地鐵隧道事故案例分析

安全員技能培訓中心第四部分地鐵隧道施工安全管理深基坑施工安全技術地鐵隧道施工安全技術地鐵隧道事故案例分析

引言地鐵施工是城市公共交通的重要組成部分，地鐵安全的重要性不言而喻，其建設期的風險管理是重中之重。近年來，全球地鐵事故不斷發(fā)生，我國的上海、廣州、杭州等許多城市先后發(fā)生了不少事故。這些事故包括基坑坍塌、聯(lián)絡通道涌水、地面下陷、建筑傾斜、水管爆裂、爆炸等。事故案例警示我們，地鐵建設，安全風險極大，必須慎之又慎，安全事故的代價高昂且沉痛，不可觸及。希望大家從下面的事故案例中吸取血的教訓，深刻認識事故給受害者的家庭及企業(yè)帶來的危害，規(guī)范管理行為，提高安全意識，達到安全生產的目的。建筑施工過程中易發(fā)生的事故類別1、坍塌（基坑、隧道、腳手架模板支撐等）2、火災3、機械傷害4、車輛傷害

5、起重傷害

6、觸電7、高處墜落8、物體打擊

9、其他傷害以是建筑施工較為常見的一般事故國內近年來典型地鐵事故一、上海地鐵四號線2003.7.1盾構橫通道透水事故二、杭州地鐵一號線2008.11.15基坑坍塌事故三、深圳地鐵一號線2007.3.10基坑地表沉陷四、北京地鐵10號線2007.3.28塌方事故五、北京地鐵十號線2006.2.27起重傷害事故六、上海地鐵九號線2009.1.8吊車傾覆傷亡事故七、南京地鐵2007.2.5漢中路段天然氣爆炸八、南京地鐵二號線2007.12.16漢中門段路面塌陷事故九、西安地鐵二號線2008.12.20和2009.1.2兩起火災事故十、西安地鐵一號線2009.8.2冠梁溝槽開挖塌方事故十一、深圳地鐵三號線2009.3.4盾構地面塌陷事故十二、廣州地鐵五號線2004.8.3地質補勘鉆破煤氣管道，萬人疏散一、上海地鐵四號線2003.7.1橫通道透水事故【事故經過】2003年7月1日凌晨，上海軌道交通4號線越江隧道區(qū)間用于連接上、下行線的安全聯(lián)絡通道——旁通道工程施工作業(yè)面內，因大量的水和流沙涌入，引起約270M隧道部分結構損壞及周邊地區(qū)地面沉降，最大沉降量達到7M，導致3棟建筑物嚴重傾斜，黃浦江防汛墻局部塌陷并引發(fā)管涌。由于報警及時，隧道和地面建筑物內所有人員全部安全撤離，沒有造成人員傷亡。但事故造成直接經濟損失1.5億元左右?！臼鹿屎罄m(xù)】由于受地面沉降影響，董家渡外馬路段長約30米的防汛墻發(fā)生了沉陷和開裂，對防汛工作造成壓力，市搶險指揮部調集武警部隊趕赴現(xiàn)場采取搶堆沙包堵漏等措施，及時控制險情。此外，根據指揮部專家組的搶險方案，為進一步保護周邊地區(qū)的建筑，施工單位采取了注漿壓漿等技術手段，盡量減少地下流沙的涌動。為平衡隧道內外水土壓力，采用了封閉隧道口并注水的方法。道路、重要建筑物進行了大量的注漿充填和加固，地面發(fā)生較大沉降處進行了回填，破壞的建筑物全部拆除。【事故后續(xù)】2004年8月，4號線董家渡段修復工作重新啟動，在比較了原位修復和改線方案的諸多參數(shù)之后，最終采用了原位修復方案。在克服了65米超深地下連續(xù)墻、38米超深地下障礙物清理、復雜地層中超深地基加固、超深承壓水降水、41米超深基坑開挖、隧道抽水清理、大斷面凍結暗挖等一系列技術難題之后，上海4號線董家渡段于2007年7月9日重新貫通?！