地铁施工邻近管线安全风险管理研究论文_魏建滨

地铁施工邻近管线安全风险管理研究论文_魏建滨

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摘要:随着我国城市化建设的不断加快,城市交通建设也在快速发展,在此情况下,地铁建设成为了城市交通建设的重要部分。地下管线是城市基础设施的重要组成部分,但地铁施工又无法避免对邻近地下管线造成影响,严重的甚至还会导致管线出现破坏现象。因此,必须对地铁施工邻近管线安全风险进行深入的研究,从而制定出适宜的管理措施,确保地铁施工以及邻近管线的安全。一个城市的地下管线可以说就是该城市的生命线,是该城市能够继续生存且发展的基本物质。但因地铁施工具有范围大、影响广的特征,必然会在施工过程中影响到周围的建筑。本文详细论述了地铁施工邻近管线安全风险管理,以供同行参考。

关键词:地铁施工;地下管线;安全风险管理

0引言

新世纪以来,我国城市轨道交通建设越来越频繁,地铁施工也越来越复杂。同时,随着城市建设的逐渐加快,城市地下管网越来越复杂,但地铁施工必然会影响到地下管线,这使得邻近管线的安全风险就成为人们高度关注的问题,因此,必须对地铁施工邻近管线安全风险管理进行深入的研究,从而确保地铁施工不会对邻近管线的安全运行造成影响。

1地铁施工特点

(1)因地铁结构均处于地下环境,所以其不可避免会受到当地工程地质及水文条件的影响。一般情况下,地下结构靠近地层,变形因受到地层的约束,会与围岩一起运作。所以在进行结构受力的分析时,需要就围岩对结构的约束抗力进行全面的考虑,但对于抗力实际大小,则需要根据结构与地层的紧密程度,以及围岩自身的岩性而决定。

(2)地铁结构主要埋设在地下,且呈现出一种长条状,然后延伸至几十公里,有时甚至会更长。一般情况下,地铁沿线穿越的地层是大不相同的,所以邻近各地段的地形与地物也都会有一些差异存在。例如地铁施工附近的环境、建筑物等周边边界条件,虽然大不相同,但却互相影响着。

(3)在进行地铁工程的施工时,一方面会受到周围地质与环境影响,另一方面也会对周围的环境产生一定的影响。例如地下水环境的变化,以及地铁经过时产生的振动以及噪音等。

(4)地铁工程往往会占据较大的地下空间,且在其施工过程中,空间状态也会出现一些变化,由此可以看出,随着时间的推移,此种时间及空间的变化会形成一个动态的变化过程,也就是所谓的时空效应,这种效应会使得结构物与围岩发生物性变化。基于此,必须对这些变化情况进行及时的量测与跟踪了解。在此情况下,量测与监控的必要性与重要性也逐渐显现出来,从而加大了地铁工程施工的难度与复杂程度。

2地铁施工邻近地下管线分类及其破坏模式

2.1地下管线分类

一般情况下,城市地铁施工邻近管线可按照用途、材质、接口形式等进行分类。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中,如果按照用途进行分类,则主要包括燃气管道、给水管道、排水管道、电力和电缆等。如果按照材质进行分类,则主要包括钢筋混凝土(混凝土)管、铸铁管、钢管和聚乙烯管。如果按照接口形式进行分类,则主要包括刚性管和柔性管。

2.2地下管线破坏模式

对于地下管线的破坏形式,主要包括管线应力破坏(常见于柔性管线)、管线接头变形破坏(常见于刚性管线)两种管理模式。地下管线破坏可能是以上两种模式之一,也可能是以上两种模式同时发生。

