市政道路施工中地下管线冲突风险评估与协调机制研究
期刊: 建筑监督检测与造价 2026年第10期 DOI: PDF下载
摘要
关键词
市政道路;地下管线;冲突风险;风险评估;协调机制;管线保护
正文
1 引言
市政道路工程是城市基础设施建设的重要组成部分,在改善城市交通条件、提升城市功能方面发挥着关键作用。然而,市政道路施工区域往往位于城市建成区,地下空间密布着给水、排水、燃气、电力、通信、热力等各类管线,形成了复杂的地下管线网络。据统计,城市道路施工中因地下管线冲突导致的工程变更约占总变更量的40%以上,因施工损坏地下管线造成的安全事故时有发生,不仅导致工期延误和经济损失,还可能引发燃气泄漏、电力中断、通信中断等严重后果,影响城市正常运行和居民生活。
2 地下管线冲突类型与成因分析
2.1 管线冲突的主要类型
市政道路施工中的地下管线冲突主要表现为以下几种类型:一是空间位置冲突,即新建设施与既有管线在平面位置或竖向高程上发生交叉、重叠或净距不足,包括管线之间的水平净距不足、垂直交叉净距不足以及管线与道路构筑物之间的空间冲突;二是施工干扰冲突,即道路开挖、桩基施工、降水等施工活动对既有管线的正常运行造成影响,如振动导致管线接头松动、降水引起管线不均匀沉降、机械开挖直接损坏管线等;三是时序协调冲突,即道路施工与管线迁改、新建管线施工之间在时间安排上不协调,导致重复开挖或相互等待;四是信息沟通冲突,即各管线权属单位之间、管线单位与施工单位之间信息传递不及时、不准确,导致施工决策失误。
2.2 冲突成因分析
地下管线冲突的成因是多方面的,可归纳为以下四个方面:第一,管线因素。城市地下管线建设年代跨度大,部分老旧管线缺乏准确的竣工资料,管线位置和埋深与实际不符;不同时期、不同单位建设的管线标准不统一,管线间距和埋深缺乏统筹规划;管线老化严重,抗干扰能力差,施工中容易发生损坏。第二,施工因素。施工前管线探测不充分,物探精度不足,对隐蔽管线识别不到位;施工方案对管线保护考虑不周,开挖方式和支护措施不当;施工人员对管线保护意识不强,存在野蛮施工现象;施工过程中监测不到位,未能及时发现管线变形和沉降。第三,管理因素。地下管线管理体制分散,给水、排水、燃气、电力、通信等分属不同部门,缺乏统一的管理机构和协调机制;各管线权属单位之间信息壁垒严重,管线数据共享困难;施工许可和管线保护审批流程不完善,监管力度不足。第四,环境因素。城市道路地下空间有限,管线敷设密度大,可利用空间不足;软弱地基、地下水丰富等不良地质条件增加了施工对管线的影响;极端天气如暴雨、高温等可能加剧管线损坏风险。
3 地下管线冲突风险评估模型
3.1 评估指标体系构建
基于上述成因分析,遵循科学性、系统性、可操作性和定性与定量相结合的原则,从管线因素、施工因素、管理因素和环境因素四个维度构建地下管线冲突风险评估指标体系。管线因素维度包括管线资料准确性、管线重要性、管线老化程度、管线密集度4项指标;施工因素维度包括管线探测精度、施工方案合理性、管线保护措施有效性、施工人员素质、监测预警能力5项指标;管理因素维度包括协调机制完善程度、信息共享水平、审批监管力度、应急预案完备性4项指标;环境因素维度包括地质条件复杂性、地下水位、施工场地条件、极端天气影响3项指标,共计16项评估指标。
3.2 基于AHP的指标权重确定
采用层次分析法(AHP)确定各指标权重。首先构造判断矩阵,邀请地下管线管理、市政施工、安全管理等领域的专家对各层次指标的相对重要性进行两两比较,采用1-9标度法构造判断矩阵。然后计算判断矩阵的最大特征值和特征向量,得到各指标的权重,并进行一致性检验,确保一致性比率CR小于0.1。计算结果表明,在准则层中,施工因素权重最大(0.38),其次是管理因素(0.27)、管线因素(0.21)和环境因素(0.14),说明施工管理是控制管线冲突风险的关键。在指标层中,管线探测精度、管线保护措施有效性、协调机制完善程度的权重位居前三,是风险管控的重点。
