天津老城區地鐵建設管線切改策略與案例淺析

劉寶光

（天津市地下鐵道集團有限公司，天津 300000）

1 引言

地鐵工程具有戰線長、投資大、施工周期長、影響面廣等特點。老城區相較于新城區具有道路狹窄、無綠化帶建筑退線、地下管線錯綜復雜等特點，而天津作為北方的沿海城市相較于南方大城市還具有供熱管線較多、地下水位高、土壤存在冰凍深度等特點，這些因素都會使地鐵工程的前期準備變得更為復雜。本文將從地鐵的施工特點出發，結合地區管線切改的特點和難點，提出相應的技術方案和統籌管理策略，同時，結合實際案例，對地鐵建設涉及的市政管線切改經驗進行總結。

2 地鐵管線切改一般特點與設計思路

地鐵工程主要分為車站、隧道兩大部分。地鐵隧道由于覆土較深，采取盾構方式可有效避免線路通過區域開挖，對市政道路、管線的影響較小，通常不會對市政管線進行切改，盾構過程中做好管線檢測及沉降保護即可。地鐵車站位于市政道路和管線的下方，采取明挖、蓋挖等施工方式，均會與地下市政管線發生沖突。因此，為保證地鐵工程施工順利，會提前對與地鐵車站修建有矛盾的市政管線進行保護或切改。由于每個車站的工況不同，管線切改的方式也不同，故地鐵建設管線切改工程都具有唯一性，同類工程的方案不可復制，應結合周邊實際情況和管線運行情況，有針對性地制定合理的切改方案。

2.1 管線切改特點

天津地區市政管線一般分為給水、再生水、雨水、污水、燃氣、熱力、電力、路燈、通信九類，各類管線特點如下：

（1）給水、再生水管線包括輸水干管與配水管，并且道路上可能存在多個路由。管線主要為壓力管線，高程上基本無變化，多采用鋼管、鑄鐵管、塑料管等管材，管線連接要求較高。

（2）排水管線包括雨水、污水管，以重力流排水為主，受地面坡度、下游接管口高程等影響，管線切改時高程不易調整，且通常雨水管徑較大，施工造價較高。

（3）燃氣管線存在多個壓力等級、道路上可能存在多個路由。由于壓力管線中的氣體具有易燃易爆的特點，雖然在平面及高程上可以調整，但在切改敷設時應盡量做到平直。管線多采用鋼管、PE管等管材，連接要求高，存有一定的安全隱患。

（4）熱力管線季節性運營，壓力供熱水，在高程上可以上下調整，但是需要增加熱補償、固定墻等配套設施，管線多采用保溫鋼管，連接要求高。

（5）電力、通信管線。電力管線可存在多個電壓等級。通信管線一般數量和涉及的運營商較多，較為復雜。一般敷設在管道和纜溝內，也有部分直埋或架空敷設，兩類管線都具有可彎曲的特點，但對轉彎半徑要求較大。

為保證市政管線安全和施工順利，各市政管線在切改時的水平和垂直凈距應滿足《城市管線綜合規劃規范》（GB 50289-2016）中4.1.9管線水平凈距與4.1.14管線垂直凈距的要求。同時，結合天津地區管線施工經驗，考慮到冰凍深度影響，管線的最小覆土深度需滿足給水管線0.7m、再生水管線0.7m、電力直埋電纜0.7m、電力排管0.7m、通信管線0.9m、燃氣管線0.9m、供熱管線1.0m的要求。

2.2 管線切改方式

在城市范圍內上述每種市政管線都像網一樣具有系統性，重要管線的切改往往會影響管線的整體布局。結合管線與地鐵工程施工的關系，通常管線切改方式可分為一次性永久切改與分期切改最終復位兩類。而具體的管線切改方式又可分為永久切改、臨時切改、懸吊保護、臨時廢除等。各類管線切改方式可用于下列工況：

（1）永久切改：地鐵車站修建的周邊地區和城市道路綠化帶下有足夠的地下空間，同時，復位管線無法滿足與車站主體高程、安全等要求，可考慮將管線一次性永久切改到位。此類管線一般包括大管徑的排水管線、高等級的電力管線、燃氣管線等。

（2）臨時廢除：地鐵車站修建導致園林綠化臨時遷移、道路臨時斷交，相應的綠化供水管與路燈管線可臨時廢除；熱力管線在非供暖期可臨時截斷；雨水管線在枯水期可臨時斷管。此類管線可待綠化恢復、道路重建、供暖期及汛期之前恢復建設，保證正常使用。

