地鐵施工鄰近管線安全風險管理工作探討

李鑫

摘要： 文章首先簡要闡述了地鐵施工的特點及鄰近管線安全風險管理的重要意義，在此基礎上對地鐵施工鄰近管線的安全管理措施進行論述。期望通過本文的研究能夠對地鐵施工中鄰近管線安全性的提升有所幫助。

Abstract： This paper first briefly describes the characteristics of subway construction and the importance of the adjacent pipeline safety risk management. On this basis， the safety management measures of the adjacent pipeline are discussed. It is expected that the study of this paper will help to improve the safety of adjacent pipelines in subway construction.

關鍵詞： 地鐵工程；鄰近管線；安全風險管理

Key words： subway project；adjacent pipeline；safety risk management

中圖分類號：U455.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）13-0062-02

1 地鐵施工的特點及鄰近管線安全風險管理的重要意義

1.1 特點分析

①受約束抗力作用。地鐵施工位于地下，會直接受到地質和水文條件的影響。在靠近地層處進行地鐵隧道施工，地層的作用力會約束隧道結構，使其運作與圍巖同步。為此，必須在分析地鐵結構受力情況時，綜合考慮圍巖對結構的約束抗力，根據圍巖自身的特性，以及地鐵結構與地層的緊密度關系，從而計算出實際產生的約束抗力。

②附近環境不同。地鐵結構為長帶狀，工程線路的長度至少在幾十公里以上，這使得地鐵工程會穿越多個不同的地層，造成地鐵施工臨近各地段的地形和地物存在著明顯差異，增加了地鐵施工的復雜性。如，地鐵施工附近的建筑物、管線等邊界環境不盡相同，對地鐵施工帶來了安全隱患。

③影響的相互性。地鐵施工中，無可避免地會受到諸多因素的影響，同時施工作業也會對周邊環境帶來影響。如，地鐵施工受周圍地質條件、自然環境的影響，必須充分考慮這些影響因素設計施工方案。但與此同時，地鐵施工作業也會對鄰近的水環境帶來反作用，地鐵施工產生的振動會對圍巖結構帶來影響。

④施工條件變化。在地鐵工程施工中，地下空間狀態會隨著施工進度產生一定變化，這一變化會形成時間與空間的動態變化過程，即時空效應。在這一效應的作用下，地鐵工程結構與圍巖也會產生物性變化。為此，在施工過程中必須跟蹤測量這些變化的因素，根據監測結果及時調整施工方案，有效規避施工安全風險隱患。

1.2 鄰近管線安全風險管理的重要意義

為了保障生產生活所需，在地下埋設了多種管線，如水電、通信、供熱、燃氣等管線。由于不同類型的地下管線，其在管材選用、管線功能、埋設方法、埋設年代、施工標準、接頭處理等方面存在著明顯差異，所以這些管線抵抗外界風險能力也有所不同。在地鐵工程施工過程中，經常會遇到這些地下管線的干線或支線，如若因施工不當對地下管線造成了破壞，則不僅會增加地鐵工程安全隱患，釀成重大安全事故，而且還會在一定范圍內影響正常的社會生產生活，帶來巨大的經濟損失。

隨著我國城市軌道建設的快速發展，城市地鐵工程也隨之增多，受地下管線網絡錯綜復雜的影響，地鐵工程必須充分考慮到管線的分布，避免在地鐵隧道施工中對地層造成擾動，進而威脅到管線安全。尤其在地鐵隧道下穿施工中，如若帶來影響較大的地層位移情況，則會損壞管線，造成煤氣泄露、電力中斷、水管滲水等事故，釀成嚴重后果。如，某地鐵在下穿施工中，同時引發了該區域地下滲水坍塌和天然氣泄露事故，并且天然氣管線破裂，導致施工線路發生爆炸，使附近數千戶居民停水、停電、停氣。為了避免上述情況發生，有效規避地鐵施工鄰近管線安全風險，我國出臺實施的GB50715-2011中明確指出，在地鐵工程施工安全評價中納入施工環境安全管理評價，評價內容主要包括三個項目，即地下管線、周邊建筑物以及水文地質。通過評價標準中規定的評價內容可以看出，地鐵施工必須重視鄰近管線的安全風險管理，為保障地鐵順利完工、避免安全事故發生奠定基礎。

2 地鐵施工鄰近管線的安全管理措施

2.1 管線的安全管理要求

隨著城市化建設進程的不斷加快，城市管網的地下埋設錯綜復雜，給地鐵工程施工帶來了較大的安全威脅。為了加強管線的安全管理，應盡量改移施工鄰近區域范圍內的給排水管線，針對實在無法改移的管線，應與相關負責部門共同商討管線保護方案，由相關部門為地鐵施工提供詳實的管線信息，并與施工企業一起加強施工監控量測。尤其針對天然氣、電力等管線，相關產權部門要派專人到施工現場對鄰近管線進行監護，有效規避重大風險源。

為避免鄰近管線受地鐵施工影響而產生沉降變形，應采取有效的管線保護技術措施，主要包括以下兩種：一種是主動保護，地鐵施工要采取先進可靠的施工技術，最大程度地降低施工對地層帶來的擾動；另一種是被動保護，在地鐵施工中采取各種保護措施，增強地層承載力，使管線具備一定的抵抗變形能力。具體的管線安全管理要求如下：

