地鐵施工鄰近管線安全風(fēng)險(xiǎn)管理工作探討

李鑫

摘要： 文章首先簡(jiǎn)要闡述了地鐵施工的特點(diǎn)及鄰近管線安全風(fēng)險(xiǎn)管理的重要意義，在此基礎(chǔ)上對(duì)地鐵施工鄰近管線的安全管理措施進(jìn)行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)Φ罔F施工中鄰近管線安全性的提升有所幫助。

Abstract： This paper first briefly describes the characteristics of subway construction and the importance of the adjacent pipeline safety risk management. On this basis， the safety management measures of the adjacent pipeline are discussed. It is expected that the study of this paper will help to improve the safety of adjacent pipelines in subway construction.

關(guān)鍵詞： 地鐵工程；鄰近管線；安全風(fēng)險(xiǎn)管理

Key words： subway project；adjacent pipeline；safety risk management

中圖分類號(hào)：U455.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）13-0062-02

1 地鐵施工的特點(diǎn)及鄰近管線安全風(fēng)險(xiǎn)管理的重要意義

1.1 特點(diǎn)分析

①受約束抗力作用。地鐵施工位于地下，會(huì)直接受到地質(zhì)和水文條件的影響。在靠近地層處進(jìn)行地鐵隧道施工，地層的作用力會(huì)約束隧道結(jié)構(gòu)，使其運(yùn)作與圍巖同步。為此，必須在分析地鐵結(jié)構(gòu)受力情況時(shí)，綜合考慮圍巖對(duì)結(jié)構(gòu)的約束抗力，根據(jù)圍巖自身的特性，以及地鐵結(jié)構(gòu)與地層的緊密度關(guān)系，從而計(jì)算出實(shí)際產(chǎn)生的約束抗力。

②附近環(huán)境不同。地鐵結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)帶狀，工程線路的長(zhǎng)度至少在幾十公里以上，這使得地鐵工程會(huì)穿越多個(gè)不同的地層，造成地鐵施工臨近各地段的地形和地物存在著明顯差異，增加了地鐵施工的復(fù)雜性。如，地鐵施工附近的建筑物、管線等邊界環(huán)境不盡相同，對(duì)地鐵施工帶來了安全隱患。

③影響的相互性。地鐵施工中，無可避免地會(huì)受到諸多因素的影響，同時(shí)施工作業(yè)也會(huì)對(duì)周邊環(huán)境帶來影響。如，地鐵施工受周圍地質(zhì)條件、自然環(huán)境的影響，必須充分考慮這些影響因素設(shè)計(jì)施工方案。但與此同時(shí)，地鐵施工作業(yè)也會(huì)對(duì)鄰近的水環(huán)境帶來反作用，地鐵施工產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)帶來影響。

④施工條件變化。在地鐵工程施工中，地下空間狀態(tài)會(huì)隨著施工進(jìn)度產(chǎn)生一定變化，這一變化會(huì)形成時(shí)間與空間的動(dòng)態(tài)變化過程，即時(shí)空效應(yīng)。在這一效應(yīng)的作用下，地鐵工程結(jié)構(gòu)與圍巖也會(huì)產(chǎn)生物性變化。為此，在施工過程中必須跟蹤測(cè)量這些變化的因素，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整施工方案，有效規(guī)避施工安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

1.2 鄰近管線安全風(fēng)險(xiǎn)管理的重要意義

為了保障生產(chǎn)生活所需，在地下埋設(shè)了多種管線，如水電、通信、供熱、燃?xì)獾裙芫€。由于不同類型的地下管線，其在管材選用、管線功能、埋設(shè)方法、埋設(shè)年代、施工標(biāo)準(zhǔn)、接頭處理等方面存在著明顯差異，所以這些管線抵抗外界風(fēng)險(xiǎn)能力也有所不同。在地鐵工程施工過程中，經(jīng)常會(huì)遇到這些地下管線的干線或支線，如若因施工不當(dāng)對(duì)地下管線造成了破壞，則不僅會(huì)增加地鐵工程安全隱患，釀成重大安全事故，而且還會(huì)在一定范圍內(nèi)影響正常的社會(huì)生產(chǎn)生活，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

