探析地鐵施工鄰近管線的安全風(fēng)險管理措施

李豪

摘要：近幾年來，我國城市化腳步越來越快，城市的交通建設(shè)是城市化必不可少的一個環(huán)節(jié)。當(dāng)城市化規(guī)模以及城市交通發(fā)展到一定程度，必然會加快城市地鐵的建設(shè)。城市地鐵建設(shè)施工環(huán)節(jié)影響廣、范圍大，因此在進行施工時必然會影響到城市其他建筑。本文在此基礎(chǔ)上，對城市地鐵施工建設(shè)中對其鄰近管線的風(fēng)險進行研究，探析其風(fēng)險管理，以供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵施工地下管道安全風(fēng)險管理措施

眾所周知，我國城市化發(fā)展到目前以來，有許多大城市已經(jīng)基本建立起城市軌道交通，仍在進步完善，另有部分城市正在進行城市軌道交通建設(shè)，城市軌道交通的建設(shè)很大程度上隨著城市化的發(fā)展而發(fā)展。但與此同時，由于城市特殊而復(fù)雜的建筑環(huán)境，在進行軌道施工時必然會對其他管道等建筑造成安全風(fēng)險，稍有不慎，可能將會牽一發(fā)而動全身，造成重大經(jīng)濟損失和安全隱患，引起人們的高度重視。因此，在進行地鐵施工前以及地鐵施工時，要對地鐵線的鄰近管道等設(shè)施進行相關(guān)的安全風(fēng)險管理研究，以確保在施工過程中免除對其鄰近管道的安全影響。

一、地鐵施工的特點

（一）地鐵的施工大部分位于地層內(nèi)部，在地下環(huán)境進行施工，勢必要考慮到當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況以及水文條件。在進行地鐵施工的地層，本身的變形運動會受到約束，運動和變形會隨著圍巖起。因此，如果分析施工地層的結(jié)構(gòu)力，首先要考慮圍巖對結(jié)構(gòu)的約束抗力，作個全面的分析，一般來說，實際上的結(jié)構(gòu)力與理論上相比可能稍有偏頗，抗力的實際大小，要根據(jù)圍巖自身的巖性以及結(jié)構(gòu)和地層之間的緊密程度而定。

（二）地鐵施工建設(shè)的主要是在地下環(huán)境，外型上呈現(xiàn)出長條狀，穿越整個城市，長度般在幾十公里，或者更長。在實際的地鐵施工中，工程所穿越的地層情況也不盡相同，會根據(jù)該線路各地段不同的地形或地物而呈現(xiàn)出不同的差異性。比如在地鐵施工的周圍環(huán)境以及建筑物等條件，盡管大小不同，但互相影響。

（三）在進行地鐵施工過程中，工程與周圍的環(huán)境影響時相互的，也就是說，不僅周圍的環(huán)境會對地鐵施工造成一定影響，同時地鐵的施工也會給周圍環(huán)境帶去不同程度的影響。比如地鐵施工時會產(chǎn)生噪音以及振動，對周遭環(huán)境帶來不利影響，而施工地段的水文等條件同樣會影響地鐵施工。

（四）地鐵施工時所占據(jù)的空間范圍廣，不僅在段時間占據(jù)較大施工空間，并且隨著施工階段和時問的推移，這種空間狀態(tài)也是不停變化的，這就是所謂的時空效應(yīng)，圍巖以及結(jié)構(gòu)物的變化也是因為這種效應(yīng)。所以，基于地鐵施工的這個特點，在施工時要對各種變化情況進行跟蹤了解，加強測量和監(jiān)控。

二、地鐵施工鄰近地下管線分類及其破壞模式

（一）地下管線分類

城市地鐵施工時，首先可以了解到施工附近管道的類別情況，一般可以按照管線的材質(zhì)、用途、形式、接口等特征進行分類。根據(jù)管線的用途分類，可分為給水管道、排水管道、燃氣管道、電纜等；根據(jù)管線的材質(zhì)分類，可分為鋼管、聚乙烯管、鋼筋混凝土管、鑄鐵管等；根據(jù)管線的接口或形式分類，可分為柔性管道以及剛性管道。

（二）地下管線破壞模式

地下管線的破換模式主要存在有兩種，一種是管線的接頭引起變形破壞（在剛性管線上比較常見），另一種是管線的應(yīng)力遭到破壞（在柔性管道上比較常見）。當(dāng)然，地下管線遭到破壞有可能是兩種模式同時發(fā)生，也有可能是以上模式中的任意種模式。

三、管線鄰近等級劃分

關(guān)于地鐵施工鄰近管線的等級劃分，主要有管隧相對位置以及管坑相對位置兩個指標(biāo)。管隧相對位置又包括管隧的相對豎直距離以及相對水平距離。如果管隧的相對豎直距離超過3，則劃分為等級Ⅰ；相對豎直距離為2.5時，劃分等級Ⅱ；相對豎直距離為2時，劃分等級Ⅲ；相對豎直距離為1.5時，劃分等級Ⅳ；相對豎直距離低于1，則劃分等級V。管隧的相對水平距離超過2.5，劃分等級Ⅰ；相對水平距離為2，劃分等級Ⅱ；相對水平距離為1.5，劃分等級Ⅲ；相對水平距離為1，劃分等級Ⅳ相對水平距離低于0.5，則劃分等級V。管坑的相對位置主要是指其相對水平距離，等級劃分與管隧的相對水平距離等級劃分相同。