（3）臨時切改：地鐵車站周邊空間較為緊張，且管線不可臨時廢除，需將管線臨時切改至無礙于施工的位置，待車站修建完成后予以復位。管線臨時切改是管線切改的主要類型，需要注意的是，有時空間過于緊張，應結合地鐵結構設計和工期要求，對某些市政管線進行分期臨時切改，以保證地鐵車站施工順利。

（4）懸吊保護：在上述條件無法滿足管線切改要求或切改成本較高時，可將管線采取懸吊方式在原位保護。一般用于橫跨主站體或車站出入口、風道的小管徑管線及電力、通信管線等。

2.3 管線切改原則

各類管線切改方式需結合實際情況，并遵循如下原則：

（1）地鐵車站主體范圍內、影響主體建設及其他管線切改的地下管線將廢除，上述管線參考地鐵工期規劃臨時位置，進行分期敷設。

（2）切改管線盡可能布置在導行路下或地鐵工程范圍外，以保證管線的安全。

（3）管線切改，基本遵循先重力流后壓力流、先深后潛、先剛性管后柔性管、小管讓大管、支管讓主干管等原則。

（4）大管徑臨時管線盡量一步切改到位。最后一期臨時管線盡量按復位位置考慮，以節約地下空間和切改成本。

（5）在出入口通道、風道上方或與車站主體較近的保留管線施工時，要采取有效措施對其進行妥善保護，做好應急預案。

2.4 管線切改設計思路

結合上述切改方式與原則，修建地鐵時的管線切改思路如下：

（1）對地鐵沿線的地形、地貌圖及地下管線物探圖進行實測。

（2）結合地鐵周邊地形情況，確定臨時用地范圍。

（3）根據交通主管部門意見及地鐵結構、周邊地形等情況進行交通導行設計。

（4）結合待施工站體結構與測繪圖，梳理需切改的市政管線。

（5）對接規劃主管部門，核實周邊規劃情況和規劃待建管線。

（6）同步考慮主站體結構、征地情況、規劃情況、交通導行情況，依據上述規則對與地鐵施工有矛盾的市政管線進行統籌安排，完成管線切改設計初稿。

（7）結合各管線產權單位、管理單位及其他部門意見，對管線切改設計進行完善。

3 天津老城區管線切改技術經驗與管理策略

除上述基本切改方式外，天津老城區有地下水位較淺、地上和地下空間緊張、地下管線復雜、管線數量眾多等特點，結合實際工程項目，總結出的技術與管理經驗如下：

3.1 技術經驗與措施

老城區的地鐵車站施工空間較為緊張，路邊建筑較近。管線臨時切改的方式最為常用，但有時也會面臨管線安全距離不足、管線覆土深度不足等問題。針對各類問題，通常可靈活組合運用上述切改方式進行解決，也可采用下列技術手段：

（1）整合同類型管線。天津地區部分管線由于建設年代、壓力等級、管線規劃等原因占用多處路由位置。例如，電力管線包括220kV、110kV、35kV、10kV、0.38kV等。通信管線分為移動、聯通、電信、廣播電視等多家產權單位。由于地下空間較為緊張，可在滿足技術規范、產權單位認可、審批部門同意的情況下，將部分同類管線進行整合，以減少占據地下空間的寬度，進而實現在老城區有限的地下空間內進行管線切改。

（2）提高管線自身安全強度。主要可采取增加套管、管道壁厚、提高管道等級等安全措施，適當減少水平凈距。在采取此類方式后，管線間的水平間距仍需滿足要求，如燃氣管線等特殊管線的設計規范。

（3）變更站體結構。在部分管線確實無法切改且無法臨時廢除的情況下，可考慮在保證車站功能的基礎上，變更站體結構形式。如待切改排水管線交叉點位于車站上方，豎向高程不滿足覆土深度要求，可考慮在站體頂板預留凹槽，以供排水管線的切改施工。或地鐵車站修建位置不滿足特殊管線管理條例的保護范圍，需合理變更站體結構，以滿足管理條例。

3.2 管理經驗與策略

除技術措施外，合理的管理統籌策略也是保證地鐵工程管線切改施工順利的重要一環。由于管線切改涉及單位眾多，不可預見因素較多。結合天津地鐵實際情況，可采取下列管理策略：