隨著我國(guó)城市軌道建設(shè)的快速發(fā)展，城市地鐵工程也隨之增多，受地下管線網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)綜復(fù)雜的影響，地鐵工程必須充分考慮到管線的分布，避免在地鐵隧道施工中對(duì)地層造成擾動(dòng)，進(jìn)而威脅到管線安全。尤其在地鐵隧道下穿施工中，如若帶來影響較大的地層位移情況，則會(huì)損壞管線，造成煤氣泄露、電力中斷、水管滲水等事故，釀成嚴(yán)重后果。如，某地鐵在下穿施工中，同時(shí)引發(fā)了該區(qū)域地下滲水坍塌和天然氣泄露事故，并且天然氣管線破裂，導(dǎo)致施工線路發(fā)生爆炸，使附近數(shù)千戶居民停水、停電、停氣。為了避免上述情況發(fā)生，有效規(guī)避地鐵施工鄰近管線安全風(fēng)險(xiǎn)，我國(guó)出臺(tái)實(shí)施的GB50715-2011中明確指出，在地鐵工程施工安全評(píng)價(jià)中納入施工環(huán)境安全管理評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括三個(gè)項(xiàng)目，即地下管線、周邊建筑物以及水文地質(zhì)。通過評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的評(píng)價(jià)內(nèi)容可以看出，地鐵施工必須重視鄰近管線的安全風(fēng)險(xiǎn)管理，為保障地鐵順利完工、避免安全事故發(fā)生奠定基礎(chǔ)。

2 地鐵施工鄰近管線的安全管理措施

2.1 管線的安全管理要求

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，城市管網(wǎng)的地下埋設(shè)錯(cuò)綜復(fù)雜，給地鐵工程施工帶來了較大的安全威脅。為了加強(qiáng)管線的安全管理，應(yīng)盡量改移施工鄰近區(qū)域范圍內(nèi)的給排水管線，針對(duì)實(shí)在無法改移的管線，應(yīng)與相關(guān)負(fù)責(zé)部門共同商討管線保護(hù)方案，由相關(guān)部門為地鐵施工提供詳實(shí)的管線信息，并與施工企業(yè)一起加強(qiáng)施工監(jiān)控量測(cè)。尤其針對(duì)天然氣、電力等管線，相關(guān)產(chǎn)權(quán)部門要派專人到施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鄰近管線進(jìn)行監(jiān)護(hù)，有效規(guī)避重大風(fēng)險(xiǎn)源。

為避免鄰近管線受地鐵施工影響而產(chǎn)生沉降變形，應(yīng)采取有效的管線保護(hù)技術(shù)措施，主要包括以下兩種：一種是主動(dòng)保護(hù)，地鐵施工要采取先進(jìn)可靠的施工技術(shù)，最大程度地降低施工對(duì)地層帶來的擾動(dòng)；另一種是被動(dòng)保護(hù)，在地鐵施工中采取各種保護(hù)措施，增強(qiáng)地層承載力，使管線具備一定的抵抗變形能力。具體的管線安全管理要求如下：

①地鐵施工準(zhǔn)備階段，要認(rèn)真勘察地質(zhì)條件和管線分布，制定管線保護(hù)方案和應(yīng)急處理預(yù)案，準(zhǔn)備充足的防坍施工材料，能夠?qū)π√竭M(jìn)行妥善處理，避免小坍方演變成大坍方。

②地鐵施工中如需使用大型機(jī)械設(shè)備，則必須對(duì)機(jī)械設(shè)備的作業(yè)區(qū)域鋪設(shè)鋼板，并對(duì)該區(qū)域范圍的場(chǎng)地進(jìn)行混凝土硬化處理，混凝土厚度控制在20-30cm。若地下管線埋入較淺，則可采取先挖槽后進(jìn)行混凝土硬化的方式對(duì)管線進(jìn)行被動(dòng)保護(hù)。

