浅谈地铁施工邻近管线安全风险管控

文/曹黎明 中铁六局集团呼和浩特铁路建设有限公司 内蒙古呼和浩特 010050

浅谈地铁施工邻近管线安全风险管控

文/曹黎明 中铁六局集团呼和浩特铁路建设有限公司 内蒙古呼和浩特 010050

随着城市建设规模和人口数量的扩张，地面交通压力变得越来越大，为了缓和目前突出的交通拥堵问题，不少城市开始发展地下轨道交通也就是地铁，由于地铁的建设要晚于管线的埋设，因此在修建的地铁的过程中对邻近线路的保护是一个很重要的问题。本文将依托成都地铁3号线车站、区间及7号线车辆段施工实例，浅谈地铁施工对附近管线的影响以及相应的安全风险管控措施。

地铁施工；管线；安全风险管理

当前国内城市化进程加快，城市发展不仅要占用大量的地上空间，同时还需要充分利用地下空间，地铁作为一种地下交通工具与其他地面交通工具相比具有交通便利、安全平稳、经济快捷的优势。通常情况下，地铁深度在地下20m左右，隧道的开挖通常使用盾构工具，对上部土层土力学性质影响程度较小，因此对邻近管线的安全风险管控主要集中在地铁车站及车辆段的施工方面。

1、地铁施工时邻近的地下管路分类以及破坏形式

1.1 地下管路分类

地铁车站的位置一般设在居民区密集或商业繁华的路段附近，其附近路面下往往设置有复杂的管路系统，例如，在城市街道两侧往往会设置下水系统，与之配套的管路就有雨水管道、污水管道；居民生活、商业发展都需要有安全稳定的电力供应，因此还会埋设电缆、光缆等等。总的来说，地下管路按照功能不同可以分为给排水管道、电缆、光缆、燃气管道、暖气管道等。不同功能的管路往往使用不同的材料，按照管路材料可以将其分为：混凝土、钢筋混凝土、铸铁管，此类管路常用于给水排水输送；聚乙烯管常用于电缆、光缆的包裹。

1.2 地下管路的破坏形式

在地铁车站施工之前，如果不能准确探明该地块埋设管道的类型和深度，很容易对管路造成破坏，根据方式的不同可以将破坏分为两类：一种为应力破坏，即施加在管路上的外力所引起的挠度变化超过了管路材料所能承受的挠度范围，使得管路发生形变甚至裂缝，这种破坏类型主要针对柔性材料一般来讲为钢管；另一种为管线接头处发生变形破损，这种破坏主要出现在刚性管路（一般指指混凝土管路）中，尽管刚性材料具有较高的强度，但是其延展性较差，在受到外界大荷载作用时，很容易发生断裂破损。

2、管线安全风险管控

2.1 管线安全风险管控的原因

地铁车站不同于地铁线路上开凿的其他通风口或架设盾构的入口，它是永久性的建筑物并且需要占用大量的地下空间，因此会对附近的管路系统产生深远影响。例如，污水管道与供水管道之间的相对距离减小，一旦污水管道发生破损其中的含有腐蚀性的污水可能会造成供水管路破损，甚至污染自来水，不仅会影响附近居民的正常生活，也会对地质条件、施工进度产生不利影响，增加地铁建设投资。因此进行管线安全风险管控必须成为地铁施工过程中的一项重要工作。

2.2 管线安全风险等级划分

地铁施工势必会对附近的土体应力产生影响，导致地下管路承受的土压力发生变化，使得管线位置变动，诱发管路的两种破坏形式。

因此，可以将位置变化范围用定性的语言描述分为以下几类：1）微小的位置变化，这一变化属于一类安全风险级别。根据管道重要程度的不同，这一级别范围内的天然气管道位置变化范围在5mm内，其他管道例如供水管道、排水管道的位置范围相应增加到10mm、20mm范围内，同时管道运行平稳顺畅、状况优良。2）很小的位置变化，这一变化属于二类安全风险级别，相应的管路控制定量指标增加到5～8mm、10～20mm、20～30mm范围内，管路运行状况相对来说较好。3）管线位置变化值在安全范围内的这一类变化属于三类安全风险级别，此时已经存在出现危险状况的可能性。此时天然气管线的位置变化上限扩大到8mm，供水管线、排水管线的位置变化上限也较二类安全风险级别提高了10mm。4）管线位置发生较大变动的情况属于四类安全风险等级，此类级别产生危险的可能性进一步加大。判断的数值依据为：天然气管线位置变化值介于10～20mm之间，给水管道在30～40mm之间，排水管道在40～50mm之间。5）管线位置发生很大变动的情况定义为五类安全风险级别，此时天然气管路、给水管路、排水管路均已经超过四类安全风险情况下的判断上限，管路运行状况极差危险级别最高。

2.3 不同安全风险级别下的管控措施

根据上述不同类别的安全风险级别，现提出以下管控措施：

2.3.1 一类措施

相对来讲，一类安全风险级别下的土层变化较小，因此不需要采取工程措施进行防护，主要以施工参数为控制标准，在施工过程中适当监测土层沉降。

2.3.2 二类措施

二类安全风险级别下的土层变化不大，为了保护燃气等重要管道免受破坏需要采取简单的保护措施，施工时在开挖的坑洞内建设简单的支护提高土体的稳定性，同时对管线的安全强度进行检测。

2.3.3 三类措施

三类安全风险级别下，土层沉降值超过安全范围，如不采取措施，很容易对管道产生破坏，此时需要采取一般保护措施，在施工过程中需要对土体采取固结措施，同时加强对施工参数和土层沉降值的检测。

2.3.4 四类措施

此类安全风险级别下需要对土层进行重点保护，在施工前清除管线周边的附加荷载，同时预注浆加固地层，在开挖坑洞时作初期支护，施工过程中，加强对施工参数（相邻坑洞的距离等）的控制，根据需要对松动土体进行固结灌浆处理，必要时需要采取锚固措施。

2.3.5 五类措施

五类安全风险级别下，施工地区土层的稳定性差，土质特点决定其容易受到扰动而发生较大沉降，破坏周围管线，不仅要加强对施工参数的控制，在施工前和中期采用专业的加固措施，超前锚杆或超前小导管，喷射混凝土封闭开挖工作面，注浆加固地层或设置隔板桩，强化土体并减少管线周围的附加荷载，同时还需有专业的人员提供专业的保护措施和应急预案。

结束语：

城市为了发展，适当发展地下轨道交通是必然趋势。然而大面积的开凿地下空间势必会影响已埋设管路的运行状况，因此在进行地铁施工之前相关人员需要对土层的力学状况、土质类型等有一定了解，据此判断地铁施工可能对管路产生的破坏并采取积极有效的管控措施减小管路位移，将施工影响降到最低。

[1]曹根发.地铁施工邻近管线安全风险管理研究[J].建材与装饰,2015,46:170-171.

[2]胡静.地铁施工邻近管线安全风险管理研究[J].江西建材,2014,09:132.