城市轨道交通隧道周边地下管线变形预测研究

解青松

城市轨道交通隧道周边地下管线变形预测研究

解青松

（南京捷鹰数码测绘有限公司 江苏南京 210000）

随着我国突飞猛进的发展，人口、车辆的随之增多从而推进了道路建设迅速发展，建设的速度也逐渐加快，在建设过程中难免会出现一些误差导致建设时破坏底线管道的一类的事故时有发生发生。尤其体现在轨道建设和隧道建设的过程里，由于建设中对周围岩石、地表等就行挖掘，这无形中就给周围管线造成了无形的压力导致管道变形、损坏，造成不必要的损失。所以在道路建设中地下管线的安全问题逐步得到人们的重视。

城市轨道；交通隧道；管线变形；研究

随着我国社会飞速发展，交通路线逐渐增多，道路的建设也逐渐增加。轻轨、地铁等一些地下线路的扩建也逐步走上正轨，在这一类的建设工程中一般工程量都很大建设周期较短，分布区域也相对广泛。并且施工环境与地理条件都很复杂，部分区域的地下管线分布非常的密集，这在工程建设中难免会造成对底线管线的破坏严重者会发生重大的工程事故导致损失的发生。这会的造成地下管线无法正常的能源传输使用，所以在工程建设中继要保证工程工期质量，又要保证周边地下管线的安全。这关键问题需要我们深思。

1 隧道工程实施过程中对地下管线的影响

地下管线具备给城市提供水。煤气、电。通讯等日常生活工作中的主要能源，地铁、道路等建设的过程中会改变地层岩土的环境，这会相应的改变地下管线的原有平衡状，这就在很大的程度上改变了地下管线的受力状态。当地下管线的变形超过所能所承受的限度这会导致管线的构成破坏而无法使用，这也大大的影响了城市的生产和居民的生活。为了保证地铁工程建设中周围的安全，需要实时跟踪施工情况避免管钱破坏的风险，充分的利用现场监测数据，开展管线安全定量计算、预测和评估，确定决策和整治办法，是确保地下管线在工程建设中安全的主要途径。地铁隧道建设施工中由于属于在地下进行作业，这会引起土体的卸载作用，通过维护结构虽然可以起到支撑的作用，但是在实地操作中开挖面四周的土体会因为应力的松弛需要向开挖地或隧道空间的膨胀，从而产生地层损失。地层的损失会引起地层的变形，这会间接的导致地下管线的变形。地铁与隧道的建设中主要以矿山法和盾构法为主，在工程实施中难免会造成地质土体变形，这就间接的导致地下管线的变形。地下管线一般可以承受一定的压力，城市管线埋深较浅，内部压力和外部压力仪器的径向应力和环向应力相对较小，其小于抗拉、抗压强度，隧道工程建设对管线影响不高，在隧道工程建设中一般只需要考虑管线基础不均匀沉降在管线中引起的纵向弯曲和接头的开裂这方面的问题。隧道工程中地形变形会造成钢性管线上出现弯矩，管线的材质不同管线所受弯矩与隧道的位置具有一定关系。管线的弯矩和其抗地层变形的能力收接头的位置和类型等影响。柔性管线由多个管道经过橡胶圈连接形成承插接口管道，管道本身刚度较大不易变形，竖向变形是由邻接口出的相对转动来实现。管线两端通过工作井、支墩设施约束导致管线移位，稳定后中间段均匀沉降，这表明敷设于同种地质中的管线来说，管线的不均匀沉降的两个相邻管道之间存在相等的相对转角。而通讯电和电缆等管线材质相对柔软时自身可随着地层变化规律出现整体的变形。地下管线会随着地层变化而变形，根据管线的自身刚度的作用，变形的程度比下部地形偏小。这就可以很好的说明管线变形的特点。