③對(duì)于給排水管線的保護(hù)，要與相關(guān)負(fù)責(zé)部門進(jìn)行協(xié)商，可采取排走或引流雨水、污水管的方式。若雨水方溝的管徑較大，可預(yù)先敷設(shè)防水卷材，將防水管材的接頭留在管線上方，采取隧道施工防水工藝處理縱向接頭，保證混凝土管壁上緊密貼合防水材料。此外，還要采取補(bǔ)救措施，如對(duì)管線周邊進(jìn)行加固，或采用隔離樁的保護(hù)方法。對(duì)于易受外界因素影響的管線，為防止這類管線滲漏，可將注漿管埋設(shè)于地面，對(duì)具體施工情況進(jìn)行監(jiān)控并跟蹤注漿，起到實(shí)時(shí)防護(hù)的作用。

2.2 管線分級(jí)安全保護(hù)

針對(duì)鄰近管線面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)程度不同，可將管線保護(hù)分為一般、重點(diǎn)和專業(yè)三個(gè)等級(jí)的保護(hù)。一般保護(hù)適用于地鐵施工對(duì)管線造成的影響程度較小的情況，在施工中無需采取加固措施；重點(diǎn)保護(hù)適用于管線距離地鐵結(jié)構(gòu)較近，或受地鐵施工擾動(dòng)影響較為明顯的情況，針對(duì)這類管線應(yīng)采取加固措施，并制定應(yīng)急處理預(yù)案，對(duì)地鐵施工鄰近管線予以重點(diǎn)保護(hù)；專業(yè)保護(hù)適用于與地鐵結(jié)構(gòu)緊密相鄰，且潛在重大安全隱患的管線保護(hù)，在必要的情況下應(yīng)委托專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行勘測(cè)，制定專業(yè)的保護(hù)措施對(duì)管線進(jìn)行超前加固，避免施工對(duì)管線帶來破壞。重點(diǎn)保護(hù)和專業(yè)保護(hù)主要針對(duì)面臨較大施工安全風(fēng)險(xiǎn)的管線而采取的保護(hù)措施，一般保護(hù)主要針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較小的管線而采取的保護(hù)措施。在地鐵施工中，要對(duì)管線進(jìn)行分級(jí)保護(hù)，采取與保護(hù)等級(jí)相對(duì)應(yīng)的保護(hù)措施。如，一般保護(hù)僅需在洞內(nèi)采取保護(hù)措施；重點(diǎn)保護(hù)不僅要在洞內(nèi)采取保護(hù)措施，而且還要在洞外采取保護(hù)措施，并針對(duì)可預(yù)見的突發(fā)狀況制定應(yīng)急預(yù)案；專業(yè)保護(hù)在重點(diǎn)保護(hù)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)聘請(qǐng)專業(yè)人士針對(duì)具體情況進(jìn)行分析，并制定專項(xiàng)保護(hù)方案。

2.3 管線的安全控制措施

通常情況下，以暗挖法作為主要施工工藝的地鐵工程項(xiàng)目，在建設(shè)的過程中，鄰近的管線基本上不會(huì)暴露出來，這給管線的安全風(fēng)險(xiǎn)管理增添了一定的難度。為確保地鐵施工中鄰近管線的安全性，應(yīng)當(dāng)采取合理可行的安全控制措施：

①改遷。這是地鐵施工中，確保鄰近管線安全較為常用的措施之一，適用于受開挖影響較大的管線，可在對(duì)管線進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后，確定出需要進(jìn)行改遷的管線。當(dāng)改遷受到周圍環(huán)境影響時(shí)，可在條件允許的情況下，對(duì)現(xiàn)有的管線進(jìn)行更新，具體做法是更換管材，如將鋼混結(jié)構(gòu)的管道改成鋼質(zhì)的管道，以此來增強(qiáng)管道的剛度和強(qiáng)度，也可對(duì)管道進(jìn)行局部改造，提高其抗變形能力。

