中心城区复杂环境下管线切改优化实践

张鑫旺 李兵 刘蒙 刘珊

【摘    要】：为保障地铁施工的顺利进行及市政管线的正常运行，针对多条管线切改的统筹问题，从合并管线切改次数、利用现状管线、优化管线施工工艺、临时切改与永久切改相结合、管线切改与导行路施工相结合等方面出发，通过BIM建模、实地探测等方法对纵横交错的地下管线进行逐条梳理、统筹分析策划，优化管线切改次数、减少占路，从而既能保证地铁施工前期管线切改，又能满足管线运营需求；同时降低管线切改费用、缩短工期。

【关键词】：地铁；管线切改；BIM建模

【中图分类号】：TU990.3【文献标志码】：C【文章编号】：1008-3197（2023）02-49-03

【DOI编码】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.02.012

Optimization and Practice of Pipeline Cutting and Modification under Complex Environment in Central Urban Area

ZHANG Xinwang， LI Bing， LIU Meng， LIU Shan

（China Construction Eighth Engineering Division Corp. Ltd.， Shanghai 200135，China）

【Abstract】：In order to ensure the smooth construction of subway and the normal operation of municipal pipelines， this paper aims at the overall planning of cutting and modifying multiple pipelines， starts from the following aspects： consolidating the number of pipeline cutting and modification， making use of the existing pipeline， optimizing the pipeline construction process， combining temporary and permanent cutting and modification， and combining the pipeline cutting and modification with the guide road construction， through BIM modeling， field exploration and other methods， the paper combs the criss-crossing underground pipelines one by one， and makes overall analysis and planning， and optimizes the number of pipeline cutting and changing to reduce the road occupation， so as to achieve not only ensuring the pipeline cutting and changing in the early stage of subway construction， but also meeting the pipeline operation requirements， while reducing the cost of pipeline cutting and changing， and shortening the period.

【Key words】：metro construction; pipeline cutting and modification; BIM modeling

地鐵大多建设在城市繁华地带，地下管线错综复杂，无论采用明挖施工还是盖挖施工，都需要提前将施工范围内的各类管线切改至施工区域以外，以保证市政管网的正常运营。城市管网种类多、数量多、涉及产权单位多、施工影响大，导致管线切改进度缓慢，直接影响地铁施工建设。针对地铁建设前期管线切改问题，研究多集中在加强管线切改安全管理[1]、某个具体案例施工难点的解决措施[2]、管线切改总体原则[3～4]、管线切改综合规划[5]等方面；少有从多条管线切改统筹策划、合理利用现状管线、多期管线切改合并、降低切改成本、多工序穿插等角度出发，对管线切改综合优化分析，本文针对以上问题，介绍如何通过统筹策划，快速完成管线切改并节省施工成本。

1 工程概况

天津地铁7号线和8号线六里台站通过换乘通道换乘，见图1。

车站施工范围内分布有燃气、通信、路灯、电力、排水、自来水六大类管线，其中8号线六里台站共36条管线，7号线六里台站约100条管线，均需提前切改至道路两侧；新建管线需占用道路两侧人行道、绿化带及部分现状城市主干道。

2 管线切改统筹策划

1）BIM建模，合理规避管线冲突。管线分布密集繁杂；而新建管线与现状管线接驳且发挥使用功能前，不能将现状管线废除，也就是说需要在保持现状管线正常运营的情况下，敷设新管线。工程位于城市核心区，管线切改可利用空间有限且不同管线设计单位不同，管线标高不可避免的会发生冲突，盲目按图施工而导致标高冲突无法继续施工的案例时有发生，待问题发生后再修改设计图纸、重新敷设管线，既延误工期又增加施工成本。

在施工图阶段利用BIM技术对现状管线、地下障碍、拟建管线建模，对不同管线的设计图纸进行三维模拟，检查位置是否冲突；同时对管线施工顺序进行模拟策划，研究可能存在的问题，利用绿化迁移空窗期与管线设计单位、产权单位对接，提前解决可能存在的问题，为后续管线切改顺利施工提供合理保障。

2）优化排水管线流向，减少切改次数。8号线车站施工范围内雨水管线原规划进行两期切改：先将车站范围内管线切改至鞍山西道南北两侧、进行车站主体施工，雨水自车站南侧顺时针流向车站北侧，在北侧卫津河附近新建临时一体化雨水泵站，雨水经泵站提升后流入卫津河；待车站施工完成后，废除临时一体化泵站，将北侧雨水管线切改至鞍山西道下方，南侧雨水管线继续向南切改并在车站南侧、卫津河附近新建永久一体化泵站，雨水由西向东汇入雨水泵站，经提升排入卫津河。见图2。

两侧管线切改是为了避开地铁车站施工，同时收集路面雨水排入卫津河。一期切改方案中的北侧雨水管线用于收集车站北侧导行路上的雨水，为必建管线，但管内雨水流向不影响功能，可进行调整；南側雨水管线均为收集导行路雨水，雨水流向可进行调整。结合永久一体化泵站规划位置，对切改进行优化：调整一期切改中雨水流向，将雨水由南向北顺时针流向调整为由北向南逆时针流向，南侧管线二期路由取代一期路由，实现两期合并；取消北侧临时一体化泵站，直接在南侧新建永久泵站。见图3。

