nèi)不得進行任何工程作業(yè)，形成在水平方向和垂直方向?qū)Φ罔F的立體保護。

需要特別提及的是，地鐵安保區(qū)范圍的精細化確定與管理需要多種技術(shù)手段的支撐。安保區(qū)范圍的大小、不同地質(zhì)條件的差異、特殊工程作業(yè)的影響等都必須借助力學(xué)計算與仿真。搭建可視化實時監(jiān)測平臺，對地鐵結(jié)構(gòu)及周邊一定范圍進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)地鐵結(jié)構(gòu)力學(xué)狀態(tài)的變化及引發(fā)地鐵結(jié)構(gòu)破壞的因素，可與安保區(qū)劃定形成事前和事后閉環(huán)的地鐵保護控制。借助信息化技術(shù)，合成地鐵空間的BIM模型，實現(xiàn)安保區(qū)的精確查詢。

3 結(jié)語

地鐵安保區(qū)范圍劃定作為頂層設(shè)計在地鐵安保區(qū)事故原因認定中往往被忽視。本文針對我國地鐵安保區(qū)范圍劃定存在的問題展開深入探討，在總結(jié)我國現(xiàn)行地鐵安保區(qū)范圍劃定方法的基礎(chǔ)上，分析目前存在的主要問題，提出改進建議。研究指出，需在考慮水文地質(zhì)條件等關(guān)鍵影響因素的基礎(chǔ)上，將安保區(qū)范圍的劃定細化到地鐵線路和區(qū)段，并應(yīng)適應(yīng)特殊工程作業(yè)超常規(guī)影響的彈性需求；同時，從水平方向和垂直方向?qū)Π脖^(qū)做多維度劃定，形成立體保護空間；最后，討論了實現(xiàn)改進愿景的技術(shù)細節(jié)。本研究成果將為我國地鐵安全保護區(qū)的劃定提供重要指導(dǎo)和技術(shù)支撐。