2 实施预测管理地下管线

假如把城市拟人化，那么地下管线就好比我们的“血管”与“神经系统”。在日常生活工作中提供着水、电、污水、燃气、工业、网络等重要能源。这些线路形成了一个繁琐复杂的地下管线网络。在道路建设工程中要着重注意底线管线的安全问题，施工前必须做好地下管线进行变形预测，准确的核实其影响的程度，并做好应急保护措施。在隧道工程的开展中而引起的地下管线的变形主要取决于管线与土体的相对刚度。目前研究的主要方面是地下管线的纵向弯曲变形，预测方法也即估算管线的弯曲变形。可以通过对管线变形数值模拟的方法，数据模拟管线变形的方法是经过多国学者的诸多试验，采用各类数值模拟程序来分析隧道开完对管线的影响，经过多重方面考虑，包含隧道、地质条件、管线材料、集合位置地理关系等等，取得了具有指导意义的结论。通过常规测量方法和间接测量方法，也可以通过地下管道探测仪对其施工区域或可能施工区域进行检测，地下管线探测仪可以在不破坏地面覆土的情况下，可以快速准确的探测出地下自来金属管道、非金属管道查明地下管线的平面位置、走向、深埋（高程）、规格、性质、材质。绘制地下关线图，并结合理论、计算、模型试验和一些相关数据模拟，这样可以保护地下已有的管线，预防施工过程中造成对管线的破坏，地下管线探测仪是基建的必备仪器。

3 工程建设中针对预防地下管线变形策略

在城市道路建设中工程周边地下的管线刚度较大时，可以在地层之间出现脱空的章台，针对重要的管线进行监测管体和周围土体的变形情况，就行事实工程监督，根据事实信息进行管线的合理处理。地层的移动规律会造成地下管线的变形，管定沉降断面曲线具有几跟高斯分布相同的特点，这样可以通过相应公式来结算管线的沉降。探测仪三维数据模拟结果证明，隧道的水平下穿，会引起地下管线沉降加大，如缺乏工作经验可以有垂直下船的情况下横向沉降槽参数进行基本估算。针对地表沉降公式进行修正，确立管线沉降预测公式，通过参数来进行地下管线的沉降计算。对于刚性管线纵向应变来进行计算公式修正，根据地下管线沉降槽参数来预测管线自身的应变，柔性的管线街头附加转角和街头脱开的变形的计算公式也可以通过类似的修正。

4 地下管线变形

总结：

当今社会发展飞速，道路建设也随之加快，随着我国道路建设迅速发展，建设的速度也逐渐加快，而城市建设中地下的管线就好比人身上的神经与血管，它为我们输送这水、煤气、电等生活工作中的主要能源。近年来由于各区域的道路建设工程较多，引起了很多道路塌陷、管线爆裂、城市内涝等严重工程事故。是由于对地下的管线信息没有实时进行排查掌握而造成的。怎样去避免这一严重问题。在工程建设中需要避免这类不必要的损失，工程实施中会造成地质土体变形，这就间接的导致地下管线的变形。地下管线一般情况下可以承受一定的压力，如果不稍有注意就会造成管线的断裂而形成损失，当代的工程建设一般以隧道的建设中主要以矿山法和盾构法为主，为了避免这一类状况的发生，在建设工程中需要就行提前计算，探测来确定地下管线的材质与分布模式。这样可以减少地下管线在工程建设中的安全避免了不必要的麻烦。所以在日常的工程建设中针对底线管线的重视是非常重要的。

[1]向卫国，胡云龙.隧道开挖引起地下管线变形的数值分析及其应用[J].城市轨道交通研究，2014，17（2）：80～85.

[2]谷拴成，贺恒炜，茹国锋，等.地铁隧道工程开挖过程中地下管线的受力情况分析[J].城市轨道交通研究，2015，18（5）：14～18，23.

[3]王志斌.地铁隧道施工建设影响及防护浅谈[J].城市建设理论研究（电子版），2014（16）：2321～2322.

[4]李挺.城市隧道施工引起的地层变形规律[J].装饰装修天地，2015（10）：237.

TU990.3

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1004-7344（2016）27-0155-01

2016-9-12