天津老城区地铁建设管线切改策略与案例浅析

刘宝光

（天津市地下铁道集团有限公司，天津 300000）

1 引言

地铁工程具有战线长、投资大、施工周期长、影响面广等特点。老城区相较于新城区具有道路狭窄、无绿化带建筑退线、地下管线错综复杂等特点，而天津作为北方的沿海城市相较于南方大城市还具有供热管线较多、地下水位高、土壤存在冰冻深度等特点，这些因素都会使地铁工程的前期准备变得更为复杂。本文将从地铁的施工特点出发，结合地区管线切改的特点和难点，提出相应的技术方案和统筹管理策略，同时，结合实际案例，对地铁建设涉及的市政管线切改经验进行总结。

2 地铁管线切改一般特点与设计思路

地铁工程主要分为车站、隧道两大部分。地铁隧道由于覆土较深，采取盾构方式可有效避免线路通过区域开挖，对市政道路、管线的影响较小，通常不会对市政管线进行切改，盾构过程中做好管线检测及沉降保护即可。地铁车站位于市政道路和管线的下方，采取明挖、盖挖等施工方式，均会与地下市政管线发生冲突。因此，为保证地铁工程施工顺利，会提前对与地铁车站修建有矛盾的市政管线进行保护或切改。由于每个车站的工况不同，管线切改的方式也不同，故地铁建设管线切改工程都具有唯一性，同类工程的方案不可复制，应结合周边实际情况和管线运行情况，有针对性地制定合理的切改方案。

2.1 管线切改特点

天津地区市政管线一般分为给水、再生水、雨水、污水、燃气、热力、电力、路灯、通信九类，各类管线特点如下：

（1）给水、再生水管线包括输水干管与配水管，并且道路上可能存在多个路由。管线主要为压力管线，高程上基本无变化，多采用钢管、铸铁管、塑料管等管材，管线连接要求较高。

（2）排水管线包括雨水、污水管，以重力流排水为主，受地面坡度、下游接管口高程等影响，管线切改时高程不易调整，且通常雨水管径较大，施工造价较高。

（3）燃气管线存在多个压力等级、道路上可能存在多个路由。由于压力管线中的气体具有易燃易爆的特点，虽然在平面及高程上可以调整，但在切改敷设时应尽量做到平直。管线多采用钢管、PE管等管材，连接要求高，存有一定的安全隐患。

（4）热力管线季节性运营，压力供热水，在高程上可以上下调整，但是需要增加热补偿、固定墙等配套设施，管线多采用保温钢管，连接要求高。

（5）电力、通信管线。电力管线可存在多个电压等级。通信管线一般数量和涉及的运营商较多，较为复杂。一般敷设在管道和缆沟内，也有部分直埋或架空敷设，两类管线都具有可弯曲的特点，但对转弯半径要求较大。

为保证市政管线安全和施工顺利，各市政管线在切改时的水平和垂直净距应满足《城市管线综合规划规范》（GB 50289-2016）中4.1.9管线水平净距与4.1.14管线垂直净距的要求。同时，结合天津地区管线施工经验，考虑到冰冻深度影响，管线的最小覆土深度需满足给水管线0.7m、再生水管线0.7m、电力直埋电缆0.7m、电力排管0.7m、通信管线0.9m、燃气管线0.9m、供热管线1.0m的要求。

2.2 管线切改方式

在城市范围内上述每种市政管线都像网一样具有系统性，重要管线的切改往往会影响管线的整体布局。结合管线与地铁工程施工的关系，通常管线切改方式可分为一次性永久切改与分期切改最终复位两类。而具体的管线切改方式又可分为永久切改、临时切改、悬吊保护、临时废除等。各类管线切改方式可用于下列工况：

（1）永久切改：地铁车站修建的周边地区和城市道路绿化带下有足够的地下空间，同时，复位管线无法满足与车站主体高程、安全等要求，可考虑将管线一次性永久切改到位。此类管线一般包括大管径的排水管线、高等级的电力管线、燃气管线等。

（2）临时废除：地铁车站修建导致园林绿化临时迁移、道路临时断交，相应的绿化供水管与路灯管线可临时废除；热力管线在非供暖期可临时截断；雨水管线在枯水期可临时断管。此类管线可待绿化恢复、道路重建、供暖期及汛期之前恢复建设，保证正常使用。

