关于工程勘察施工中避让地下管线的探讨

2019-09-05孙波李华杰

城市勘测 2019年4期

孙波，李华杰

(青岛市勘察测绘研究院，山东青岛 266033)

1 引言

工程勘察作为建筑、交通、水利等建设工程的基础一环，为后续的设计和施工提供了工程地质方面的基础数据资料，它往往需要通过钻探工作才能提供数据资料。在建设初期，工程勘察工作往往会遇到社会影响力不够、环境不完善、各方关注不足等问题，给勘察施工带来了很多安全隐患问题。近年来，地铁建设在各个城市相继展开，除北京、上海、广州、深圳四个一线城市外，大多数二线城市展开了大规模的地铁建设，部分三线城市如烟台，也进入了轨道交通建设时期。一条地铁线路的建设施工周期一般3年～5年，施工周期内包括工程勘察、土建、机电等施工过程，作为地铁施工的第一步，工程勘察时采取何种措施，如何组织好勘察作业施工，降低施工风险对城市环境的影响成为不可回避的问题。

2 勘察施工风险因素

勘察作业施工的环境错综繁杂，施工前首先需要辨识风险源，针对各类风险源制定相应的应对措施。根据多年的工作积累，在工程勘察施工时，面临的主要风险源包括地下管线、架空输电线路、交通事故、机械伤害、水域作业、特殊环境等因素。

2.1 风险因素

现代城镇中，地下管网密集，各类管线遍布于城市地下，城市内埋藏的地下设施众多，如油罐、人防、地下通道、地下室等。多数地下管线和地下设施都进行了竣工测量并数字化，有据可查。由于过去城镇建设缺乏长远规划以及延续性，老管道和设施年代久远，缺乏竣工资料，管理人员延续性不强，造成部分地下管线的材质、走向、埋深都不明确，对现在的钻探施工形成了安全风险。由《岩土工程勘察安全规范》可知，施工时应对地下管线和设施进行避让，勘探钻孔应与地下管线保持一定的水平距离，如表1所示。

勘探点与地下管线的水平距离表1

在有架空输电线路的场区勘察施工时，机械设备外边缘与架空输电线路边线之间应保持一定的安全距离，否则，在安全距离内作业施工时可能会造成触电事故。由《岩土工程勘察安全规范》可知，勘察作业时距导电物体外边缘与架空输电线路边线之间应保持的最小安全距离如表2所示。

勘察作业距导电物体与架空输电线路边线的最小安全距离表2

勘察钻探施工前，应检查机械设备的升降系统、钢丝绳、操作设施等各个部件是否运转正常，规范施工人员的操作流程，在设备搬运时，要放倒钻塔，避免在钻探和搬运过程中出现机械伤害。

在水上勘察施工时，需要掌握场区的水文气象资料、人工养殖及航运信息、作业船舶(或水上施工平台)的锚泊、水上作业要求等情况，面对各种情况需要有专门的应对措施。

在特殊环境下，如不良地质(滑坡、泥石流、断裂带等)、高原、台风、暴雨等，可能遭受到异常的伤害事故，勘察施工前，应根据面对的环境条件制定相应的应急措施，降低自然灾害事故的影响。

2.2风险等级评价

如表3所示，根据《岩土工程勘察安全规范》，勘察作业风险源评价可采用危险源评价因子计算每一种潜在危险作业条件所带来的风险，可按下式评价：D=LEC

式中：D-作业条件危险性评价值；

L-发生事故的可能；

E-暴露于危险环境的频繁程度；

C-发生事故后可能产生的后果。

新规则设置“规范性引用文件”、“纸质归档文件的修整、装订、编页、装盒和排架”、“归档电子文件的整理要求”三方面，去除旧规则第四项内容“质量要求”，形成包含七个模块的内容体系。

勘察作业条件危险因素评分表3

如表4所示，勘察作业风险源评价应根据作业条件危险性评价值的大小，确定每一种潜在危险作业条件的危险程度和危险等级。

勘察作业风险源评价表4

工程勘察施工各类风险源危险等级评价综合评定如表5所示。

各类风险源危险等级评价表5

从各类风险源等级评价体系中可以看出，地下管线风险等级最高，为3级。从近些年相关媒体的新闻报道可知，许多城市曾经发生过勘察作业施工钻破管道和打破地铁隧道的安全事故，事故造成了城市管网中断、地铁停运等社会影响。在勘察作业施工的风险源影响因素中，以破坏地下管线问题最为突出，据统计，破坏地下管线占工程勘察事故发生概率的80%以上，已经成为制约工程勘察施工的第一安全隐患。

3 地下管线风险管控

地铁作为线路工程，为了便于群众的出行，地铁车站多位于居住区、商业区等人口密集的区域，车站间的区间线路多沿市政道路展布，在地铁勘察作业施工中，怎样解决地下管线风险带来的安全问题，已成为保证勘察作业施工正常进行的重要基础。近几年，在青岛地铁勘察施工中，通过摸索和实践，总结了一套地下管线排查“四步走”流程，流程的步骤如图1所示：

