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摘要:
地鐵明挖車站施工,涉及大量地下管線需要探查,由于城市形成過程和歷史原因,導致城市地下環境的十分復雜,給管線探查帶來很對困難。本文結合西安地鐵五號線管線探查實際情況總結分析,探究地鐵施工管線探查相關技術。
關鍵詞:
地鐵施工;管線調查;洛陽鏟;地質雷達;物探
1.管線現狀概述
按照正常情況,地鐵施工管錢探查遷改工作,按照業主提供的管線圖紙進行挖掘,是件很容易的事情。但現狀是:由于過去城市管理認識局限性和規劃、設計、施工各個環節管理的不到位,導致現在地鐵施工階段,業主從市政、規劃系統獲取的管線圖信息準確性比較差。往往出現實際探查結果和圖紙信息不相符,偏差非常大,可靠性很差。
2.管線信息不準確原因探究
(1)施工偏差和地形變化,沒有被錄入檔案資料。例如,設計顯示天然氣主管在西安地鐵五號線岳家寨站施工范圍內埋深1.2m,實際探查結果為車站南端頭埋深1.2m,車站中間埋深2.8~5.8m,車站北端頭埋深0.8m。造成這一原因是,原來管線施工時受到地面附著物影響無法挖溝直埋,最后采用頂管法進行施工,導致埋深出現一些偏差。之后的幾年內,該區域地表陸續出現傾倒建筑垃圾,修建道路等人為活動改變了地貌,使得管道埋深偏差進一步加大,這些緩慢持續的變化最終并沒有被錄入檔案資料。多年以后的今天,修建地鐵調取的圖紙資料,與實際情況已經不相符了。(2)認識的局限性,導致采用的定位方法不先進。例如:設計圖顯示榮家寨站污水管在車站范圍外1.5m處,實際探結果為在車站內3.5m處,偏差達到5m。出現這情況的原因,除過上述存在的因素,還存在一個因素是定位系統導致的。市政管道除過新埋設的天然氣管道采用坐標定位外,過去大部分地埋管線都是采用道路中心線為參考,進行定位。例如,電力管溝位于某某南路中線以東4m處埋深9m,雨污水管道位于某某北側路中線以東1m處埋深6m。而隨著城市發展,道路經常進行改造,道路高程和位置也發生了變化,道路中心線也隨之變化,但各部門信息溝通不順暢等原因,使管道實際位置和檔案資料出現偏差,地鐵設計和施工時接收的信息是錯誤。(3)城市道路下存在大量老舊管線和無規劃無備案管線。過去一些城中村及單位,在當時看來比較荒僻的城市周邊埋設用戶管道,沒有經過市政部門規劃和備案。隨著城市發展,地鐵修建到這些區域時,過去埋設管道的相關人員已經很難找到,,沒有人清楚地下管道的位置,導致信息中斷丟失。例如:岳家寨站設計圖顯示管線8類8根,實際探查為9類18根,榮家寨站設計圖顯示管線4類9根,實際探查為4類16根。這些設計圖上沒有顯示,現場走訪調查階段難以獲得有效信息,臨建與圍護結構施工期間,非常容易發生管線事故。
2.1管線探查不準確導致后果
管線探查不準確,會導致以下幾種情況:(1)管線事故。因為探查不準確導致施工挖斷破壞管道事故,在國內外多個城市施工中屢見不鮮。(2)遷改延誤,進而影響地鐵施工總工期。由于無法快速準確找道地下管道,導致管道遷改無法按時開展,或者發生管線事故,導致停工搶險,都會延誤工期。(3)造成巨大的經濟損失和社會影響。無論是管線事故和工期延誤,都會造成巨大經濟損失。特別是天然氣、自來水、電力、熱力等高危管道,破壞后給城市居民生活造成嚴重影響,甚至阻斷交通,造成基坑坍塌,人員傷亡等重大事故,社會影響惡劣。
3.探查方法及步驟