（3）临时切改：地铁车站周边空间较为紧张，且管线不可临时废除，需将管线临时切改至无碍于施工的位置，待车站修建完成后予以复位。管线临时切改是管线切改的主要类型，需要注意的是，有时空间过于紧张，应结合地铁结构设计和工期要求，对某些市政管线进行分期临时切改，以保证地铁车站施工顺利。

（4）悬吊保护：在上述条件无法满足管线切改要求或切改成本较高时，可将管线采取悬吊方式在原位保护。一般用于横跨主站体或车站出入口、风道的小管径管线及电力、通信管线等。

2.3 管线切改原则

各类管线切改方式需结合实际情况，并遵循如下原则：

（1）地铁车站主体范围内、影响主体建设及其他管线切改的地下管线将废除，上述管线参考地铁工期规划临时位置，进行分期敷设。

（2）切改管线尽可能布置在导行路下或地铁工程范围外，以保证管线的安全。

（3）管线切改，基本遵循先重力流后压力流、先深后潜、先刚性管后柔性管、小管让大管、支管让主干管等原则。

（4）大管径临时管线尽量一步切改到位。最后一期临时管线尽量按复位位置考虑，以节约地下空间和切改成本。

（5）在出入口通道、风道上方或与车站主体较近的保留管线施工时，要采取有效措施对其进行妥善保护，做好应急预案。

2.4 管线切改设计思路

结合上述切改方式与原则，修建地铁时的管线切改思路如下：

（1）对地铁沿线的地形、地貌图及地下管线物探图进行实测。

（2）结合地铁周边地形情况，确定临时用地范围。

（3）根据交通主管部门意见及地铁结构、周边地形等情况进行交通导行设计。

（4）结合待施工站体结构与测绘图，梳理需切改的市政管线。

（5）对接规划主管部门，核实周边规划情况和规划待建管线。

（6）同步考虑主站体结构、征地情况、规划情况、交通导行情况，依据上述规则对与地铁施工有矛盾的市政管线进行统筹安排，完成管线切改设计初稿。

（7）结合各管线产权单位、管理单位及其他部门意见，对管线切改设计进行完善。

3 天津老城区管线切改技术经验与管理策略

除上述基本切改方式外，天津老城区有地下水位较浅、地上和地下空间紧张、地下管线复杂、管线数量众多等特点，结合实际工程项目，总结出的技术与管理经验如下：

3.1 技术经验与措施

老城区的地铁车站施工空间较为紧张，路边建筑较近。管线临时切改的方式最为常用，但有时也会面临管线安全距离不足、管线覆土深度不足等问题。针对各类问题，通常可灵活组合运用上述切改方式进行解决，也可采用下列技术手段：

（1）整合同类型管线。天津地区部分管线由于建设年代、压力等级、管线规划等原因占用多处路由位置。例如，电力管线包括220kV、110kV、35kV、10kV、0.38kV等。通信管线分为移动、联通、电信、广播电视等多家产权单位。由于地下空间较为紧张，可在满足技术规范、产权单位认可、审批部门同意的情况下，将部分同类管线进行整合，以减少占据地下空间的宽度，进而实现在老城区有限的地下空间内进行管线切改。

（2）提高管线自身安全强度。主要可采取增加套管、管道壁厚、提高管道等级等安全措施，适当减少水平净距。在采取此类方式后，管线间的水平间距仍需满足要求，如燃气管线等特殊管线的设计规范。

（3）变更站体结构。在部分管线确实无法切改且无法临时废除的情况下，可考虑在保证车站功能的基础上，变更站体结构形式。如待切改排水管线交叉点位于车站上方，竖向高程不满足覆土深度要求，可考虑在站体顶板预留凹槽，以供排水管线的切改施工。或地铁车站修建位置不满足特殊管线管理条例的保护范围，需合理变更站体结构，以满足管理条例。

3.2 管理经验与策略

除技术措施外，合理的管理统筹策略也是保证地铁工程管线切改施工顺利的重要一环。由于管线切改涉及单位众多，不可预见因素较多。结合天津地铁实际情况，可采取下列管理策略：

