孫波，李華杰

(青島市勘察測繪研究院，山東 青島 266033)

1 引 言

工程勘察作為建筑、交通、水利等建設工程的基礎一環(huán)，為后續(xù)的設計和施工提供了工程地質(zhì)方面的基礎數(shù)據(jù)資料，它往往需要通過鉆探工作才能提供數(shù)據(jù)資料。在建設初期，工程勘察工作往往會遇到社會影響力不夠、環(huán)境不完善、各方關注不足等問題，給勘察施工帶來了很多安全隱患問題。近年來，地鐵建設在各個城市相繼展開，除北京、上海、廣州、深圳四個一線城市外，大多數(shù)二線城市展開了大規(guī)模的地鐵建設，部分三線城市如煙臺，也進入了軌道交通建設時期。一條地鐵線路的建設施工周期一般3年～5年，施工周期內(nèi)包括工程勘察、土建、機電等施工過程，作為地鐵施工的第一步，工程勘察時采取何種措施，如何組織好勘察作業(yè)施工，降低施工風險對城市環(huán)境的影響成為不可回避的問題。

2 勘察施工風險因素

勘察作業(yè)施工的環(huán)境錯綜繁雜，施工前首先需要辨識風險源，針對各類風險源制定相應的應對措施。根據(jù)多年的工作積累，在工程勘察施工時，面臨的主要風險源包括地下管線、架空輸電線路、交通事故、機械傷害、水域作業(yè)、特殊環(huán)境等因素。

2.1 風險因素

現(xiàn)代城鎮(zhèn)中，地下管網(wǎng)密集，各類管線遍布于城市地下，城市內(nèi)埋藏的地下設施眾多，如油罐、人防、地下通道、地下室等。多數(shù)地下管線和地下設施都進行了竣工測量并數(shù)字化，有據(jù)可查。由于過去城鎮(zhèn)建設缺乏長遠規(guī)劃以及延續(xù)性，老管道和設施年代久遠，缺乏竣工資料，管理人員延續(xù)性不強，造成部分地下管線的材質(zhì)、走向、埋深都不明確，對現(xiàn)在的鉆探施工形成了安全風險。由《巖土工程勘察安全規(guī)范》可知，施工時應對地下管線和設施進行避讓，勘探鉆孔應與地下管線保持一定的水平距離，如表1所示。

勘探點與地下管線的水平距離 表1

在有架空輸電線路的場區(qū)勘察施工時，機械設備外邊緣與架空輸電線路邊線之間應保持一定的安全距離，否則，在安全距離內(nèi)作業(yè)施工時可能會造成觸電事故。由《巖土工程勘察安全規(guī)范》可知，勘察作業(yè)時距導電物體外邊緣與架空輸電線路邊線之間應保持的最小安全距離如表2所示。

勘察作業(yè)距導電物體與架空輸電線路邊線的最小安全距離 表2

勘察鉆探施工前，應檢查機械設備的升降系統(tǒng)、鋼絲繩、操作設施等各個部件是否運轉(zhuǎn)正常，規(guī)范施工人員的操作流程，在設備搬運時，要放倒鉆塔，避免在鉆探和搬運過程中出現(xiàn)機械傷害。

在水上勘察施工時，需要掌握場區(qū)的水文氣象資料、人工養(yǎng)殖及航運信息、作業(yè)船舶(或水上施工平臺)的錨泊、水上作業(yè)要求等情況，面對各種情況需要有專門的應對措施。

在特殊環(huán)境下，如不良地質(zhì)(滑坡、泥石流、斷裂帶等)、高原、臺風、暴雨等，可能遭受到異常的傷害事故，勘察施工前，應根據(jù)面對的環(huán)境條件制定相應的應急措施，降低自然災害事故的影響。

2.2風險等級評價

如表3所示，根據(jù)《巖土工程勘察安全規(guī)范》，勘察作業(yè)風險源評價可采用危險源評價因子計算每一種潛在危險作業(yè)條件所帶來的風險，可按下式評價：D=LEC

