地铁施工邻近管线安全风险管理分析

地铁施工邻近管线安全风险管理分析

贾超

石家庄市轨道交通有限责任公司河北省050000

摘要：当前地铁已经成为许多大中城市重要的交通工具，极大的推动了城市经济的发展。但是，由于地铁工程主要分布于城市建筑密集区域，邻近管线密布，因此在地铁工程建设过程中容易对周围管线带来一定的安全风险。基于这方面原因，本文对地铁施工过程中对邻近管线的风险管理及保护进行研究，以确保地铁工程的顺利实施。

关键词：地铁；邻近管线；安全风险；保护

一、地下管线及其风险管理流程

城市各种管线作为一个城市的基础设施的重要构成部分，它承载着城市最基本运行需要的能量和信息，是城市生存和发展不可缺少的生命线。由于地铁钻探施工操作不当或其他原因损坏地下管线，将可能会造成人生和财产的重大损失、影响公司声誉。因此，在城市地铁勘察中必须采取相应的措施预防损坏地下管线。目前城市地下管线分布错综复杂，分类方式也多种多样，从用途角度上来看主要包括了用水管道、电力管道、光缆以及煤气管道等。这些管道的材质也具有很大的差异性，例如钢管、铸铁管、PP管等。上述管道特性在进行管线安全风险管理时都是需要考虑并分析的重点元素。当管道被破坏时一般会表现出两种形式，即管线应力破坏、管线接头变形破坏，这些情况下上述两种模式会同时出现。

结合以上分析，笔者总结出了地铁施工邻近管线安全风险管理的具体流程：首先在进行风险管理控制之前，先要对管线进行全方位的调查，同时对管线与地铁的位置关系进行把握，通过邻近等级来对管路类型进行划分，同时结合管路的用途、材质以及应用现状来对其进行深度评估。其次对管线影响进行评估分析，并结合管线影响、管线控制来得到管线的安全等级。最后根据管线的安全风险等级给予针对性的保护措施。

二、管线邻近等级

管线与地铁结构空间位置关系的远近是影响管线安全的最重要因素，管线与地铁结构的空间位置邻近关系，可用管线与隧道相对竖直距离、管线与隧道（基坑）相对水平距离表示，据此划分管线与地铁的邻近等级，将邻近等级分为5级。

安全风险评估时应根据管线的具体情况分别对待。对于邻近等级为Ⅰ～Ⅱ级的管线，一般可以只调查，不评估；对于邻近等级为Ⅲ级以上的管线，必须进行详细评估，即应根据管线的邻近等级、用途与调查现状，分析地铁施工对管线的影响。

三、管线变形控制标准

地下管线类型、埋设方式、埋设年代、场地条件等均会影响地下管线的安全控制值。目前，国内外常用的地下管线控制标准主要有管线垂直和水平变形、管线接头转角与脱开、管线应变方面的控制标准：

管线垂直和水平位移方面国内外还尚未统一制定管线沉降控制标准，国内主要采用的经验控制标准，以及部分地区结合自身实际制定的地方标准。

管线接头转角与脱开主要有Attewell等提出铸铁管的接头允许转角与脱开控制值，目前国内有上海市地方标准《基坑工程设计规程》DBJ08—61—97给出的接头转角控制标准。

本文建议管线变形控制标准应在考虑管线用途和使用情况的基础上，采用管线垂直和水平变形值来反映管线的安全状况比较合适，原因主要有：

1、城市地下管线埋深较浅，工程建设造成的管线不均匀沉降和水平变位是导致管线发生接头转角、脱开和出现应力应变最直接的原因；

2、在地下管线安全监测中，很难直接监测或获得管线变形的接头转角值或弯曲应力值，施工中常用的直接监测法和间接监测法所监测的数据均为管线垂直和水平变形值，并以此来反映管线的安全状况。

