地铁施工对临近管线的安全风险分析与管控措施

付锦程 于高峰

摘 要：文章以实际工程为例，对地铁施工过程中临近管线的安全风险进行分析，然后从管线安全管理、管线安全控制、管线安全监测3方面对风险管控措施进行了具体的探讨，可供参考。

关键词：地铁施工 临近管线 安全风险

1.工程概況

某工程包括莲塘口岸站、仙湖路站、莲塘站（含站后折返线）、新秀站（不含）～莲塘口岸站区间、莲塘口岸站～仙湖路站区间和仙湖路站～莲塘站区间，标段正线长约3.82km，车站均为地下车站。全线为地下敷设，线路由新秀站站后折返线末端引出后，经下穿猫窝山、罗沙公路、塘排山后向右转向国威路下敷设至设计终点莲塘站本标段车站主要采用明挖顺筑法施工，局部为保证交通畅通，在施做栈桥板后采用盖挖法施工。盾构区间施工范围地下管线种类繁多，如图1所示。

2.管线安全风险等级和保护等级划分

根据规范要求，将施工过程中安全风险等级划分为3级，分别为：（1）黄色预警。当双控指标（变化速率和变化量）都超过监控量测控制值的70%时，或任意一双控指标超过监控量测控制值的85%时为黄色预警。（2）橙色预警。当双控指标都超过监控量测控制值的85%时为橙色预警。（3）红色预警。当双控指标（变化速率、变化量）都超过监控量测控制值或实测变化速率快速增长以及周边环境存在风险隐患时为红色预警。

2.1管线和地铁相对位置的影响

管线和地铁之间的相对位置可能会严重影响管线，使管线发生变形，管线和地铁相对位置不仅包括管线和地铁相对竖向距离，还包括地铁相对水平距离，管线变形的情况和相对距离成反比例关系，也就是管线变形情况随着相对距离的增加而减小。

2.2管线情况影响

管线情况不仅可以对地下管线的承载能力以及抵抗变形的能力进行反馈，同时更是体现管线安全的重要因素，管线的情况具体包括管线材质、管线运行、管线接口性质以及管线用途等。其中，管线运行时较为重要的内容，包括给排水管的渗漏情况。

2.3土质参数影响

在隧道施工过程中，因为土质不同，发生的土层扰动也有很大的差异，进而对管线造成的危险也不相同，通常来说，管线安全由以下3个参数反映：弹性模量、内摩擦角以及粘聚力。

2.4施工及管理水平影响

在开展隧道施工的过程中，避免不了会破坏周围土体的平衡状态，可能造成不均匀沉降的产生，进而对周围管线造成附加荷载，使管线的应力状态发生变化，最后导致变形的发生。隧道施工过程以及施工管理水平严重影响地下管线的施工安全。通过对相关因素进行分析，管线变形和管线材质、施工管理水平、土质参数等因素直接相关，在控制过程中应重点考虑。

3.地铁施工临近管线管理方法

3.1管线安全管理措施

在开展施工过程中，为了防止意外事故的发生，施工团队（项目部）在接近管线周围施工时，尽量采取规避或管线迁移的方式防止管线受到地铁施工的影响。为了保护管线，项目部建立了全过程责任追溯制度，制定了“地下管线设施安全保护流程”，明确关键环节的责任人、检查人。制定地下管线设施保护管理制度，明确责任，落实各项地下管线设施保护措施，按要求配备专职管线设施保护管理人员，定期或不定期开展管线设施日常巡查或专项检查工作，并形成记录。

在施工作业过程中，安排专职安全员、主管工程师现场监护。发现需要调整管线设施安全控制范围时，暂停施工作业，按要求进行标识，并将暂停施工指令及时通知到当班及后续准备施工的每一位施工作业人员（特别是挖掘机、推土机、炮机、钻机、桩机等机械的操作手）。在停止施工作业后重新开工前，应核查是否有其他新管线设施改迁或敷设在本单位的施工作业现场和毗邻区域内。对受施工影响的地下管线设施按设计要求落实监测措施（对隧道应采用自动化实时监测），监测管线设施的沉降、变形。当沉降、变形异常时，应及时采取措施，及时通知并向监理、建设单位现场代表和管线设施管理单位提供有关监测资料。一旦发生损坏管线设施时，现场按照应急预案等要求采取有效措施，及时通知地下管线设施产权或管理单位到场处置。施工过程中如遇事前未探测的管线设施，应及时上报建设单位，并通知地下管线设施产权或管理单位到场确认。

