地铁四号线事故

nullnull 二.地铁四号线事故 浦东南路站～南浦大桥站区间隧道工程null (一)、工程事故概况1.工程概况2.周边环境3.事故原因null1.工程概况 浦东南路站到南浦大桥站区间隧道上行线长2001M，下行线长1987M，其中江中段440M。区间隧道底部最大埋深为37.35M。 null 盾构从浦东向浦西推进，在穿越黄浦江后经防汛墙、外马路、文庙泵站、音像制品批发交易市场进入中山南路，在穿越多稼路后隧道上下行线逐渐由水平同向推进转为垂直同向推进直至浦西南浦大桥站。 图中用深颜色表示的就是本次事故的发生区域。 风井null 事故的发生点位于隧道的联络通道处(又称旁通道)，联络通道采用冰冻法进行（风井采用逆作法施工，已完成） 。 null2.周边环境 房屋平面（概况）防汛墙南浦大桥引桥风 井null2.周边环境 事故周边主要道路的上、下敷设有上水、电力、煤气、通信、电缆、雨污水等各类管线。中山南路交通十分繁忙，有数十条公交线路通过。 事故区域东面沿黄浦江一线是防汛墙。从60年代到现在经三次加固成为L型钢筋砼墙，标高为6.7M，能抵御百年一遇大潮汛。原防汛墙剖面图null工 程 地 质 从地质报告中可知道在30M深度以下，地层为第七层(⑦1层、⑦2层)，该土层砂性重，透水性好，易液化。联络通道位于第七土层，同时该土层为上海第一承压水层，承压水最高水位为地面以下7.58M，最高水头为21.7M。null3.事故原因施工单位在用于冷冻法施工的制冷设备发生故障、险情征兆出现、工程已经停工的情况下，没有及时采取有效措施，排除险情，现场管理人员违章指挥施工，直接导致了这起事故的发生。同时，施工单位未按程序调整施工，且调整后的施工方案存在欠缺。总包单位现场管理失控，监理单位现场监理失职。 沙null(1)旁通道《冻结法施工方案调整》存在欠缺。 分包单位项目部对原施工组织进行调整，制订了《冻结法施工方案调整》，但方案调整未按规定经盾构工程分公司、总包单位的审批及监理公司审定，总包单位项目部也未编制相应调整的施工组织设计。专家认定：方案调整存在欠缺。调整后的方案，降低了对冻土平均温度的要求，下行线选用的小型制冷机，计算时未考虑夏季施工冷量损失系数，制冷余量不足，旁通道处垂直冻结管数量减少，长度缩短，造成旁通道与下行线隧道腰线以下交汇部冻土薄弱，下行线仅设单排6个冻结斜孔，其冻结效果不足以抵御该部位的水土压力。null(2)在旁通道冻结条件不太充分的情况下，进行开挖。 根据方案要求冻结时间需要50天，上行线5月11日开始冻结。实际6月24日开挖，冻结时间仅43天，6月24日下行线盐水去、回路温差为2.8℃，大于开挖时盐水去、回路温差的要求。(3)分包单位对险情征兆没有采取有效制止措施。 6月28日上午，下行线小型制冷机发生故障，停止供冷7.5小时。下午约2：00，施工人员在下行线隧道内安装水文观测孔，发现一直有压力水漏出。但当止水后测得土体温度上升时，尽管采取了一定的措施，但效果不佳。6月29日凌晨约3：00测得该处水压为2.3公斤/平方厘米（与第7层承压水水压接近），没有采取紧急降水降压措施。不仅险情征兆没有得到及时排除，而且未向总包单位及监理单位汇报，遂使险情遂步加剧。