關(guān)于工程勘察施工中避讓地下管線的探討

孫波，李華杰

(青島市勘察測繪研究院，山東 青島 266033)

1 引 言

工程勘察作為建筑、交通、水利等建設(shè)工程的基礎(chǔ)一環(huán)，為后續(xù)的設(shè)計和施工提供了工程地質(zhì)方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，它往往需要通過鉆探工作才能提供數(shù)據(jù)資料。在建設(shè)初期，工程勘察工作往往會遇到社會影響力不夠、環(huán)境不完善、各方關(guān)注不足等問題，給勘察施工帶來了很多安全隱患問題。近年來，地鐵建設(shè)在各個城市相繼展開，除北京、上海、廣州、深圳四個一線城市外，大多數(shù)二線城市展開了大規(guī)模的地鐵建設(shè)，部分三線城市如煙臺，也進(jìn)入了軌道交通建設(shè)時期。一條地鐵線路的建設(shè)施工周期一般3年～5年，施工周期內(nèi)包括工程勘察、土建、機(jī)電等施工過程，作為地鐵施工的第一步，工程勘察時采取何種措施，如何組織好勘察作業(yè)施工，降低施工風(fēng)險對城市環(huán)境的影響成為不可回避的問題。

2 勘察施工風(fēng)險因素

勘察作業(yè)施工的環(huán)境錯綜繁雜，施工前首先需要辨識風(fēng)險源，針對各類風(fēng)險源制定相應(yīng)的應(yīng)對措施。根據(jù)多年的工作積累，在工程勘察施工時，面臨的主要風(fēng)險源包括地下管線、架空輸電線路、交通事故、機(jī)械傷害、水域作業(yè)、特殊環(huán)境等因素。

2.1 風(fēng)險因素

現(xiàn)代城鎮(zhèn)中，地下管網(wǎng)密集，各類管線遍布于城市地下，城市內(nèi)埋藏的地下設(shè)施眾多，如油罐、人防、地下通道、地下室等。多數(shù)地下管線和地下設(shè)施都進(jìn)行了竣工測量并數(shù)字化，有據(jù)可查。由于過去城鎮(zhèn)建設(shè)缺乏長遠(yuǎn)規(guī)劃以及延續(xù)性，老管道和設(shè)施年代久遠(yuǎn)，缺乏竣工資料，管理人員延續(xù)性不強，造成部分地下管線的材質(zhì)、走向、埋深都不明確，對現(xiàn)在的鉆探施工形成了安全風(fēng)險。由《巖土工程勘察安全規(guī)范》可知，施工時應(yīng)對地下管線和設(shè)施進(jìn)行避讓，勘探鉆孔應(yīng)與地下管線保持一定的水平距離，如表1所示。

勘探點與地下管線的水平距離 表1

在有架空輸電線路的場區(qū)勘察施工時，機(jī)械設(shè)備外邊緣與架空輸電線路邊線之間應(yīng)保持一定的安全距離，否則，在安全距離內(nèi)作業(yè)施工時可能會造成觸電事故。由《巖土工程勘察安全規(guī)范》可知，勘察作業(yè)時距導(dǎo)電物體外邊緣與架空輸電線路邊線之間應(yīng)保持的最小安全距離如表2所示。

勘察作業(yè)距導(dǎo)電物體與架空輸電線路邊線的最小安全距離 表2

勘察鉆探施工前，應(yīng)檢查機(jī)械設(shè)備的升降系統(tǒng)、鋼絲繩、操作設(shè)施等各個部件是否運轉(zhuǎn)正常，規(guī)范施工人員的操作流程，在設(shè)備搬運時，要放倒鉆塔，避免在鉆探和搬運過程中出現(xiàn)機(jī)械傷害。

在水上勘察施工時，需要掌握場區(qū)的水文氣象資料、人工養(yǎng)殖及航運信息、作業(yè)船舶(或水上施工平臺)的錨泊、水上作業(yè)要求等情況，面對各種情況需要有專門的應(yīng)對措施。

在特殊環(huán)境下，如不良地質(zhì)(滑坡、泥石流、斷裂帶等)、高原、臺風(fēng)、暴雨等，可能遭受到異常的傷害事故，勘察施工前，應(yīng)根據(jù)面對的環(huán)境條件制定相應(yīng)的應(yīng)急措施，降低自然災(zāi)害事故的影響。

2.2風(fēng)險等級評價

如表3所示，根據(jù)《巖土工程勘察安全規(guī)范》，勘察作業(yè)風(fēng)險源評價可采用危險源評價因子計算每一種潛在危險作業(yè)條件所帶來的風(fēng)險，可按下式評價：D=LEC