(1)前期走訪。項目開工前,對周邊單位和城中村等走訪調查,了解信息不全老舊管線和無規劃無備案用戶管線。組織專業技術人員和管線工程師,會同管線各產權單位或原管線施工單位人員,到現場指認地下管線分布情況,形成各方簽字確認的管線書面交底。(2)現場踏勘核對數據。根據業主提供的本標段管線改遷施工圖,安排技術、測量、作業人員對場地內既有管線檢查井、井內管線走向、埋深及種類等數據進行摸排與采集,綜合數據后以確定管線實際情況與設計是否一致。繪制初步地下管線分布實測圖,如圖1。(3)洛陽鏟釬探。對于場地內未探明管線的區段,宜先采用洛陽鏟探查。地下常規管道一般埋深小于8m,所以洛陽鏟探查深度為地面以下8m,探查孔位梅花形布設,孔徑5cm,間距20cm,探孔沿基坑開挖輪廓線布設。通過觀察洛陽鏟取出的土體顏色和感受孔內障礙物,判斷是否有管線。凡是發現回填土、黃砂或下探困難時,在該處周圍增加探孔數量,確定存在異常時,可采用人工開挖或其它方法進一步確認。
3.1專業物探
對有偏差不確定的管線,或地下建筑垃圾較多洛陽鏟無法探查情時,可采用專業物探進行探測。對于金屬類管線,宜使用金屬探測儀和地質雷達進行探查,能比較準確的測定管線埋深、走向;對于混凝土管和PE類管線,通過地質雷達掃描地層情況加以確認。由于地下建筑垃圾等因素影響,物探存在一定的誤判情況,不能作為最終確認依據。
3.2人工挖探槽確認
對于調查階段、洛陽鏟探孔階段、物探階段發現的疑似管線,進行人工開挖探槽進行確認。由于地下管線信息的不可靠性,在該環節只能使用人工開挖,不允許使用機械開挖。開挖深度2m以內采用垂直不放坡開挖,深度超過2m時必須做好溝槽支護或放坡。發現不明管線應停止開挖,由技術人員采集管線坐標及高程后方可進一步處理。
3.3繪制管線現狀圖
由技術人員根據探查結果及時繪制管線現狀圖,形成一整套真實、準確的地下管線資料,為指導施工提供必要的依據。圖中應包括設計未注明和與設計不符的管線走向、埋深、類型、材質、管徑、使用狀態及地面閥門井、檢修井位置等內容。
4.管線事故案例分析
(1)2016年2月18日,在施工某車站右線圍護樁時,旋挖鉆鉆至地下2.2m處,將一根DN600預埋自來水管打斷。原因分析:車站位于某規劃十字路口,因未能完成征地,該段道路未施工,地貌為原城中村農田。根據業主提供的管線遷改圖紙顯示,該自來水管為規劃管線還未施工,地鐵土建施工單位就沒有進行全面探查。但是原管道施工單位實際已經將該十字路口的管道埋設,但未告知產權單位,也未進行交工驗收,地鐵建設單位在市政管理部門提取的信息肯定不準確。(2)根據業主提供的管線遷改圖顯示,在某車站左側圍護樁施工范圍內無管線,為了確保安全,土建施工單位按照走訪調查、洛陽鏟探查、物探協助縮小范圍、人工開挖確認的方式,在該區發現7根無規劃無備案管道影響車站施工。分別為:一根原城中村DN600污水管;某單位DN400雨水、污水、自來水各1根;3年前市政施工單位在此預埋的未備案DN1200雨水管和DN1000污水管。經過全面排查,排除了該車站施工引發管線事故風險。
5.結論
(1)對圖紙上顯示的管線信息,必須通過洛陽鏟探查或物探探查確定范圍,然后通過人工開挖查明管道信息。(2)圖紙顯示沒有管線區域但是需要涉土作業的,也必須按照走訪調查、洛陽鏟探查、物探協助探查縮小范圍、人工開挖確認的方式進行全面探查,確認管道信息。避免管線事故的發生。
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作者:王鎖利 單位:中交第二公路工程局有限公司