地铁四号线事故报告

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隧道注水水位和压力表
截至时间 7月7日 22:00 7月8日 6:00 7月8日 19:00 7月9日 19:00 7月10日 19:00 7月11日 19:00 7月12日 12:00 7月12日 19:00 7月13日 19:00 7月14日 19:00 7月15日 19:00 7月16日 7:00 浦东(水位标高) 上行线(m) -7.8 -7.7 -7.55 -5.2 -5.2 -4.7 -4.3 -4.48 -4.28 -4.15 -4.12 -3.35 水压力(Mpa) 0.03 0.038 0.035 0.06 0.058 0.058 0.058 0.053 0.058 0.058 0.06 0.066 下行线(m) -10.25 -8.9 -8.0 -7.2 -6.2 -6.0 -6.15 -6.2 -6.0 -6.0 -6.2 -6.05 水压力(Mpa) 0.021 0.04 0.04 0.05 0.058 0.059 0.059 0.059 0.043 0.047 0.047 0.047 浦西(水位标高) 上行线(m) -8.63 -6.2 -6.2 -6.2 -6.1 -6.2 -6.2 -6.2 -6.2 -6.2 -6.2 -6.246 下行线(m) -7.82 -6 -8.0 -6.6 -6.4 -6.3 -6.8 -7.0 -7.0 -7.0 -7.5 -7.5
钻孔灌注桩 超级旋喷地基加固体
地下墙
【平面】
6.2m 破損部 24.0 破損部 6.2m
健全部
【端部扩大图】
地基加固
【纵断面】 隧道破損部
冰冻加固区
隧道健全部 止水隔墙(封堵墙)
(碎石+水泥膨润土浆液) 30m
6.2m
45m
破损部隧道内部充填
隧道破损情 况(预测)
地基加固区
钢管桩 坑底加固区
隧道内充填施工顺序
两道堤间回填砂
对主堤内沉陷区进行回填
风井封孔
(4)采用旋喷桩,对渗水处紧急封堵
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
武警封堵防汛墙渗水处
(5)全面加固防汛主堤
加高后的主堤
武警们对防汛墙进行加固
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。
3.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,施工单位未按规 定程序调整施工方案,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。
隧道
流 沙
联络通道
顶破口
(二)、抢险措施
1.险情情况 2.抢险措施 3.险情过程总体描述
1.险情情况
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。
民居
门卫
自行车棚
南浦大 桥引桥
防汛墙
检测房屋
房屋平面(概况)
拆除房屋
2.周边环境
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
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。
2.抢险措施
指 挥 部
总指挥:杨雄(副市长)
地面组 管线组 监测组 专家组 拆房组
指挥部名录
地下组 地区组 防汛组 注浆组 治安交通组
新闻信息组
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。
浦东南路站 南浦大桥站
黄 浦 江
风井
事故的发生
点位于隧道的联
络通道处(又称旁
33.5m
风 井
地 下 连 续 墙
18.25m
通道),联络通道
采用冰冻法进行 施工(风井采用 逆作法施工,已 完成) 。
垂 直 通 风 道
13.3m
旁通道
D5.5m
积水坑
隧道
4.2m
2.周边环境
果品公司
公 务 所 万 有 全
鸿宇楼
文 庙 泵 站
材料公司
(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。 (5)监理单位现场监理人员失职 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。
二.地铁四号线事故
浦东南路站~南浦大桥站区间隧道工程
(一)、工程事故概况
1.工程概况 2.周边环境
3.事故原因
1.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。
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。
(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。
(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
第二、防止黄浦江水和地表水进入事故区段

风井 垂直通道
隧道
风井进水对土体结构破坏示意图
(1)抢筑防汛围堰
7月2日起动紧急防汛抢险预案
武警进场
(3)对风井实施加盖、封闭
加盖、封闭风井
外马路第二道堤
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
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。
7月1日
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。
7月2日-3日,险情在进一步发展和扩大
⑤1 为色粘土 灰色粉质粘 ⑤2 土 ⑥ 暗绿--草黄 色粉质粘土
草黄色砂质 ⑦1 粉土 ⑦2 草黄色粉砂
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。
(三)、修复方案
隧道修复施工方法概要
①压气+地基加固+新奥法开挖 隧道式开挖 原位修复方案 ② 盾构法
③ 地下墙+钻孔灌注桩+地基加固 明挖式开挖
④ 气压沉箱法+地基加固
修复方案
绕道方案 (增设工作井)
隧道掘进采用一般的盾构推进方法
地下墙+钻孔灌注桩+坑底地基加固的施工方法
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。
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。
临 江 大 厦 门 口 地 面 塌 陷
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 在采取了各项紧急 文 缝。 庙 措施后,7月4日~5日, 河床严重扰动、下沉、滑移,近 泵 站 30M防汛墙倒塌,近70M防汛墙结构 突 险情发展才趋于平稳。 严重破坏,黄浦江水冲入塌陷区、冲 沉 向风井,并进入地下隧道,加剧险情 发展。
风 井
隧道进水
2号线
轨 道 交 通 四 号 线
1号线
事故最大损害分析示意图
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。
设立钢筋砼封堵墙
架设支撑和予埋加水管。
上行线长2001米
水泥封 堵墙 水泥封 堵墙
浦东南路站 黄浦江
钢筋砼 封堵墙 钢筋砼 封堵墙
工程地质
层 号 ① ② 地层名称 人工填土 灰色粘质 层厚 ( M) 6.39 10.5 3.5 4.5 4.3 9.2 层底标高 (MC) -2.14 -12.64 -16.14 -20.64 -24.94 -34.14 18.1 17.4 18 19.4 18.5 18.9 0.96 1.2 1.02 0.72 0.85 0.76 10 14 17 38 7 3 26 13.5 18.5 22 32 35 7.76 3.21 4.44 7.49 13.08 15.59 重度γ (Kn/M3) 孔隙比 e 内聚力 C(Kpa) 内摩擦力 φ (°) 压缩模量 (Mpa)
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。
3.事故原因
事故诱因: 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。
南浦大桥站
下行线长1987米
钢筋砼封堵墙位置示意图
(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
(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。
来自百度文库
向健全的隧道内构筑封堵墙(水泥浆液充填) 健全隧道 破損隧道 健全隧道
构筑封堵墙
构筑封堵墙

(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设计进行调整,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。
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