式中：D-作業(yè)條件危險性評價值；

L-發(fā)生事故的可能；

E-暴露于危險環(huán)境的頻繁程度；

C-發(fā)生事故后可能產(chǎn)生的后果。

新規(guī)則設(shè)置“規(guī)范性引用文件”、“紙質(zhì)歸檔文件的修整、裝訂、編頁、裝盒和排架”、“歸檔電子文件的整理要求”三方面，去除舊規(guī)則第四項內(nèi)容“質(zhì)量要求”，形成包含七個模塊的內(nèi)容體系。

勘察作業(yè)條件危險因素評分 表3

如表4所示，勘察作業(yè)風(fēng)險源評價應(yīng)根據(jù)作業(yè)條件危險性評價值的大小，確定每一種潛在危險作業(yè)條件的危險程度和危險等級。

勘察作業(yè)風(fēng)險源評價 表4

工程勘察施工各類風(fēng)險源危險等級評價綜合評定如表5所示。

各類風(fēng)險源危險等級評價 表5

從各類風(fēng)險源等級評價體系中可以看出，地下管線風(fēng)險等級最高，為3級。從近些年相關(guān)媒體的新聞報道可知，許多城市曾經(jīng)發(fā)生過勘察作業(yè)施工鉆破管道和打破地鐵隧道的安全事故，事故造成了城市管網(wǎng)中斷、地鐵停運等社會影響。在勘察作業(yè)施工的風(fēng)險源影響因素中，以破壞地下管線問題最為突出，據(jù)統(tǒng)計，破壞地下管線占工程勘察事故發(fā)生概率的80%以上，已經(jīng)成為制約工程勘察施工的第一安全隱患。

3 地下管線風(fēng)險管控

地鐵作為線路工程，為了便于群眾的出行，地鐵車站多位于居住區(qū)、商業(yè)區(qū)等人口密集的區(qū)域，車站間的區(qū)間線路多沿市政道路展布，在地鐵勘察作業(yè)施工中，怎樣解決地下管線風(fēng)險帶來的安全問題，已成為保證勘察作業(yè)施工正常進(jìn)行的重要基礎(chǔ)。近幾年，在青島地鐵勘察施工中，通過摸索和實踐，總結(jié)了一套地下管線排查“四步走”流程，流程的步驟如圖1所示：

圖1“四步走”流程圖

排查地下管線按照“四步走”的流程實施。第一，項目開工前，搜集施工場區(qū)的地下管線圖，核實圖紙的時效性，將勘探鉆孔與圖紙?zhí)庄B，明確地下管線的范圍，確認(rèn)其與鉆孔的位置關(guān)系。管線資料的搜集是十分重要的，通過搜集到的管線圖，明確管線的屬性、產(chǎn)權(quán)、尺寸、位置、埋深、量測時間等重要數(shù)據(jù)，做好對現(xiàn)場管線整體情況的認(rèn)識。

第二，調(diào)查管線的現(xiàn)場分布情況，聯(lián)系管線權(quán)屬單位進(jìn)行現(xiàn)場指認(rèn)。核實管線圖的準(zhǔn)確性、時效性，進(jìn)一步明確管線的位置、尺寸和埋深，了解管線施工方法為直埋法還是頂管施工法。常見的地下管線埋深一般在 2.0 m以內(nèi)，頂管施工的管線埋深變化較大，機(jī)械法頂管施工始發(fā)井和接收井埋深多在 0.5 m以內(nèi)，在始發(fā)井和接收井之間變化大，最大深度一般在 4 m～ 6 m。人工開挖法始發(fā)井、接收井以及兩井之間管線埋深基本一致，埋深可以通過現(xiàn)場的檢查井進(jìn)行量測。

第三，使用探測管線儀器對勘探鉆孔范圍的管線進(jìn)行探測，探測儀器管線位置、埋深。探測管線的儀器主要包括兩類，一類是利用電磁感應(yīng)對光纜、電纜和金屬管線進(jìn)行探測，或探測含有金屬標(biāo)志線的非金屬材料管線，采用的測探儀器為管線探測儀。該儀器探測速度快，操作便利，探測精度較高，但也有一些缺陷，即對非金屬管線信號不明顯，探測不準(zhǔn)確。另一類探測方式是利用電磁波原理對地下管線的所有材質(zhì)進(jìn)行探測，經(jīng)常被用于查找地下掩埋的各類設(shè)施，該儀器稱為管線雷達(dá)。管線雷達(dá)的優(yōu)勢在于可面向各類材質(zhì)管線進(jìn)行探測，但缺陷則體現(xiàn)為對周圍環(huán)境具有較高要求，對操作人員的經(jīng)驗和素質(zhì)具有較高要求。由此可見，任何一類管線探測儀器都是不完美的，需要進(jìn)一步采取措施保障地下管線的安全。探測完成后在現(xiàn)場標(biāo)示管線位置，以便后續(xù)布置鉆孔。