式中：D-作業(yè)條件危險性評價值；

L-發(fā)生事故的可能；

E-暴露于危險環(huán)境的頻繁程度；

C-發(fā)生事故后可能產(chǎn)生的后果。

新規(guī)則設置“規(guī)范性引用文件”、“紙質(zhì)歸檔文件的修整、裝訂、編頁、裝盒和排架”、“歸檔電子文件的整理要求”三方面，去除舊規(guī)則第四項內(nèi)容“質(zhì)量要求”，形成包含七個模塊的內(nèi)容體系。

勘察作業(yè)條件危險因素評分 表3

如表4所示，勘察作業(yè)風險源評價應根據(jù)作業(yè)條件危險性評價值的大小，確定每一種潛在危險作業(yè)條件的危險程度和危險等級。

勘察作業(yè)風險源評價 表4

工程勘察施工各類風險源危險等級評價綜合評定如表5所示。

各類風險源危險等級評價 表5

從各類風險源等級評價體系中可以看出，地下管線風險等級最高，為3級。從近些年相關媒體的新聞報道可知，許多城市曾經(jīng)發(fā)生過勘察作業(yè)施工鉆破管道和打破地鐵隧道的安全事故，事故造成了城市管網(wǎng)中斷、地鐵停運等社會影響。在勘察作業(yè)施工的風險源影響因素中，以破壞地下管線問題最為突出，據(jù)統(tǒng)計，破壞地下管線占工程勘察事故發(fā)生概率的80%以上，已經(jīng)成為制約工程勘察施工的第一安全隱患。

3 地下管線風險管控

地鐵作為線路工程，為了便于群眾的出行，地鐵車站多位于居住區(qū)、商業(yè)區(qū)等人口密集的區(qū)域，車站間的區(qū)間線路多沿市政道路展布，在地鐵勘察作業(yè)施工中，怎樣解決地下管線風險帶來的安全問題，已成為保證勘察作業(yè)施工正常進行的重要基礎。近幾年，在青島地鐵勘察施工中，通過摸索和實踐，總結了一套地下管線排查“四步走”流程，流程的步驟如圖1所示：

圖1“四步走”流程圖

排查地下管線按照“四步走”的流程實施。第一，項目開工前，搜集施工場區(qū)的地下管線圖，核實圖紙的時效性，將勘探鉆孔與圖紙?zhí)庄B，明確地下管線的范圍，確認其與鉆孔的位置關系。管線資料的搜集是十分重要的，通過搜集到的管線圖，明確管線的屬性、產(chǎn)權、尺寸、位置、埋深、量測時間等重要數(shù)據(jù)，做好對現(xiàn)場管線整體情況的認識。

第二，調(diào)查管線的現(xiàn)場分布情況，聯(lián)系管線權屬單位進行現(xiàn)場指認。核實管線圖的準確性、時效性，進一步明確管線的位置、尺寸和埋深，了解管線施工方法為直埋法還是頂管施工法。常見的地下管線埋深一般在 2.0 m以內(nèi)，頂管施工的管線埋深變化較大，機械法頂管施工始發(fā)井和接收井埋深多在 0.5 m以內(nèi)，在始發(fā)井和接收井之間變化大，最大深度一般在 4 m～ 6 m。人工開挖法始發(fā)井、接收井以及兩井之間管線埋深基本一致，埋深可以通過現(xiàn)場的檢查井進行量測。

第三，使用探測管線儀器對勘探鉆孔范圍的管線進行探測，探測儀器管線位置、埋深。探測管線的儀器主要包括兩類，一類是利用電磁感應對光纜、電纜和金屬管線進行探測，或探測含有金屬標志線的非金屬材料管線，采用的測探儀器為管線探測儀。該儀器探測速度快，操作便利，探測精度較高，但也有一些缺陷，即對非金屬管線信號不明顯，探測不準確。另一類探測方式是利用電磁波原理對地下管線的所有材質(zhì)進行探測，經(jīng)常被用于查找地下掩埋的各類設施，該儀器稱為管線雷達。管線雷達的優(yōu)勢在于可面向各類材質(zhì)管線進行探測，但缺陷則體現(xiàn)為對周圍環(huán)境具有較高要求，對操作人員的經(jīng)驗和素質(zhì)具有較高要求。由此可見，任何一類管線探測儀器都是不完美的，需要進一步采取措施保障地下管線的安全。探測完成后在現(xiàn)場標示管線位置，以便后續(xù)布置鉆孔。