3管线安全风险因素分析

①管线自身的影响。对于地下管线,其自身能够承受的荷载与形变抵抗能力是确保管线能够正常运行的关键。但管线自身的腐蚀情况以及渗漏情况,也会对管线的安全运行造成一些影响。②地铁施工的影响。工程施工管理是影响管线安全风险的主要因素之一,且在公路工程施工过程中,其必定会在一定程度上破坏管线邻近的土体平衡状态,这样一来,会使得重力重新分配以及造成沉降影响,从而给管线正常工作带来一些附加压力,在此情况下,必然会使管线应力发生变化,最终引发附加形变现象。③土质参数的影响。大多数情况下,管线都是以网络形式存在的,所以,只要土质层参数不同,其对同一地区管线带来的影响也是不一样的。此外,在进行管线安全风险的衡量时,要以内摩擦角、弹性模量为主,并将粘聚力作为评定的标准。④相对位置的影响。所谓相对位置,一般是指管线及地铁之间的相对竖直距离、相对水平距离。对于管线变形现象,其与距离存在一种反比例关系。

4管线安全风险评价标准

①Ⅰ级:管线沉降较小,煤气管线沉降值应小于5mm,给水管线沉降值应小于10mm,排水管线沉降值应小于20mm。②Ⅱ级:管线沉降很小,煤气管线沉降值介于5~8mm,给水管线沉降值应为10~20mm,排水管线沉降值应为20~30mm。③Ⅲ级:管线沉降处于安全范围内,煤气管线沉降值应为8~10mm,给水管线沉降值应为20~30mm,排水管线沉降值应为30~40mm。④Ⅳ级:管线发生较大沉降,煤气管线沉降值应为10~20mm,给水管线沉降值应为30~40mm,排水管线沉降值应为40~50mm。⑤Ⅴ级:管线发生很大沉降,煤气管线沉降值要大于20mm,给水管线沉降值要大于40mm,排水管线沉降值要大于50mm。

5管线安全风险管理控制措施

当风险等价为Ⅰ级时,管道处于安全状态,需以施工参数控制为主,但是在正式施工之前,不需要对管线采取专门的保护措施。在施工中,可适当监测管线的沉降。当风险等级为Ⅱ级时,管道处于较安全状态,只需进行简单的保护,即仅需对隧道施工过程采取一般性安全保护措施,仅需要在洞(坑)内采取措施,施工中管线安全监测强度较小。当风险等价为Ⅲ级时,管道处于危险状态,此时需要采取重点保护措施,即对管线所在土体和隧道施工过程同时采取较为专业的保护措施,需要在洞(坑)内、洞(坑)外同时采取措施;施工中加强施工参数控制,提高管线状态的监测频率,同时对管线周围松散土体进行注浆加固。当风险等价为Ⅳ级时,管道处于比较危险状态,此时需采取专业保护措施,即对管线所在土体和隧道施工过程同时采取专业保护措施,除在洞(坑)内、洞(坑)外同时采取措施外,还需要有专业人员提供的专业保护措施和紧急预案;施工前,对管线及隧道之间的土体进行注浆加固或进行钢板桩隔离加固;施工中严格施工参数控制,严密监测管线状态,还可使用悬吊法或支撑法来固定管线。当风险等价为Ⅴ级时,管道处于很危险状态,此时除了要做好上述专项保护措施之外,还要制定专项性紧急预案,对管线荷载进行彻底的清除,并采用注浆加固及钢板隔离加固的方式来强化管线,尤其是需要密切的观察施工参数,加强管线固定。

6结束语

总而言之,地下管线是城市基础设施的重要组成部分,但地铁施工又无法避免对邻近地下管线造成影响,严重的甚至还会导致管线出现破坏现象。因此,必须对地铁施工邻近管线安全风险进行深入的研究,从而制定出适宜的管理措施,确保地铁施工以及邻近管线的安全。

参考文献

[1]王海涛,地铁隧道钻爆法施工邻近埋地管线的安全风险管理研究[J].科学技术与工程,2015(11).

[2]吴贤国,地铁施工临近管线安全管理及评价标准研究[J].铁道标准设计,2014(09).

[3]张立茂,陈跃庆.地铁施工邻近桥梁安全风险管理研究[J].铁道工程学报,2012(07).

论文作者:魏建滨

论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下

论文发表时间:2016/12/5

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