中心城區復雜環境下管線切改優化實踐

張鑫旺 李兵 劉蒙 劉珊

【摘 ? ?要】：為保障地鐵施工的順利進行及市政管線的正常運行，針對多條管線切改的統籌問題，從合并管線切改次數、利用現狀管線、優化管線施工工藝、臨時切改與永久切改相結合、管線切改與導行路施工相結合等方面出發，通過BIM建模、實地探測等方法對縱橫交錯的地下管線進行逐條梳理、統籌分析策劃，優化管線切改次數、減少占路，從而既能保證地鐵施工前期管線切改，又能滿足管線運營需求；同時降低管線切改費用、縮短工期。

【關鍵詞】：地鐵；管線切改；BIM建模

【中圖分類號】：TU990.3【文獻標志碼】：C【文章編號】：1008-3197（2023）02-49-03

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.02.012

Optimization and Practice of Pipeline Cutting and Modification under Complex Environment in Central Urban Area

ZHANG Xinwang， LI Bing， LIU Meng， LIU Shan

（China Construction Eighth Engineering Division Corp. Ltd.， Shanghai 200135，China）

【Abstract】：In order to ensure the smooth construction of subway and the normal operation of municipal pipelines， this paper aims at the overall planning of cutting and modifying multiple pipelines， starts from the following aspects： consolidating the number of pipeline cutting and modification， making use of the existing pipeline， optimizing the pipeline construction process， combining temporary and permanent cutting and modification， and combining the pipeline cutting and modification with the guide road construction， through BIM modeling， field exploration and other methods， the paper combs the criss-crossing underground pipelines one by one， and makes overall analysis and planning， and optimizes the number of pipeline cutting and changing to reduce the road occupation， so as to achieve not only ensuring the pipeline cutting and changing in the early stage of subway construction， but also meeting the pipeline operation requirements， while reducing the cost of pipeline cutting and changing， and shortening the period.

【Key words】：metro construction; pipeline cutting and modification; BIM modeling

地鐵大多建設在城市繁華地帶，地下管線錯綜復雜，無論采用明挖施工還是蓋挖施工，都需要提前將施工范圍內的各類管線切改至施工區域以外，以保證市政管網的正常運營。城市管網種類多、數量多、涉及產權單位多、施工影響大，導致管線切改進度緩慢，直接影響地鐵施工建設。針對地鐵建設前期管線切改問題，研究多集中在加強管線切改安全管理[1]、某個具體案例施工難點的解決措施[2]、管線切改總體原則[3～4]、管線切改綜合規劃[5]等方面；少有從多條管線切改統籌策劃、合理利用現狀管線、多期管線切改合并、降低切改成本、多工序穿插等角度出發，對管線切改綜合優化分析，本文針對以上問題，介紹如何通過統籌策劃，快速完成管線切改并節省施工成本。

1 工程概況

天津地鐵7號線和8號線六里臺站通過換乘通道換乘，見圖1。

車站施工范圍內分布有燃氣、通信、路燈、電力、排水、自來水六大類管線，其中8號線六里臺站共36條管線，7號線六里臺站約100條管線，均需提前切改至道路兩側；新建管線需占用道路兩側人行道、綠化帶及部分現狀城市主干道。

2 管線切改統籌策劃

1）BIM建模，合理規避管線沖突。管線分布密集繁雜；而新建管線與現狀管線接駁且發揮使用功能前，不能將現狀管線廢除，也就是說需要在保持現狀管線正常運營的情況下，敷設新管線。工程位于城市核心區，管線切改可利用空間有限且不同管線設計單位不同，管線標高不可避免的會發生沖突，盲目按圖施工而導致標高沖突無法繼續施工的案例時有發生，待問題發生后再修改設計圖紙、重新敷設管線，既延誤工期又增加施工成本。

在施工圖階段利用BIM技術對現狀管線、地下障礙、擬建管線建模，對不同管線的設計圖紙進行三維模擬，檢查位置是否沖突；同時對管線施工順序進行模擬策劃，研究可能存在的問題，利用綠化遷移空窗期與管線設計單位、產權單位對接，提前解決可能存在的問題，為后續管線切改順利施工提供合理保障。

2）優化排水管線流向，減少切改次數。8號線車站施工范圍內雨水管線原規劃進行兩期切改：先將車站范圍內管線切改至鞍山西道南北兩側、進行車站主體施工，雨水自車站南側順時針流向車站北側，在北側衛津河附近新建臨時一體化雨水泵站，雨水經泵站提升后流入衛津河；待車站施工完成后，廢除臨時一體化泵站，將北側雨水管線切改至鞍山西道下方，南側雨水管線繼續向南切改并在車站南側、衛津河附近新建永久一體化泵站，雨水由西向東匯入雨水泵站，經提升排入衛津河。見圖2。

兩側管線切改是為了避開地鐵車站施工，同時收集路面雨水排入衛津河。一期切改方案中的北側雨水管線用于收集車站北側導行路上的雨水，為必建管線，但管內雨水流向不影響功能，可進行調整；南側雨水管線均為收集導行路雨水，雨水流向可進行調整。結合永久一體化泵站規劃位置，對切改進行優化：調整一期切改中雨水流向，將雨水由南向北順時針流向調整為由北向南逆時針流向，南側管線二期路由取代一期路由，實現兩期合并；取消北側臨時一體化泵站，直接在南側新建永久泵站。見圖3。