四、管线安全风险等级和保护等级划分

（一）地铁施工邻近地下管线变形安全影响因素和安全等级划分

划分地铁施工邻近地下管线安全风险等级时，首先要分析地铁施工邻近地下管线安全影响因素，地铁施工邻近地下管线安全主要影响因素一般有：

1、管线与地铁相对位置

管线与地铁相对位置是影响管线变形的重要外因，管线与地铁相对位置包括管线与地铁相对竖直距离和相对水平距离，管线变形随着相对距离的增大而减小，呈递减关系。

2、管线情况影响

管线情况是管线安全的重要内在因素，反映了地下管线自身的承受荷载和抵抗变形的能力，主要包括管线材质、接口性质和管线用途、管线运行情况等方面。其中管线运行情况包括给水、排水管的渗漏状况，埋地钢质管道的腐蚀状况及燃气管道是否存在泄露，可参考管线的铺设年代，如铺设年代为5年、10年、20年、30年以及30年以上。

3、土质参数影响

由于不同土质物理力学性质存在较大的差异，导致隧道施工引起土层扰动大小也存在很大差异，进而造成管线安全状态存在差异，一般以土体的弹性模量、黏聚力、内摩擦角三个参数反映对地下管线安全的影响。

4、施工及管理水平影响

隧道施工不可避免地会破坏附近土体已有的平衡状态，导致应力重分布和沉降，构成对周围管线的附加荷载，使其应力状态发生变化，产生附加变形。因此，隧道施工及管理水平对地下管线安全存在较大影响。

基于上述影响因素分析，其中地铁相对位置、管线情况、土质参数、施工及管理水平因素中，管线情况的管线材质和管线接口性质、土质参数、施工及管理水平等影响直接反映在管线变形中，可以合并到管线变形控制标准中考虑。

（二）做好相关资料的搜集与整理

1、充分搜集已有资料

在钻探进场开工前要广泛搜集场区各种地下管线和地下构筑物的资料，这些资料可以到相关管线管理单位、有关勘察设计院、施工单位和政府档案部门进行搜集，资料越齐全越好。通过查阅搜集到的资料，把所有搜集到的资料汇总到一起，这样就对钻孔位置的地下管线和构筑物有个初步的认识，对我们钻孔最终定位有一定的指导作用。在广州地铁勘察项目，地铁综合管线图资料均由总体单位提供，其成果由总体单位经过调查和实测而得。我们一般直接利用其综合管线图叠加在钻孔平面布置图上方便使用。

2、现场物探探测和实地踏勘调查

采用全新物探仪器对钻孔位置进行探测，物探专业技术人员、钻探技术人员和钻机施工人员均需亲自动手对钻孔附近的各种地下管线进行现场实地踏勘调查，把钻孔附近全部的井盖打开，观察管线走向、埋深、管径、管材等，如附近井盖不能确定管线走向，就需要往远处追索，直至确认管线走向。在物探和调查均无法确定管线具体埋深和走向时，如综合管线图反映孔位上管线复杂时就不能在原位施工该钻孔。

（三）不同安全风险等级地下管线保护措施

对于不同安全风险等级的地下管线需采取不同保护措施。当风险等级在1级、2级时，管路基本处于安全状态，只需要进行简单的保护即可，对管路沉降进行监控，另外在坑洞内采取一般性保护措施来对管路进行保护。当风险等级达到3级时，此时已经较为危险，此时就需要在土体和隧道施工过程中采取针对性的保护，在施工过程中对施工参数进行有效的控制，同时加强安全监测，并对土体进行加固。当风险等级达到4级时，需要进行专业性保护，施工前将影响管线的荷载消除，并对管线采取支撑体来进行加固，可对周边的松散土体进行注浆加固。风险等级为5级时，除了上述的专项保护措施以外，还需要制定出专项性的紧急预案，对管线荷载进行彻底清除，用注浆加固和钢板隔离加固的方式来强化管线，特别需要对施工参数进行密切观察，加强管线固定。

五、结语

综上，地铁施工过程中必然会给地下管线网络带来影响，为了保证施工得以顺畅进行，并保障施工安全，就需要加强地铁施工邻近管线安全风险管理。结合风险因素制定出风险等级评价标准，并根据标准来加强安全风险管理。对于不同等级的风险采取针对性的措施进行控制，在施工过程中加强监控，保证施工处于安全状态下进行。

参考文献

[1]秦东平，何平，李宇杰.明挖地铁车站工后沉降对邻近建筑物的影响分析[J].中国铁道科学.2011（05）

[2]衡会.隧道施工安全质量控制措施探讨[J].技术与市场.2011（04）