第四，根據(jù)前三步調(diào)查情況調(diào)整并確定鉆孔位置，在鉆孔處進行挖探工作。挖探的目的是對前三步工作的驗證。有些管線年代久遠，管線圖上未有標明，管線維護人員變動大，現(xiàn)場交代核實時有遺漏，管線探測儀器對部分管線沒有信號，容易遺漏。因此，鉆孔挖探是鉆探開工前最后一項重要的步驟。為減小對地下管線的擾動影響，挖探工作以人工挖探為主，在遇到堅硬地面等特殊條件時，可以選用機械開挖。為了避免對地面造成影響，探坑的開挖尺寸不宜過大，一般采用 0.5 m～0.8 m×1.2～1.8 m的尺寸(具體尺寸應視現(xiàn)場環(huán)境條件和開挖人員身材確定)，當挖探深度大于 1.0 m時，應分臺階開挖，必要時，還應采取相應的支護措施，挖探深度不宜超過地下水位。在地面填方區(qū)域，應調(diào)查原地面的標高，填方的厚度，根據(jù)填方的厚度確定管線的埋深變化，從而確定挖探的深度。

4 工程實例

目前，在青島地鐵勘察施工中，按照管線排查“四步走”流程，排查出大量的地下管線。在地鐵2號線浮山所站-燕兒島路站區(qū)間，地鐵隧道位于某條主干道路下方，根據(jù)勘察方案，該區(qū)間的鉆孔需在隧道上方的路面進行鉆探。依照“四步走”流程，在查閱管線圖、現(xiàn)場核實、儀器探測后，實施了最后一步挖探，該條道路的路基厚度約 70 cm，人工開鑿時間長、進度慢，現(xiàn)場采用小型挖掘機進行挖探，機械挖探僅限于路基層，路基以下天然土層采用了人工挖探。在某一鉆孔挖探至 0.9 m時，發(fā)現(xiàn)一條φ10 cm的鑄鐵管道。前三步流程未查明該條管線，分析原因可能是：該管線屬于老管線，管線圖中沒有標明，目前是否使用，各家管線權屬單位也不清楚，儀器探測受周邊環(huán)境影響沒有信號反應。通過第四步挖探工作，查找到了未知的地下管線，人工挖探力量小，開挖擾動對管線的影響小，查明位置后回填即可。通過縝密的管線排查，118個鉆孔全部進行了鉆探施工，未發(fā)生一起安全事故。

在青島地鐵13號線勘察施工中，按照管線排查“四步走”流程，在完成前三步后未發(fā)現(xiàn)任何管線，人工挖探至 2.0 m時未填土，未發(fā)現(xiàn)任何管線。根據(jù)周邊的地質(zhì)條件，此處 0.5 m～1.0 m應見巖石層，考慮到挖探處填土厚度大于2.0 m，與周邊地質(zhì)條件不符，存在異常，因此，在挖探至 2.0 m后采用洛陽鏟繼續(xù)探測，探測至 2.3 m時發(fā)現(xiàn)一條水泥自來水管道。根據(jù)挖探結果，勘察施工時調(diào)整了鉆孔位置，避免了一起安全事故。

管線排查“四步走”流程在青島地鐵多條線路的勘察施工中都得到了驗證，證明這是一套行之有效的地下管線排查方法。

5 結 語

在城市的工程建設施工中，各行各業(yè)都在尋求標準化施工流程，工程勘察施工時面對的環(huán)境復雜，安全隱患眾多，尤其是復雜的地下管網(wǎng)風險。制定一套行之有效的地下管線排查流程，有利于降低勘察施工風險，減少工程勘察施工對社會的影響，保障城市建設的順利進行。