與原切改方案相比，優化后的排水管線切改方案減少新建管道約280 m，同時減少一次一體化雨水泵站建設及拆除施工，預計節省成本約236萬元，節約工期約20 d。

3）結合交通導行，減少占路施工。施工范圍內的六里臺橋需拆除重建。燃氣、自來水、通信管線均需在該橋處橫穿鞍山西道過路，作為主干道，占路施工存在眾多難題：

（1）不能影響交通，只能采取夜間施工、白天恢復道路的組織方式，不僅施工周期長；

（2）占路施工需提前辦理相關手續，涉及道路橋梁管理處、交通管理部門等多個部門，審批時限長；

（3）占路施工期間，臨時恢復道路、增加安全措施、切改完成后恢復路面等措施費用高。

六里臺橋拆除占路施工相關手續已完成。鑒于管線切改與橋梁拆除施工區域一致、均需辦理占路審批手續、同期施工不產生相互影響等因素，可以充分利用拆橋窗口期，在拆橋封圍期間完成此段管線預埋，兩次占路施工合并為一次，既減少了占路次數，降低了外部協調壓力，又節省了工期和費用。

車站施工前，需在兩側修建臨時導行路以滿足車輛通行要求，導行路占用車站南北兩側綠化帶、人行道，新建管線均位于導行路下方，充分利用修建導行路窗口期，安排管線切改施工，實現交通導行與管線切改同期施工、流水作業。

4）管線永臨結合，減少切改工程量。車站主體基坑內有2條燃氣管線且管線途經一座中壓燃氣調壓柜。根據切改方案，需廢除影響車站施工的部分管線，在車站南側新建同規格燃氣管與車站范圍外未廢除的燃氣管相接并在鞍山西道南側重新選址建設調壓柜，新建管線重新與調壓柜連接，待主體施工完成后，再原位恢復永久燃氣管線。見圖4。

此切改方案存在兩個問題：

（1）項目地處鬧市區，可用場地有限，沒有位置新建永久調壓柜；

（2）保留部分現狀管線，新舊管線需進行重新接駁，存在11處管線接駁點，接駁點采用不停輸帶氣阻斷作業方式，單個接駁點費用高達近百萬，切改費用過高且該作業方式施工周期長，單個作業點施工需要約15 d。

若切改不利用現狀管線，全部進行新建，只需在新管線兩端與現狀管線連接，可減少接駁點；將新建永久調壓柜改為臨時調壓柜，切改后仍保留車站施工范圍外管道及調壓柜，恢復管線時，可重復利用。基于以上分析，最終對切改方案進行優化：

（1）在鞍山西道南側新建燃氣管線及臨時調壓柜，臨時調壓柜占地面積小，費用低，保留現狀調壓柜及部分管線（圖4中可重復利用段），待管線恢復時，將新建管線與保留段管線對接，同時現狀調壓柜可重復使用，降低了調壓柜遷址新建成本及管線恢復工程量；

（2）調整管線接駁點作業方式，將不停輸帶氣阻斷作業方式調整為不停輸帶氣封堵，單個接駁點費用約15萬且單個作業點僅需5 d即可完成。

優化后，節省施工成本約600萬元，同時節省了作業點接駁工期；接駁點多數位于道路下方，作業時間縮短也減少了交通壓力及外部協調難度。

5）加強管線實地探測，減少不必要切改。車站風亭附近現存一條DN600 mm城市給水管道，埋深約1.6 m，根據物探單位提供的成果圖，給水管與風亭結構邊墻交叉，影響風亭施工，需進行切改。風亭施工期間，將給水管切改至車站頂板上方并在下游穿越衛津河后與現狀管線相接。見圖5。

該方案存在以下施工難點：

（1）上游（即車站站體右側）新建管線位于城市主干路交叉口，交通量大，占路施工協調難度高，只能采取夜間施工、白天恢復交通的組織方式，施工周期及安全措施費用投入遠大于常規施工；

（2）下游新建管線需下穿衛津河，作為城市防汛河，不能斷流施工；若明挖開槽施工，需在河道內施作擋水壩并調水以確保河道暢通；而采用頂管或拉管施工工藝，則缺少必須的工作空間。

為了在保證風亭正常施工的情況下，以最小的投入合理解決以上問題，先對管線進行實地探挖定位并將風亭位置實地放線確認，經實地復核，該管線實際位置距風亭最近處2.98 m，不影響風亭施工，與設計單位溝通后，可取消該段管線切改，節省切改工程量246 m，節約成本約101萬元。

3 結語

中心城區地鐵車站建設過程中，不可避免的需要對城市管網進行切改，城市管網錯綜復雜，切改難度大、費用高、報批手續多、施工周期長，極大地限制了施工進度；綜合利用BIM技術并結合實地探測，有利于對管線進行合理優化、統籌安排；而優化設計不僅能降低切改困難，同時也能減少切改工程量，節省工期及施工成本。

參考文獻：

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