四、管線安全風(fēng)險因素分析

管線的安全風(fēng)險是由多種因素影響的，主要影響因素有下：

（一）管線自身的影響

管線自身影響主要是指管線的自身參數(shù)對于維持穩(wěn)定運行的影響，般來說，維持管線正常運行的關(guān)鍵是其自身能夠承載的形變抵抗能力以及基本的荷載能力，同時，管道自身是否具有防滲漏以及抗腐蝕性等基本特性，也是影響管線安全風(fēng)險的因素。

（二）管線施工的影響

地鐵施工的影響地鐵施工因素主要是在地鐵施工過程中的監(jiān)督管理問題，安全風(fēng)險監(jiān)管是否嚴(yán)格，施工是否符合執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，在施工時，很容易造成對管線鄰近土體平衡狀態(tài)的破壞，導(dǎo)致鄰近土壤的重力重新分配，難免造成土壤沉降現(xiàn)象，管線的應(yīng)力將會發(fā)生定程度的變化，最終導(dǎo)致管線出現(xiàn)變形現(xiàn)象。

（三）土質(zhì)參數(shù)的影響

管線的存在形式般為網(wǎng)絡(luò)形式，一次你，一旦土質(zhì)的參數(shù)發(fā)生變化，有可能引起同地區(qū)的管線出現(xiàn)不同程度的影響。另外，在衡量管線安全風(fēng)險的同時，要以彈性模量以及摩擦角為主，以其粘聚力作為主要的評定標(biāo)準(zhǔn)。

（四）相對位置的影響

管線的相對位置是影響管線安全風(fēng)險的重要因素之。相對位置主要是指地鐵與管線之間的相對水平距離或者相對豎直距離。管線產(chǎn)生的變形等現(xiàn)象，很大程度上與其相對位置呈反比例關(guān)系。

五、管線安全風(fēng)險評價標(biāo)準(zhǔn)

管線的安全風(fēng)險評價標(biāo)準(zhǔn)主要分為五個等級。Ⅰ級：管線的沉降形態(tài)相對較小，煤氣管線的沉降值應(yīng)當(dāng)在5mm以下，給水管道的沉降值應(yīng)在10mm以下，排水管線的沉降值應(yīng)在20mm以下；Ⅱ級：管線的沉降形態(tài)很小，煤氣管線的沉降值般在5mm和8mm之問，給水管道的沉降值般在10mm到20mm之問，排水管線的沉降值般在20mm到30mm之間；川級：管線的沉降狀態(tài)空載安全范圍以內(nèi)，煤氣管線的沉降值在8mm和10mm之間，給水管線的沉降值應(yīng)在20mm到30mm之問，排水管線的沉降值應(yīng)當(dāng)在30mm至40mm之間；lV級：此時管線會發(fā)生較大的沉降現(xiàn)象，煤氣管線的沉降值在10mm到20mm之間，給水管線的沉降值在30mm到40mm之間，排水管線的沉降值在40mm至50mm之間；V級：此時管線會發(fā)生很大的沉降現(xiàn)象，煤氣管線的沉降值要在20mm以上，給水管線的沉降值般在40mm以上，排水管線的沉降值在50mm以上。

六、管線安全風(fēng)險管理控制措施

（一）當(dāng)管線的安全風(fēng)險處于Ⅰ級時，管道一般很安全的，在施工過程中使用施工參數(shù)控制即可。另外，在這種安全狀態(tài)下，不需要在地鐵施工之前進行專門的保護措施，只需要在施工過程中進行些適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測和管理即可。

（二）當(dāng)管線的安全風(fēng)險處于Ⅱ級時，管道的安全狀態(tài)較好，但是需要進行些簡單的防護拮施，比如在采取些般性安全保護措施針對于地鐵隧道的施工，采取的拮施主要是在洞內(nèi)，對施工當(dāng)中管線的監(jiān)測強度適當(dāng)減小。

（三）當(dāng)管線的安全風(fēng)險處于…級時，管道的安全形態(tài)不容樂觀，相對比較危險，需要進行些重要的保護措施，要在隧道施工以及管線所在的土體上采取較為專業(yè)的保護拮施，采取措施的位置是洞外和洞內(nèi)兼顧。比如要對管線周圍的松散土體進行加固，提高管線狀態(tài)的檢測頻率，加強施工參數(shù)控制等等。

（四）當(dāng)管線的安全風(fēng)險達到Ⅳ級時，要引起重視了，因為此時的狀態(tài)很危險，需要采取各種針對性的專業(yè)拮施。管線隧道施工過程中或者土體中要同時進行專業(yè)的保護措施和管理，除了洞外和洞內(nèi)都要進行專業(yè)保護措施以外，還要在施工之前對鋼板樁隔離或者管線和隧道之問的土體進行加固處理。在施工當(dāng)中要嚴(yán)密監(jiān)測管線的狀態(tài)，嚴(yán)格控制施工參數(shù)。

（五）當(dāng)管線的安全風(fēng)險達到V級時，管道的狀態(tài)已經(jīng)非常緊急，除了以上所有的保護措施之外，還要制定專門的緊急預(yù)案，徹底清除管線荷載，以鋼板隔離以及注漿加固的方式對管線進行強化處理，嚴(yán)密觀察施工參數(shù)，加強對管線的固定。

七、結(jié)束語

城市軌道交通的建設(shè)關(guān)乎于城市化的進步發(fā)展，緩解其他交通的壓力，在各方面都具有重大意義。地鐵在施工時會給鄰近的管線帶來多種安全影響，甚至出現(xiàn)破壞情況。因此，要加強對地鐵施工鄰近管線的安全管理，通過對鄰近管線的安全分析，制定具有針對性的管理措施，保障地鐵施工的正常進行以及維護鄰近管線的安全。