图1“四步走”流程图

排查地下管线按照“四步走”的流程实施。第一，项目开工前，搜集施工场区的地下管线图，核实图纸的时效性，将勘探钻孔与图纸套叠，明确地下管线的范围，确认其与钻孔的位置关系。管线资料的搜集是十分重要的，通过搜集到的管线图，明确管线的属性、产权、尺寸、位置、埋深、量测时间等重要数据，做好对现场管线整体情况的认识。

第二，调查管线的现场分布情况，联系管线权属单位进行现场指认。核实管线图的准确性、时效性，进一步明确管线的位置、尺寸和埋深，了解管线施工方法为直埋法还是顶管施工法。常见的地下管线埋深一般在 2.0 m以内，顶管施工的管线埋深变化较大，机械法顶管施工始发井和接收井埋深多在 0.5 m以内，在始发井和接收井之间变化大，最大深度一般在 4 m～ 6 m。人工开挖法始发井、接收井以及两井之间管线埋深基本一致，埋深可以通过现场的检查井进行量测。

第三，使用探测管线仪器对勘探钻孔范围的管线进行探测，探测仪器管线位置、埋深。探测管线的仪器主要包括两类，一类是利用电磁感应对光缆、电缆和金属管线进行探测，或探测含有金属标志线的非金属材料管线，采用的测探仪器为管线探测仪。该仪器探测速度快，操作便利，探测精度较高，但也有一些缺陷，即对非金属管线信号不明显，探测不准确。另一类探测方式是利用电磁波原理对地下管线的所有材质进行探测，经常被用于查找地下掩埋的各类设施，该仪器称为管线雷达。管线雷达的优势在于可面向各类材质管线进行探测，但缺陷则体现为对周围环境具有较高要求，对操作人员的经验和素质具有较高要求。由此可见，任何一类管线探测仪器都是不完美的，需要进一步采取措施保障地下管线的安全。探测完成后在现场标示管线位置，以便后续布置钻孔。

第四，根据前三步调查情况调整并确定钻孔位置，在钻孔处进行挖探工作。挖探的目的是对前三步工作的验证。有些管线年代久远，管线图上未有标明，管线维护人员变动大，现场交代核实时有遗漏，管线探测仪器对部分管线没有信号，容易遗漏。因此，钻孔挖探是钻探开工前最后一项重要的步骤。为减小对地下管线的扰动影响，挖探工作以人工挖探为主，在遇到坚硬地面等特殊条件时，可以选用机械开挖。为了避免对地面造成影响，探坑的开挖尺寸不宜过大，一般采用 0.5 m～0.8 m×1.2～1.8 m的尺寸(具体尺寸应视现场环境条件和开挖人员身材确定)，当挖探深度大于 1.0 m时，应分台阶开挖，必要时，还应采取相应的支护措施，挖探深度不宜超过地下水位。在地面填方区域，应调查原地面的标高，填方的厚度，根据填方的厚度确定管线的埋深变化，从而确定挖探的深度。

4 工程实例

目前，在青岛地铁勘察施工中，按照管线排查“四步走”流程，排查出大量的地下管线。在地铁2号线浮山所站-燕儿岛路站区间，地铁隧道位于某条主干道路下方，根据勘察方案，该区间的钻孔需在隧道上方的路面进行钻探。依照“四步走”流程，在查阅管线图、现场核实、仪器探测后，实施了最后一步挖探，该条道路的路基厚度约 70 cm，人工开凿时间长、进度慢，现场采用小型挖掘机进行挖探，机械挖探仅限于路基层，路基以下天然土层采用了人工挖探。在某一钻孔挖探至 0.9 m时，发现一条φ10 cm的铸铁管道。前三步流程未查明该条管线，分析原因可能是：该管线属于老管线，管线图中没有标明，目前是否使用，各家管线权属单位也不清楚，仪器探测受周边环境影响没有信号反应。通过第四步挖探工作，查找到了未知的地下管线，人工挖探力量小，开挖扰动对管线的影响小，查明位置后回填即可。通过缜密的管线排查，118个钻孔全部进行了钻探施工，未发生一起安全事故。

在青岛地铁13号线勘察施工中，按照管线排查“四步走”流程，在完成前三步后未发现任何管线，人工挖探至 2.0 m时未填土，未发现任何管线。根据周边的地质条件，此处 0.5 m～1.0 m应见岩石层，考虑到挖探处填土厚度大于2.0 m，与周边地质条件不符，存在异常，因此，在挖探至 2.0 m后采用洛阳铲继续探测，探测至 2.3 m时发现一条水泥自来水管道。根据挖探结果，勘察施工时调整了钻孔位置，避免了一起安全事故。

管线排查“四步走”流程在青岛地铁多条线路的勘察施工中都得到了验证，证明这是一套行之有效的地下管线排查方法。