null(4)分包单位现场管理人员在险情征兆已经出现的情况下严重违章、擅自凿洞 7月1日零时许，项目副经理在旁通道冻土结构存在严重隐患、工程已停工情况下，擅自指挥拆除掘进面部分封板，从旁通道向下行线隧道钢管片方向用风镐凿出直径0.2米的孔洞，准备安装混凝土输送管。正是由此孔洞出水，其出水点逐渐下移，水砂从掘进面的右下角和侧墙下角不断涌出，以致封堵无效，酿成事故。 在旁通道施工期间，现场监理部无冻结法施工专业技术监理人员。总监未对调整后的方案进行审定。未及时发现和制止险情。6月24日至30日旁通道晚上加班施工期间，未安排人员值班，发生事故时，现场无监理人员。(5)监理单位现场监理人员失职 null(6）总包单位现场管理人员对分包项目管理存在漏洞。 对分包单位项目部编制的《冻结法施工方案调整》，项目部技术负责人未向总包单位总工程师和盾构分公司主任工程师汇报，致使总包单位、盾构分公司未对此方案进行审批。未去施工作业面进行技术、质量检查。施工日记中，没有反映险情征兆的情况。专家组认为： 《冻结法施工方案调整》存在缺陷，施工中冻土结构局部区域存在薄弱环节，并又忽视了承压水对工程施工中的危害，导致承压水突涌，是事故发生的直接原因。 null3.事故原因 由于发生事故的联络通道所处的地质条件比较复杂，处在第7层承压水地层中，开挖过程中承压水冲破土层，而发生流砂，流砂的产生带动土层扰动、移位，造成隧道结构破坏，引起地面土体沉陷，继而发生地面建筑物倾斜、部分倒塌，防汛墙沉陷、坍塌等险情。隧道联络通道流 沙顶破口事故诱因:null (二)、抢险措施1.险情情况2.抢险措施3.险情过程总体描述null1.险情情况7月1日 凌晨，联络通道发生流砂涌水，导致隧道上下行线严重积水，进泥沙。同时以风井为中心的地面开始出现裂缝、沉降。 6：00，音像楼发生明显变形，墙面开裂，房屋开始倾斜。 7：30，地面裂缝明显加剧，沉降加快。文庙泵站明显沉降、倾斜，风井也明显沉陷。 9：00音像楼裙房发生二次突沉，并部分坍塌，大楼继续倾斜，墙面开裂加剧。 15：00以风井为中心的地面沉陷加快，并逐步形成沉陷漏斗。坍塌范围扩展到董家渡路、中山南路、外马路、防汛墙。 20:00，防汛墙也开始出现裂缝，沉降进一步发展。null7月2日-3日，险情在进一步发展和扩大 隧道内继续大量进水，水位上涨速度较快，约每小时涨移15M(100L/s)。管片损坏程度进一步扩展，并有管片连接螺栓绷断的响声传出。 地面沉陷的范围和深度在进一步扩大，以风井为中心的地面从沉陷漏斗发展成塌陷区，最深达4M，临江大厦门口地面塌陷最深处约2M，董家渡路沉陷达1M，中山南路明显下沉，地面开裂发展加快。 音像楼倾斜加剧，楼板断裂；文庙泵站发生突沉；临江大厦沉降速率加快，沉降量达12.2mm，地下室出现裂缝。 河床严重扰动、下沉、滑移，近30M防汛墙倒塌，近70M防汛墙结构严重破坏，黄浦江水冲入塌陷区、冲向风井，并进入地下隧道，加剧险情发展。 在采取了各项紧急措施后，7月4日～5日，险情发展才趋于平稳。null2.抢险措施指挥部名录指 挥 部总指挥：杨雄（副市长）null黄 浦 江浦东南路站南浦大桥站隧道进水1号线轨 道 交 通 四 号 线事故最大损害分析示意图第一、封堵隧道、向隧道内灌水、 尽快形成和保持隧道内外水土压力平衡专家组在险情发展过程中，对险情造成的最大损坏作了分析。