（1）多方参与方案研讨与反复质询。由于地铁工程管线切改包括的管线种类较多，同时，会涉及多家产权单位和管理单位，而前期工作是否完善将直接影响施工工期与成本。因此，建设单位需多方沟通协调，通过事务协商与工作协同的模式，提前解决各家产权单位可能发生的利益冲突，切改方案需征得利益部门同意，制定出不损害各单位切身利益、满足公共利益的管线切改方案。

（2）合理安排工期、准备应急预案。地铁工程施工需同步进行多项工程，因此，需对切改方案反复研究，确定施工的先后顺序，避免先切改的管线给后切改的管线造成困难或重复切改。同时，对于后期施工中可能产生的不可控因素，需提前准备应急预案，与产权单位、管理单位建立沟通机制，以应对各种突发状况。

（3）施工方案调整与质量监控。地铁工程施工前，需要对地下空间进行细致的勘察、测绘工作，对地铁施工线路中的问题有初步了解，但在施工过程中，还会出现与勘察结果不一致的问题，所以，需要根据实际情况及时调整施工方案。另外，地铁工程可能涉及多家施工单位统一施工，而不同的施工单位通常更为关注自身的工程进度与质量，这将导致整体工程混乱。因此，对施工过程进行有效监管是市政管线迁移工作的重中之重，整个施工过程有任何改动都需要经过审批部门、产权单位、管理单位同意，以此保证整体工程有序进行。

4 典型案例浅析

上述问题为地铁修建时管线切改过程中会遇见的常见问题，实际施工过程中往往更为复杂。下文就天津地铁11号线延伸工程中的典型案例阐述地铁管线切改的具体实施办法。

天津地铁11号线延伸工程为原11号线向西延伸至新一中心医院的地铁线路，线路主要沿复康路、保山道、保山西道敷设。地铁沿线途经一中心医院、新一中心医院、南开翔宇学校等区域，保山南里、星环里等小区，服务南开区、西青区两个行政区。其中，一中心医院站站体位于航天道与红旗路交口北侧，车站沿津河南北向布置，与既有6号线一中心医院站通道换乘。本站为地下三层岛式站台车站，共设置A、B、C三个出入口，两组车站风亭采用明挖法施工。车站施工期间红旗路一侧交通无影响，晋宁桥和航天道采取断交方式。本次待施工的车站周边有一中心医院、航天八三五八所等机构，车站周边道路狭窄，地下管线众多。另外，该站最困难的地方在于地铁车站的河道下方明挖施工，经过模拟计算，车站未占用部分的过水断面无法满足原河道的汛期排水需求，因此，需要对影响河道的部分断面进行导流，但周边地形受限，实施难度极大。针对这一情况，经多方讨论，形成两个初步方案，一是占用车站东侧管线临时切改的空间修建方涵，保证汛期河水通过；二是在导流河道的基础上修建临时泵站和地上临时管道，通过泵抽的方式保证河水通过。经过比选、分析方案和经济等多方面因素，并征求管理单位的意见后，最终确定采取修建临时泵站和管道的方式。一期修建车站时，拆除晋宁桥，将津河部分进行围堰，并在津河西侧上下游两端分别建设一座临时导河泵站，泵站之间建设一条地上DN2200临时管线用于河道调水，共同满足津河通水和水循环要求；二期车站附属结构施工时，在车站顶板上复原河道，满足津河通水要求。

管线切改设计单位在此方案基础上，采取管线永久切改和临时切改相结合的切改模式，并制定了切改方案。采取永久切改方式的是过河的电力、通信、自来水管线；采取临时加复位方式的是河边的路灯、通信、排水管线。地铁建设单位将此版方案对接了各市政管线产权单位和管理单位，并对方案逐步修改，最终取得了各单位的认可。这版方案相较于前期研究的各版方案大大降低了投资成本，缩短了工期，同时也保证了河道和管线的安全。建设单位根据此版地铁工程管线切改方案，详细安排了施工时序，并提出了保护措施和多项应急预案，真正做到防微杜渐，拒绝隐患（见图1）。

图1 中心医院站管线切改示意图

5 结语

老城区相较于新城区修建地铁涉及的地下管线错综复杂，需要考虑的事务众多。为保证市政管线安全运行，地铁车站施工顺利，需充分协调地铁建设与市政管线切改和各产权单位之间的关系，同时，需考虑公共利益，以最合理的管线切改方案和施工时序来保证施工工期、造价及可能出现的工程风险。