3.3 模糊综合评价
在确定指标权重的基础上,采用模糊综合评价法进行风险评估。将风险等级划分为低风险、较低风险、中等风险、较高风险和高风险五个等级,建立评语集。邀请专家对各项指标的风险等级进行评价,构建模糊评价矩阵。将指标权重向量与模糊评价矩阵进行模糊合成运算,得到项目的综合风险评价结果。根据最大隶属度原则确定项目的整体风险等级,同时可计算各维度的风险得分,识别风险薄弱环节,为制定针对性的防控措施提供依据。
4 地下管线冲突全过程协调机制
4.1 前期协调机制
前期协调是预防管线冲突的基础,主要包括以下措施:一是建立多方协同管理体系。成立由建设单位牵头,施工单位、监理单位、各管线权属单位和市政管理部门参与的管线保护协调小组,明确各成员职责分工,建设单位负责总体协调,施工单位负责方案制定和实施,管线权属单位负责提供管线资料和现场监护,监理单位负责监督检查。定期召开协调会议,统筹解决管线冲突问题。二是开展全面管线调查。施工前采用资料收集、物探、开挖样洞等多种方式,查明施工范围内所有地下管线的位置、埋深、规格和权属,形成准确的管线综合图。对重要管线进行现场标识,设置警示标志。对资料缺失的老旧管线,必须通过物探和开挖验证确认位置,严禁盲目施工。三是利用BIM和GIS技术构建地下管线三维模型,进行施工前的碰撞检测,提前发现空间冲突并优化设计方案。四是编制管线保护专项方案,针对不同类型和重要性的管线制定差异化的保护措施,经各管线权属单位审核确认后实施,重要管线的保护方案还应组织专家论证。
4.2 过程协调机制
施工过程中的协调是控制管线冲突风险的关键环节。一是搭建数字化协同平台。整合管线资料、探测数据、施工计划、监测信息等数据,实现各参与方的信息共享和在线协同。施工计划提前在平台上公示,管线权属单位可在线审核和反馈意见,减少信息传递滞后和沟通成本。平台还具备冲突预警功能,当施工区域接近高风险管线时自动向相关人员发送预警信息。二是落实管线保护技术措施。对高风险管线段,如中压燃气、高压电缆、大口径给水管和主干通信光缆,落实旁站监护和作业许可制度,未经管线权属单位同意不得施工。机械开挖在接近管线保护范围时改为人工清挖,必要时采用槽钢横担、钢丝绳吊架、混凝土包封或现浇支墩等临时保护措施。三是加强施工监测。对重要管线布设沉降和位移监测点,采用自动化监测设备实时监测管线变形,监测频率根据风险等级确定,高风险段每天不少于2次,当监测数据超过预警值时立即停工并采取应急措施。四是建立日常协调例会制度,每周通报施工进度和管线保护情况,及时解决新出现的冲突问题,重大问题随时召开专题协调会。
4.3 应急协调机制
尽管采取了预防措施,仍可能发生管线损坏等突发事件,因此必须建立完善的应急协调机制。一是制定管线损坏应急预案,明确各类型管线事故的应急处置流程、责任分工和联络方式。二是建立应急联络机制,确保事故发生后能够第一时间通知相关管线权属单位和应急管理部门。三是储备应急物资和设备,如堵漏器材、抽水设备、临时支撑等,确保应急响应及时有效。四是定期组织应急演练,提高各参与方的协同应急能力。事故发生后,施工单位应立即停止施工,采取防止事故扩大的措施,配合管线权属单位进行抢修,并做好事故记录和原因分析,总结经验教训,防止类似事故再次发生。
5 工程实践案例
张家口市某城市主干道改造工程,全长4.2公里,道路下方密布给水、排水、燃气、电力、通信等各类管线共计12种,管线权属单位8家,部分管线建设年代久远、资料缺失,管线冲突风险较高。项目应用本文提出的风险评估模型和协调机制进行管理。