2号线null 专家组一致认为阻止险情发展最重要的措施是封堵隧道，向隧道内灌水，尽快恢复和保持隧道内外的水土压力平衡。 null设立钢筋砼封堵墙 架设支撑和予埋加水管。钢筋砼封堵墙钢筋砼封堵墙水泥封堵墙水泥封堵墙null（4）设置隧道砼塞 为防止隧道塌陷延伸，7月4日～7月5日在塌陷范围西南侧区域处上下行线隧道顶钻孔，并向隧道内灌注砼。钻孔点null（5）跟进向隧道内灌水 随着水泥封堵墙完成和钢筋砼封堵墙施工，从7月2日晚开始在消防的配合下及时跟进向隧道内灌水，不断促使隧道内外的水土压力平衡，保护隧道管片，并通过水压自动监控系统，实时检测水位、水压和流量。 null第二、防止黄浦江水和地表水进入事故区段 地面地面风井垂直通道隧道水风井进水对土体结构破坏示意图null（1）抢筑防汛围堰武警进场 7月2日起动紧急防汛抢险预案 null（3）对风井实施加盖、封闭 两道堤间回填砂外马路第二道堤 加盖、封闭风井 紧急拆除码头平台和房屋 及时加高围堰 在外马路上筑第二道堤 在两道堤间回填砂土石 对主堤内沉陷区进行回填 null（4）采用旋喷桩，对渗水处紧急封堵 武警封堵防汛墙渗水处 对渗水处紧急封堵 在主堤内侧增设拉森钢板桩 对主堤和内侧地面进行注浆 围堰内侧打钢板桩null（5）全面加固防汛主堤 采取吹泥管袋镇压棱体，土工布和模袋砼罩面，全面加固防汛主堤。 武警们对防汛墙进行加固加高后的主堤null(三)、修复方案null隧道修复施工方法概要修复方案原位修复方案绕道方案 (增设工作井）② 盾构法①压气＋地基加固＋新奥法开挖隧道式开挖明挖式开挖③ 地下墙＋钻孔灌注桩＋地基加固④ 气压沉箱法＋地基加固隧道掘进采用一般的盾构推进方法null 地下墙＋钻孔灌注桩＋坑底地基加固的施工方法超级旋喷地基加固体【平面】地下墙24.06.2m健全部 钻孔灌注桩【端部扩大图】地基加固6.2m隧道破损情况(预测)隧道破損部【纵断面】隧道健全部45m6.2m30m地基加固区钢管桩破损部隧道内部充填止水隔墙（封堵墙） （碎石＋水泥膨润土浆液）坑底加固区修复方案概要 　沿隧道的轴线方向做地下墙、两端部采用钻孔灌注桩和超级旋喷桩作为围护结构，在完成开挖后对隧道进 行修复。基坑端部与原隧道连结部施工时宜采用冰冻法再作加固。为防止开挖时有可能出现涌水需对坑底进行加固。 冰冻加固区null 隧道内充填施工顺序健全隧道破損隧道6.5m200m向健全的隧道内构筑封堵墙（水泥浆液充填）健全隧道50m50m构筑封堵墙构筑封堵墙null从原工作井中排水（密切注视水位的变化）破損隧道健全隧道排水隧道内部设置压气封堵墙（在完成原工作井及隧道入口处的排水后）破损隧道健全隧道构筑压气封堵墙向隧道内压气后对隧道的健全度进行详细调查破損隧道健全隧道调查范围6.5m向破損的隧道内注水泥膨润土浆液健全的隧道破損隧道200m健全的隧道CB注浆null⑩基坑内管片拼装充填材挖除管片拆换管片拼装土水圧null(四)、冻结法修复方案null黄临江花苑浦江东基坑中基坑西基坑四号线修复总体方案null 水与沉积物上覆土约26m冻结法在四号线中的应用① 对隧道进行开孔充填null② 进行局部垂直冻结③ 进行全回转切割null④ 进行地下连续墙及完好隧道清理施工null⑤ 进行基坑开挖⑥ 进行水平冻结⑦ 矿山法开挖与结构回筑