第四，根據(jù)前三步調(diào)查情況調(diào)整并確定鉆孔位置，在鉆孔處進(jìn)行挖探工作。挖探的目的是對前三步工作的驗證。有些管線年代久遠(yuǎn)，管線圖上未有標(biāo)明，管線維護(hù)人員變動大，現(xiàn)場交代核實時有遺漏，管線探測儀器對部分管線沒有信號，容易遺漏。因此，鉆孔挖探是鉆探開工前最后一項重要的步驟。為減小對地下管線的擾動影響，挖探工作以人工挖探為主，在遇到堅硬地面等特殊條件時，可以選用機(jī)械開挖。為了避免對地面造成影響，探坑的開挖尺寸不宜過大，一般采用 0.5 m～0.8 m×1.2～1.8 m的尺寸(具體尺寸應(yīng)視現(xiàn)場環(huán)境條件和開挖人員身材確定)，當(dāng)挖探深度大于 1.0 m時，應(yīng)分臺階開挖，必要時，還應(yīng)采取相應(yīng)的支護(hù)措施，挖探深度不宜超過地下水位。在地面填方區(qū)域，應(yīng)調(diào)查原地面的標(biāo)高，填方的厚度，根據(jù)填方的厚度確定管線的埋深變化，從而確定挖探的深度。

4 工程實例

目前，在青島地鐵勘察施工中，按照管線排查“四步走”流程，排查出大量的地下管線。在地鐵2號線浮山所站-燕兒島路站區(qū)間，地鐵隧道位于某條主干道路下方，根據(jù)勘察方案，該區(qū)間的鉆孔需在隧道上方的路面進(jìn)行鉆探。依照“四步走”流程，在查閱管線圖、現(xiàn)場核實、儀器探測后，實施了最后一步挖探，該條道路的路基厚度約 70 cm，人工開鑿時間長、進(jìn)度慢，現(xiàn)場采用小型挖掘機(jī)進(jìn)行挖探，機(jī)械挖探僅限于路基層，路基以下天然土層采用了人工挖探。在某一鉆孔挖探至 0.9 m時，發(fā)現(xiàn)一條φ10 cm的鑄鐵管道。前三步流程未查明該條管線，分析原因可能是：該管線屬于老管線，管線圖中沒有標(biāo)明，目前是否使用，各家管線權(quán)屬單位也不清楚，儀器探測受周邊環(huán)境影響沒有信號反應(yīng)。通過第四步挖探工作，查找到了未知的地下管線，人工挖探力量小，開挖擾動對管線的影響小，查明位置后回填即可。通過縝密的管線排查，118個鉆孔全部進(jìn)行了鉆探施工，未發(fā)生一起安全事故。

在青島地鐵13號線勘察施工中，按照管線排查“四步走”流程，在完成前三步后未發(fā)現(xiàn)任何管線，人工挖探至 2.0 m時未填土，未發(fā)現(xiàn)任何管線。根據(jù)周邊的地質(zhì)條件，此處 0.5 m～1.0 m應(yīng)見巖石層，考慮到挖探處填土厚度大于2.0 m，與周邊地質(zhì)條件不符，存在異常，因此，在挖探至 2.0 m后采用洛陽鏟繼續(xù)探測，探測至 2.3 m時發(fā)現(xiàn)一條水泥自來水管道。根據(jù)挖探結(jié)果，勘察施工時調(diào)整了鉆孔位置，避免了一起安全事故。

管線排查“四步走”流程在青島地鐵多條線路的勘察施工中都得到了驗證，證明這是一套行之有效的地下管線排查方法。

5 結(jié) 語

在城市的工程建設(shè)施工中，各行各業(yè)都在尋求標(biāo)準(zhǔn)化施工流程，工程勘察施工時面對的環(huán)境復(fù)雜，安全隱患眾多，尤其是復(fù)雜的地下管網(wǎng)風(fēng)險。制定一套行之有效的地下管線排查流程，有利于降低勘察施工風(fēng)險，減少工程勘察施工對社會的影響，保障城市建設(shè)的順利進(jìn)行。