②隔離法。對(duì)于埋深深度較大的鄰近管線，可采用隔離法進(jìn)行安全保護(hù)，具體做法是通過施工各類樁基對(duì)管線周圍的土體位移情況進(jìn)行限制，并從隧洞內(nèi)施作隔墻，將管道與隧道施工擾動(dòng)區(qū)域隔離開，再用注漿的方式進(jìn)行微量調(diào)整，由此可達(dá)到對(duì)鄰近管線安全保護(hù)的目的。

2.4 管線的安全監(jiān)控

為了有效防范鄰近管線的安全風(fēng)險(xiǎn)，規(guī)避地鐵施工安全事故的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管線監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握管線的動(dòng)態(tài)信息。具體的監(jiān)測(cè)方法主要包括以下兩種：一種是間接測(cè)點(diǎn)，在地下管線的上方地表或井蓋上設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，這種監(jiān)測(cè)方式操作簡(jiǎn)便，可避免破土開挖，但是因其未對(duì)管線直接量測(cè)，所以會(huì)影響監(jiān)測(cè)的精確度。間接測(cè)點(diǎn)適用于交通密集、防范標(biāo)準(zhǔn)較低的施工區(qū)域管線監(jiān)測(cè)；另一種是直接測(cè)點(diǎn)，在管線上直接設(shè)置測(cè)點(diǎn)，對(duì)管線的沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這種監(jiān)測(cè)方法的精確度較高。在直接測(cè)點(diǎn)中可采取以下兩個(gè)方法：

①抱箍式直接測(cè)點(diǎn)。根據(jù)管線直徑大小，將扁鐵做成直徑略微大于管線直徑的圓環(huán)，利用圓環(huán)連接管線與測(cè)桿，并將測(cè)桿延伸到地面，布置相應(yīng)窨井，避免對(duì)道路交通帶來影響。這種直接測(cè)點(diǎn)方式的量測(cè)結(jié)果精確度較高，但是卻需要對(duì)路面結(jié)構(gòu)造成破壞，直至開鑿到管線底面位置。所以，抱箍式直接測(cè)點(diǎn)不適用于城市主干道上的管線監(jiān)測(cè)，僅適用于次干道的管線監(jiān)測(cè)，如對(duì)于燃?xì)夤艿辣O(jiān)測(cè)而言，可采取這一監(jiān)測(cè)方法。

②套管式直接測(cè)點(diǎn)。這種監(jiān)測(cè)方式是在所測(cè)管線頂面與地面之間埋設(shè)一根硬塑料管，并將安置了標(biāo)尺的測(cè)桿放置到硬塑料管內(nèi)。在保持測(cè)桿放置位置不發(fā)生變化的情況下，測(cè)桿所獲取的測(cè)量結(jié)果可較為準(zhǔn)確地反映出管線的沉降情況，這種監(jiān)測(cè)方法操作簡(jiǎn)單，能夠在不開鑿道路路面的前提下進(jìn)行管線監(jiān)測(cè)。套管式直接測(cè)點(diǎn)的實(shí)施階段劃分明確，具體為：當(dāng)獲得實(shí)際測(cè)量值超過預(yù)設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)管理值時(shí)，必須立即停止施工，對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整，并采取有效的保護(hù)措施，在保證管線安全的前提下方可恢復(fù)施工。在這一過程中，必須跟蹤監(jiān)測(cè)管線的沉降變化，直到施工通過管線后，再逐步拉大監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔，該方法的監(jiān)測(cè)周期大概為90d左右。

3 結(jié)論

綜上所述，地鐵施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，受其施工特點(diǎn)的影響，在實(shí)際施工過程中，常常會(huì)對(duì)鄰近管線的安全性造成影響。為最大限度確保鄰近管線的安全，使其免遭地鐵施工的破壞，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)安全風(fēng)險(xiǎn)管理，通過相關(guān)措施的合理運(yùn)用，在保證地鐵工程順利進(jìn)行的前提下，為鄰近管線的安全提供保障。

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