臼鹿试颉勘本┲忻旱V山工程有限公司上海分公司現(xiàn)場技術管理薄弱，《凍結法施工方案調整》編制欠缺，審批不嚴；豎井與旁通道的開挖順序錯誤、冷凍設備出現(xiàn)故障導致溫度回升以及地下承壓水導致噴沙這三方面不利因素遇在一起，最終導致了事故的發(fā)生。對施工風險較大的工程無針對性強的應急預案；總包單位現(xiàn)場管理失控，監(jiān)理單位現(xiàn)場監(jiān)理失職是重要原因。【事故原因】開挖順序錯誤隧道上方是一個大的豎井，在豎井下方離隧道8-9M，開挖兩個小的豎井來貫通已經成型的隧道。按照施工慣例，應該先挖旁通道，再挖豎井。但是施工單位改變了施工順序，這樣極易造成坍塌。事故發(fā)生時，一個豎井已經挖好，另一個豎井也開挖2M左右。凍結法方案不嚴格事故發(fā)生前，施工單位——中煤礦山工程有限公司上海分公司項目部對原定的施工組織設計擅自進行了調整。專家組的分析也認定，方案調整沒有嚴格遵循凍結法施工工藝的有關規(guī)定，導致旁通道凍土結構在施工中出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。凍結法方案不嚴格調整后的方案，降低了對凍土平均溫度的要求，從原方案的－１０℃減少到－８℃；旁通道處垂直凍結管數(shù)量減少，從原方案的２４根減少到２２根，而原先為２５米深的７根垂直凍結管，其中４根被縮短到１４.２５米，３根被縮短到１６米，造成旁通道與下行線隧道腰線以下交匯部凍土薄弱；下行線僅設單排６個凍結斜孔，孔距１米，雖然在凍結孔長度上予以增加，但數(shù)量偏少、間距偏大，導致凍結效果不足以抵御相應部位的水土壓力。現(xiàn)場管理失職6月28日上年隧道下行線小型制冷機發(fā)生故障，停止供冷7.5個小時。下午2時左右，施工人員在下行線隧道內安裝水文觀測孔，發(fā)現(xiàn)一直有壓力水漏出，盡管采取了用木板封堵掘進面等一定措施，但效果不佳。29日凌晨3時，水閥處測出的水壓接近外部第七層承壓水水壓。險情初露征兆，但現(xiàn)場沒有任何人將這一情況向總承包及監(jiān)理公司匯報，導致險情逐步加劇?，F(xiàn)場管理失職就是在這樣危險的情況下，7月1日零時許，中煤上海分公司項目副經理李柱和明知旁通道凍土結構存嚴重隱患、工程已停工，竟還擅自指揮當班班長任秀忠，執(zhí)意安排施工人員拆除凍土前掘進面部分封板，用風鎬鑿出直徑0.2m的孔洞，準備安裝混凝土輸送管。正是這個孔洞出水，水砂從掘進面的右下角和側墻不斷涌出，以致封堵無效，最終釀成事故?！臼鹿侍幚怼渴鹿氏嚓P責任人已受到司法機關追究，其中３人因涉嫌“重大責任事故罪”被正式批準逮捕，他們是施工單位北京中煤礦山工程有限公司上海分公司項目副經理李柱和、上海隧道工程股份有限公司項目經理袁強華，監(jiān)理單位上海地鐵咨詢監(jiān)理科技有限公司總監(jiān)代表李關強。中煤上海分公司項目經理、上海隧道公司項目技術負責人，地鐵監(jiān)理公司總監(jiān)被取保候審。【事故處理】事故相關責任單位受到的處罰有：上海隧道公司市政公用工程施工總承包企業(yè)資質等級由特級降為一級，北京中煤礦山工程有限公司地基與基礎工程專業(yè)承包企業(yè)資質等級由一級降為二級，上海地鐵監(jiān)理公司市政公用工程監(jiān)理企業(yè)資質等級由甲級降為乙級等。