①地鐵施工準備階段，要認真勘察地質條件和管線分布，制定管線保護方案和應急處理預案，準備充足的防坍施工材料，能夠對小坍方進行妥善處理，避免小坍方演變成大坍方。

②地鐵施工中如需使用大型機械設備，則必須對機械設備的作業區域鋪設鋼板，并對該區域范圍的場地進行混凝土硬化處理，混凝土厚度控制在20-30cm。若地下管線埋入較淺，則可采取先挖槽后進行混凝土硬化的方式對管線進行被動保護。

③對于給排水管線的保護，要與相關負責部門進行協商，可采取排走或引流雨水、污水管的方式。若雨水方溝的管徑較大，可預先敷設防水卷材，將防水管材的接頭留在管線上方，采取隧道施工防水工藝處理縱向接頭，保證混凝土管壁上緊密貼合防水材料。此外，還要采取補救措施，如對管線周邊進行加固，或采用隔離樁的保護方法。對于易受外界因素影響的管線，為防止這類管線滲漏，可將注漿管埋設于地面，對具體施工情況進行監控并跟蹤注漿，起到實時防護的作用。

2.2 管線分級安全保護

針對鄰近管線面臨的安全風險程度不同，可將管線保護分為一般、重點和專業三個等級的保護。一般保護適用于地鐵施工對管線造成的影響程度較小的情況，在施工中無需采取加固措施；重點保護適用于管線距離地鐵結構較近，或受地鐵施工擾動影響較為明顯的情況，針對這類管線應采取加固措施，并制定應急處理預案，對地鐵施工鄰近管線予以重點保護；專業保護適用于與地鐵結構緊密相鄰，且潛在重大安全隱患的管線保護，在必要的情況下應委托專業機構進行勘測，制定專業的保護措施對管線進行超前加固，避免施工對管線帶來破壞。重點保護和專業保護主要針對面臨較大施工安全風險的管線而采取的保護措施，一般保護主要針對風險較小的管線而采取的保護措施。在地鐵施工中，要對管線進行分級保護，采取與保護等級相對應的保護措施。如，一般保護僅需在洞內采取保護措施；重點保護不僅要在洞內采取保護措施，而且還要在洞外采取保護措施，并針對可預見的突發狀況制定應急預案；專業保護在重點保護的基礎上，還應聘請專業人士針對具體情況進行分析，并制定專項保護方案。

2.3 管線的安全控制措施

通常情況下，以暗挖法作為主要施工工藝的地鐵工程項目，在建設的過程中，鄰近的管線基本上不會暴露出來，這給管線的安全風險管理增添了一定的難度。為確保地鐵施工中鄰近管線的安全性，應當采取合理可行的安全控制措施：

①改遷。這是地鐵施工中，確保鄰近管線安全較為常用的措施之一，適用于受開挖影響較大的管線，可在對管線進行安全風險評估后，確定出需要進行改遷的管線。當改遷受到周圍環境影響時，可在條件允許的情況下，對現有的管線進行更新，具體做法是更換管材，如將鋼混結構的管道改成鋼質的管道，以此來增強管道的剛度和強度，也可對管道進行局部改造，提高其抗變形能力。

②隔離法。對于埋深深度較大的鄰近管線，可采用隔離法進行安全保護，具體做法是通過施工各類樁基對管線周圍的土體位移情況進行限制，并從隧洞內施作隔墻，將管道與隧道施工擾動區域隔離開，再用注漿的方式進行微量調整，由此可達到對鄰近管線安全保護的目的。

2.4 管線的安全監控

為了有效防范鄰近管線的安全風險，規避地鐵施工安全事故的發生，應當加強管線監測，及時掌握管線的動態信息。具體的監測方法主要包括以下兩種：一種是間接測點，在地下管線的上方地表或井蓋上設置觀測點，這種監測方式操作簡便，可避免破土開挖，但是因其未對管線直接量測，所以會影響監測的精確度。間接測點適用于交通密集、防范標準較低的施工區域管線監測；另一種是直接測點，在管線上直接設置測點，對管線的沉降進行監測，這種監測方法的精確度較高。在直接測點中可采取以下兩個方法：

①抱箍式直接測點。根據管線直徑大小，將扁鐵做成直徑略微大于管線直徑的圓環，利用圓環連接管線與測桿，并將測桿延伸到地面，布置相應窨井，避免對道路交通帶來影響。這種直接測點方式的量測結果精確度較高，但是卻需要對路面結構造成破壞，直至開鑿到管線底面位置。所以，抱箍式直接測點不適用于城市主干道上的管線監測，僅適用于次干道的管線監測，如對于燃氣管道監測而言，可采取這一監測方法。

②套管式直接測點。這種監測方式是在所測管線頂面與地面之間埋設一根硬塑料管，并將安置了標尺的測桿放置到硬塑料管內。在保持測桿放置位置不發生變化的情況下，測桿所獲取的測量結果可較為準確地反映出管線的沉降情況，這種監測方法操作簡單，能夠在不開鑿道路路面的前提下進行管線監測。套管式直接測點的實施階段劃分明確，具體為：當獲得實際測量值超過預設的風險管理值時，必須立即停止施工，對施工方案進行調整，并采取有效的保護措施，在保證管線安全的前提下方可恢復施工。在這一過程中，必須跟蹤監測管線的沉降變化，直到施工通過管線后，再逐步拉大監測的時間間隔，該方法的監測周期大概為90d左右。

3 結論

綜上所述，地鐵施工是一項較為復雜且系統的工作，受其施工特點的影響，在實際施工過程中，常常會對鄰近管線的安全性造成影響。為最大限度確保鄰近管線的安全，使其免遭地鐵施工的破壞，應當加強安全風險管理，通過相關措施的合理運用，在保證地鐵工程順利進行的前提下，為鄰近管線的安全提供保障。

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