（1）多方參與方案研討與反復質詢。由于地鐵工程管線切改包括的管線種類較多，同時，會涉及多家產權單位和管理單位，而前期工作是否完善將直接影響施工工期與成本。因此，建設單位需多方溝通協調，通過事務協商與工作協同的模式，提前解決各家產權單位可能發生的利益沖突，切改方案需征得利益部門同意，制定出不損害各單位切身利益、滿足公共利益的管線切改方案。

（2）合理安排工期、準備應急預案。地鐵工程施工需同步進行多項工程，因此，需對切改方案反復研究，確定施工的先后順序，避免先切改的管線給后切改的管線造成困難或重復切改。同時，對于后期施工中可能產生的不可控因素，需提前準備應急預案，與產權單位、管理單位建立溝通機制，以應對各種突發狀況。

（3）施工方案調整與質量監控。地鐵工程施工前，需要對地下空間進行細致的勘察、測繪工作，對地鐵施工線路中的問題有初步了解，但在施工過程中，還會出現與勘察結果不一致的問題，所以，需要根據實際情況及時調整施工方案。另外，地鐵工程可能涉及多家施工單位統一施工，而不同的施工單位通常更為關注自身的工程進度與質量，這將導致整體工程混亂。因此，對施工過程進行有效監管是市政管線遷移工作的重中之重，整個施工過程有任何改動都需要經過審批部門、產權單位、管理單位同意，以此保證整體工程有序進行。

4 典型案例淺析

上述問題為地鐵修建時管線切改過程中會遇見的常見問題，實際施工過程中往往更為復雜。下文就天津地鐵11號線延伸工程中的典型案例闡述地鐵管線切改的具體實施辦法。

天津地鐵11號線延伸工程為原11號線向西延伸至新一中心醫院的地鐵線路，線路主要沿復康路、保山道、保山西道敷設。地鐵沿線途經一中心醫院、新一中心醫院、南開翔宇學校等區域，保山南里、星環里等小區，服務南開區、西青區兩個行政區。其中，一中心醫院站站體位于航天道與紅旗路交口北側，車站沿津河南北向布置，與既有6號線一中心醫院站通道換乘。本站為地下三層島式站臺車站，共設置A、B、C三個出入口，兩組車站風亭采用明挖法施工。車站施工期間紅旗路一側交通無影響，晉寧橋和航天道采取斷交方式。本次待施工的車站周邊有一中心醫院、航天八三五八所等機構，車站周邊道路狹窄，地下管線眾多。另外，該站最困難的地方在于地鐵車站的河道下方明挖施工，經過模擬計算，車站未占用部分的過水斷面無法滿足原河道的汛期排水需求，因此，需要對影響河道的部分斷面進行導流，但周邊地形受限，實施難度極大。針對這一情況，經多方討論，形成兩個初步方案，一是占用車站東側管線臨時切改的空間修建方涵，保證汛期河水通過；二是在導流河道的基礎上修建臨時泵站和地上臨時管道，通過泵抽的方式保證河水通過。經過比選、分析方案和經濟等多方面因素，并征求管理單位的意見后，最終確定采取修建臨時泵站和管道的方式。一期修建車站時，拆除晉寧橋，將津河部分進行圍堰，并在津河西側上下游兩端分別建設一座臨時導河泵站，泵站之間建設一條地上DN2200臨時管線用于河道調水，共同滿足津河通水和水循環要求；二期車站附屬結構施工時，在車站頂板上復原河道，滿足津河通水要求。

管線切改設計單位在此方案基礎上，采取管線永久切改和臨時切改相結合的切改模式，并制定了切改方案。采取永久切改方式的是過河的電力、通信、自來水管線；采取臨時加復位方式的是河邊的路燈、通信、排水管線。地鐵建設單位將此版方案對接了各市政管線產權單位和管理單位，并對方案逐步修改，最終取得了各單位的認可。這版方案相較于前期研究的各版方案大大降低了投資成本，縮短了工期，同時也保證了河道和管線的安全。建設單位根據此版地鐵工程管線切改方案，詳細安排了施工時序，并提出了保護措施和多項應急預案，真正做到防微杜漸，拒絕隱患（見圖1）。

圖1 中心醫院站管線切改示意圖

5 結語

老城區相較于新城區修建地鐵涉及的地下管線錯綜復雜，需要考慮的事務眾多。為保證市政管線安全運行，地鐵車站施工順利，需充分協調地鐵建設與市政管線切改和各產權單位之間的關系，同時，需考慮公共利益，以最合理的管線切改方案和施工時序來保證施工工期、造價及可能出現的工程風險。