事故現(xiàn)場鳥瞰圖

二、杭州地鐵1號線湘湖站

2008.11.15基坑坍塌事故一、事故基本情況2008年11月15日下午3點20分左右，杭州地鐵一號線湘湖站基坑發(fā)生塌方，風情大道路面沉陷7米深，造成周邊水管斷裂，水很快向坑內涌入，施工人員被埋，行駛該路段上的11臺車輛同時下沉。經全力搶救，下沉車輛及車上人員以及部分施工人員被救出，仍有21名施工人員被埋。塌方東側20多米外，四棟四層小樓開裂，人員緊急疏散，東側50米外小學停課，風情大道交通封閉，各種管線切斷。二、設計概況湘湖站為一號線起點站，往小里程方向為進入車輛段的進段線，大里程方向為渡線段，端頭有盾構井。湘湖站為三跨雙層島式車站，全長900多米，寬20米，深15.5米?；臃侄喽畏謩e開挖，塌方段為該站第二開挖段，長度106米。車站圍護結構采用800毫米厚鋼筋混凝土連續(xù)墻，墻長33米，入土深度17米，四道鋼管支撐（并有兩道換撐），盾構井處為五道支撐。在跨中偏東側設有格構柱，柱下基礎為30米深的灌注樁。三、工程地質概況

1、素填土①12、粘質粉土②23、淤泥質粘土④24、淤泥質粉質粘土⑥15、粉質粘土夾粉砂⑧2基底落在④2層上，連續(xù)墻底在⑥1層底和⑧2層頂處地下水位基本在地下1米左右。

四、設計對施工安全提示

1、降水施工：水位降到底板下1米。2、基坑邊地面超載不大于30KPa。3、施工單位需利用時空效應進行基坑施工，分層、分段開挖，分段開挖長度約15－30米，逐段開挖，逐段施工內部結構，逐段回填。4、開挖中要核實地質資料，不符時應通知設計單位。五、塌方前施工進度情況第二開挖段長106米，分六個流水段開挖，第一段為靠大里程方向盾構井段26.45米長，已經打上底板混凝土，正綁扎墻體鋼筋，往南逐段為清底做墊層，做接地極，靠南頭四五六段用小挖掘機正在挖最后一步土。六、塌方形態(tài)

1、由于基坑塌陷引起風情大道塌陷7米深。2、由于基坑西側墻體位移，引起鋼支撐掉下，進而發(fā)生墻體折斷，基底變形，格構柱東移，東側墻體向內傾斜。三、深圳地鐵一號線2007.3.10大新站基坑重大險情控制案例地鐵大新站位于南山區(qū)桃園路與前海路交叉路口，呈東西走向，周邊有交通繁忙的道路、住宅小區(qū)（最近的建筑物離基坑邊沿15米）和大量的市政管線（燃氣、給水、污水、電信、電力、路燈和雨水等）。大新站車站長度215米，車站標準段寬度19.1米，盾構井段22.6米，基坑最大開挖深度18.5米，車站兩端設置盾構工作井。車站上部為回填土、開山石，中板標高附近分布有淤泥、飽和粗砂層和礫砂層，基坑下部埋設范圍內以礫質粘性土和砂質粘性土為主，地下水埋深約1.3～3.2米。車站圍護結構采用排樁+內支撐設計方案，排樁結構為φ1200鉆孔灌注樁(樁間距1350㎜)，樁間采用φ600旋噴樁嵌縫止水，內支撐體系為工字鋼組合圍檁＋鋼管內支撐，基坑豎向共設三道支撐。大新站出現(xiàn)險情前，基坑正處于開挖階段，發(fā)生險情的車站西端基坑已開挖長度約80m，其中西側1～5軸26米范圍底板已完成。見下圖。險情的發(fā)展和搶險主要經過分為4個階段：第一階段（3月8日至9日中午）：出現(xiàn)安全隱患并加大，現(xiàn)場處理階段。3月8日監(jiān)理與業(yè)主代表在施工現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)正在開挖的車站西段基坑土方開挖速度太快，鋼支撐架設沒有及時跟上，造成局部超挖（8軸——12軸），存在安全隱患，立即要求承包商停止土方開挖并架設鋼支撐；此階段基坑監(jiān)測數(shù)據正常，鋼支撐軸力、樁體變形、地面沉降均未出現(xiàn)突變。由于承包商施工力量薄弱導致鋼支撐架設緩慢。第二階段（9日中午至10日早晨6點）：險情初顯，初步搶險階段。9日中午，承包商正在架設鋼支撐過程中，發(fā)現(xiàn)10軸——11軸北側第一道圍檁、8軸——9軸北側第一道圍檁受到鋼支撐頂壓出現(xiàn)較大變形，鋼支撐活動端松動，部分鋼支撐軸力消失或滑移；現(xiàn)場采取加支撐時間上已經無法控制變形加大，承包商聯(lián)系土源準備進行局部回填。第三階段（10日6點至11日凌晨）：險情加重，搶險階段。10日早晨6點已完成第二道、第三道支撐架設共7根，但是6點30分左右情況發(fā)生突變，（6）——（7）軸北側第一道圍檁突然變形、（9）軸——（11）軸第一道圍檁、（6）——（9）軸第二道圍檁、（6）軸——（7）軸第三道圍檁變形突然加劇。