对于排水类管道，必须先和相关部门进行沟通，采取改道或者移除的方式，如果地下排水沟的孔径过大，首先铺设防水材料，保证接口质量，避免防水材料和管线上接口无缝连接。如果管线容易受到施工过程的影响，为了保证管线的整体性和稳定性，应该在管线周围上隔离桩，将注浆管口设置在地表，注浆的过程需要根据实际施工过程进行适当的调整。

3.2管线安全控制措施

（1）最常应用的方法就是移除临近管线。工程开挖至较大管线时，改签管线，评估风险，同时对改签的路线进行规划。如果管线改签受到周实际施工和周围地质情况的约束，为了有效降低风险，可以替换更合适的管道材料或加强局部受影响的管线的安全。在实际施工过程中，可以利用灌浆对管道材料进行保护，或者将钢混管道替换为钢质管道，提高管道壁的刚性，进而有效改善管道变形的情况。（2）对于开挖过程中意外挖掘到电缆的情况，要立即停工，并安排单位人员到施工现场进行处理，并在电缆保护区外侧进行打桩和挖掘施工，不允许将废油、废水、泥沙、泥浆等物体排放到电缆沟中。（3）对于燃气管道，要在施工范围拉起警戒线，并布置安全警示牌，距离燃气管道2m的范围全部使用人工开挖的方法进行施工，并用平铲进行挖土，一边挖一边将散土清理干净。（4）在施工前，要根据管线图将各管线的走向和位置使用红色喷漆标识清楚，做好施工管线的监控工作，通过对基坑标高和管线线路进行量测，充分掌握管线的布线情况，保证管线处于可控状态。

3.3管线安全监测措施

（1）直接测点；这种检测方法需要将观测点设置在管线上，实现对管线的实时控制，进而保证精确的获取管線动态信息。在实际施工过程中，这种检测方法又分两种形式：抱箍式直接测点和套管式直接测点。对于普通公路，通常适用于抱箍式直接测点的监测方式，将铁环接在测杆上，将其套在管线上，为了避免监测过程可能对交通产生影响，将测杆和地面相连并放到窑井中，这种监测方法施工过程中因为需要将路面凿开，所以不适合城市交通干线的管道监测。对于城市重要交通线路，应采用套管式直接测点的方式，套管式直接测点的方式施工过程中不需要挖开路面就可以实现检测，所以操作起来更为方便，检测精度也相对较高，通常适用于项目要求较高的项目监测工作。

（2）间接测点。这种监测方式因为精度不能保证，所以在施工过程中很少采用。间接测点的监测方式通常将测点设置在井盖或者管线的上方，施工过程也不需要开挖路面，虽然操作起来也较为方便，但监测点和管线之间具有一定的距离，造成精度不能保证。

（3）监测建筑物沉降。一般再建筑物的拐点处和建筑物高低变化处布置观测点，分别在建筑物四角的拐角处、沉降缝、伸缩缝等位置布置观测点。选择应力变化比较大或宽度变化比较大的裂缝进行监测，测点要布置在裂缝末端或者裂缝最宽处。

（4）做好现场巡视工作。通过进行现场巡视可以及时分析出施工对周边环境产生的影响，并对有可能出现危险的情况及时采取相应的控制措施，每次实施现场监测工作的同时要同时做好现场巡视工作，做到一天巡视一次，特殊情况下要加强监控频率。

4.结束语

综上所述，在地铁工程施工过程中，不可避免地会对临近管线的安全造成影响，因此需要在施工过程中对可能存在的安全风险进行评估，并给予相应的防治措施，最大限度地保证邻近管线的稳定性，避免地铁工程施工过程中对临近管线造成影响，从而保证地铁工程的顺利开展。

参考文献：

[1]吴贤国，曾铁梅，张立茂，等.地铁施工邻近管线安全风险管理研究[J].铁道工程学报，2013（09）：127-132.

[2]高丙丽，任建喜.地铁施工邻近管线安全风险评估研究[J].现代隧道技术，2016（03）：118-123.

[3]彭毅.探析地铁施工邻近管线安全风险管理[J].四川水泥，2017（11）：262.