与原切改方案相比，优化后的排水管线切改方案减少新建管道约280 m，同时减少一次一体化雨水泵站建设及拆除施工，预计节省成本约236万元，节约工期约20 d。

3）结合交通导行，减少占路施工。施工范围内的六里台桥需拆除重建。燃气、自来水、通信管线均需在该桥处横穿鞍山西道过路，作为主干道，占路施工存在众多难题：

（1）不能影响交通，只能采取夜间施工、白天恢复道路的组织方式，不仅施工周期长；

（2）占路施工需提前办理相关手续，涉及道路桥梁管理处、交通管理部门等多个部门，审批时限长；

（3）占路施工期间，临时恢复道路、增加安全措施、切改完成后恢复路面等措施费用高。

六里台桥拆除占路施工相关手续已完成。鉴于管线切改与桥梁拆除施工区域一致、均需办理占路审批手续、同期施工不产生相互影响等因素，可以充分利用拆桥窗口期，在拆桥封围期间完成此段管线预埋，两次占路施工合并为一次，既减少了占路次数，降低了外部协调压力，又节省了工期和费用。

车站施工前，需在两侧修建临时导行路以满足车辆通行要求，导行路占用车站南北两侧绿化带、人行道，新建管线均位于导行路下方，充分利用修建导行路窗口期，安排管线切改施工，实现交通导行与管线切改同期施工、流水作业。

4）管线永临结合，减少切改工程量。车站主体基坑内有2条燃气管线且管线途经一座中压燃气调压柜。根据切改方案，需废除影响车站施工的部分管线，在车站南侧新建同规格燃气管与车站范围外未废除的燃气管相接并在鞍山西道南侧重新选址建设调压柜，新建管线重新与调压柜连接，待主体施工完成后，再原位恢复永久燃气管线。见图4。

此切改方案存在两个问题：

（1）项目地处闹市区，可用场地有限，没有位置新建永久调压柜；

（2）保留部分现状管线，新旧管线需进行重新接驳，存在11处管线接驳点，接驳点采用不停输带气阻断作业方式，单个接驳点费用高达近百万，切改费用过高且该作业方式施工周期长，单个作业点施工需要约15 d。

若切改不利用现状管线，全部进行新建，只需在新管线两端与现状管线连接，可减少接驳点；将新建永久调压柜改为临时调压柜，切改后仍保留车站施工范围外管道及调压柜，恢复管线时，可重复利用。基于以上分析，最终对切改方案进行优化：

（1）在鞍山西道南侧新建燃气管线及临时调压柜，临时调压柜占地面积小，费用低，保留现状调压柜及部分管线（图4中可重复利用段），待管线恢复时，将新建管线与保留段管线对接，同时现状调压柜可重复使用，降低了调压柜迁址新建成本及管线恢复工程量；

（2）调整管线接驳点作业方式，将不停输带气阻断作业方式调整为不停输带气封堵，单个接驳点费用约15万且单个作业点仅需5 d即可完成。

优化后，节省施工成本约600万元，同时节省了作业点接驳工期；接驳点多数位于道路下方，作业时间缩短也减少了交通压力及外部协调难度。

5）加强管线实地探测，减少不必要切改。车站风亭附近现存一条DN600 mm城市给水管道，埋深约1.6 m，根据物探单位提供的成果图，给水管与风亭结构边墙交叉，影响风亭施工，需进行切改。风亭施工期间，将给水管切改至车站顶板上方并在下游穿越卫津河后与现状管线相接。见图5。

该方案存在以下施工难点：

（1）上游（即车站站体右侧）新建管线位于城市主干路交叉口，交通量大，占路施工协调难度高，只能采取夜间施工、白天恢复交通的组织方式，施工周期及安全措施费用投入远大于常规施工；

（2）下游新建管线需下穿卫津河，作为城市防汛河，不能断流施工；若明挖开槽施工，需在河道内施作挡水坝并调水以确保河道畅通；而采用顶管或拉管施工工艺，则缺少必须的工作空间。

为了在保证风亭正常施工的情况下，以最小的投入合理解决以上问题，先对管线进行实地探挖定位并将风亭位置实地放线确认，经实地复核，该管线实际位置距风亭最近处2.98 m，不影响风亭施工，与设计单位沟通后，可取消该段管线切改，节省切改工程量246 m，节约成本约101万元。

3 结语

中心城区地铁车站建设过程中，不可避免的需要对城市管网进行切改，城市管网错综复杂，切改难度大、费用高、报批手续多、施工周期长，极大地限制了施工进度；综合利用BIM技术并结合实地探测，有利于对管线进行合理优化、统筹安排；而优化设计不仅能降低切改困难，同时也能减少切改工程量，节省工期及施工成本。

参考文献：

[1]刘宝光.天津老城区地铁建设管线切改策略与案例浅析[J].散装水泥，2022，（1）：117-120.

[2]刘翔宇.城市建成区地铁管线切改规划技术与管理经验浅析[J].城市，2021，（4）：73-79.

[3]胡    博.建设工程项目地下管线切改工作实践[J].天津建设科技，2021，28（5）：16-18.

[4]李健祥.某项目地下管线切改方案探讨与实践[J].住宅与房地产，2017，（36）：215-216.

[5]张    晶.城市市政管线切改规划方法探讨——以天津站铁路枢纽为例[C].转型与重构——2011中国城市规划年会论文集，2011.