在风险评估阶段,通过专家评价和模糊综合评价,项目整体风险等级为较高风险,其中施工因素和管理因素的风险得分最高,管线探测精度、保护措施有效性和协调机制完善程度是主要风险点。针对评估结果,项目重点加强了施工管理和协调机制建设。前期协调阶段,组织了全面的管线调查,采用物探和开挖样洞相结合的方式查明管线位置,累计开挖样洞68个,修正管线资料偏差23处;构建了BIM管线三维模型,通过碰撞检测发现管线空间冲突32处,通过调整管线路由和埋设深度解决了25处,其余7处采取保护措施。过程协调阶段,搭建了数字化协同平台,8家管线权属单位全部接入,实现了施工计划在线审批和监测数据共享。对燃气、高压电缆等15处高风险管线段落实了旁站监护和人工开挖制度,布设管线监测点48个,监测数据实时上传平台。应急协调阶段,编制了8类管线事故应急预案,明确各单位应急联络人和处置流程,组织应急演练2次,检验了协同应急能力。
项目实施效果表明,施工过程中未发生重大管线损坏事故,仅出现2次一般管线接触问题,均在监护下及时发现并妥善处理。一般管线问题从发现到解决的平均时间从原来的48小时缩短至8小时,因管线冲突导致的工期延误减少了80%,工程按期完工,取得了良好的经济效益和社会效益。项目的成功实践验证了风险评估模型和全过程协调机制的有效性。
6 结论与建议
市政道路施工中地下管线冲突是一个涉及多主体、多因素的复杂管理问题。本文从管线因素、施工因素、管理因素和环境因素四个维度系统分析了冲突成因,构建了基于AHP和模糊综合评价的风险评估模型,提出了涵盖前期协调、过程协调和应急协调的全过程协调机制。工程实践表明,风险评估模型能够有效识别风险薄弱环节,全过程协调机制能够显著降低管线冲突的发生率和影响程度。
为进一步提升地下管线冲突管理水平,提出以下建议:一是加快城市地下管线综合管理信息平台建设,实现管线数据的统一管理、实时更新和共享共用,从根本上解决管线资料不准确和信息孤岛问题;二是完善地下管线保护法规制度,明确各参与方的权利义务和法律责任,加大对违规施工和破坏管线行为的处罚力度;三是推广BIM、GIS、物联网等新技术在管线管理中的应用,开发管线冲突智能预警系统,利用人工智能技术实现管线风险的自动识别和防控方案智能生成,提升管线冲突的智能化预警和防控能力;四是加强管线保护知识培训和安全教育,提高施工人员的管线保护意识和技能水平,将管线保护纳入施工人员岗前培训和日常考核;五是建立城市地下管线定期普查和更新机制,每5-8年开展一次全面普查,及时更新管线数据,确保管线资料的准确性和时效性。通过技术、管理和制度的综合施策,实现市政道路施工中地下管线的安全、高效管理,保障城市基础设施的安全运行。
参考文献
[1] 市政道路路基施工中管线保护与路基填筑协同控制技术[J]. 市政技术, 2026, 44(1): 56-60.
[2] 市政工程施工中地下管线冲突协调机制研究[J]. 城市建设理论研究, 2026(6): 34-38.
[3] 城市道路改造中市政管线迁改施工协调管理研究[J]. 工程技术研究, 2024(7): 112-115.
[4] 基于BIM技术的城市道路地下管线交叉施工协同管理策略[J]. 施工技术, 2025, 54(11): 89-93.
[5] 市政道路与管线交叉施工协调措施[J]. 中国市政工程, 2025(5): 45-48.
[6] 城市道路施工对地下管线影响的风险评估与防控[J]. 路基工程, 2026(2): 78-82.
[7] 市政道路与配套管网交叉施工的质量协同管理与风险防控[J]. 工程质量, 2026, 44(6): 23-27.
[8] 广州市人民政府办公厅. 关于进一步加强地下管线保护的实施意见[Z]. 2022.
...