基坑南側地面開始出現(xiàn)大幅度沉降，道路監(jiān)測點DL2，在10日9點測得單次沉降值283.5㎜（12小時內數(shù)據對比），累計沉降值405㎜，其他監(jiān)測點沉降值較9日變化均達到30㎜以上。施工圍墻下沉開裂嚴重。進入全面搶險階段。

第四階段（3月11日凌晨至13日）：檢查結構情況，鞏固搶險階段。經過第三階段的搶險，險情得到控制后，指揮部組織技術人員對基坑的圍護結構情況進行了現(xiàn)場檢查，（6）——（11）軸兩側灌注樁從中板以下相向收斂，在第三道支撐部位達到300—500mm。凌晨發(fā)現(xiàn)基坑南側（9）軸兩側5根圍護樁存在環(huán)向裂縫，見下圖?，F(xiàn)場采取進一步措施。13日樁體變形、冠梁沉降、地面沉降監(jiān)測數(shù)據變化明顯收斂，單日變化值在5㎜以內，基坑穩(wěn)定，基坑支護體系安全受到控制。初步搶險情況.3月10日早晨，在接到現(xiàn)場圍護結構記支撐體系變形加劇、地面沉降突然加大的報告后，建設分公司業(yè)主代表和主要負責人立即趕到現(xiàn)場，經過現(xiàn)場觀察和和對險情的判斷，并與監(jiān)理工程師和承包商項目經理溝通后，分公司立即向地鐵公司領導和安全管理部門報告，直接啟動了最高級別——一級應急預案。初步搶險情況.主要依據為：(1)現(xiàn)場基坑變形大大超過設計報警值，不斷加劇，有擴大趨勢?；幽蟼鹊孛骈_始出現(xiàn)大幅度沉降，道路監(jiān)測點DL2累計沉降值405㎜；(2)車站深基坑險情影響面廣。影響各種市政地下重要管線、流量較大的道路、車輛及周邊居民安全；(3)承包商項目部搶險指揮、技術和管理能力，以及現(xiàn)場搶險物資、設備、人員已遠不能滿足搶險要求，需多方援助；(4)可能會發(fā)展為重大安全事故，造成群死群傷、社會影響極大的責任事故。需要工程建設、政府和社會各方進行危機干預。同時現(xiàn)場采取初步措施：(1)封鎖鄰近基坑的桃園路，禁止社會、公眾車輛進入；拉出警戒線，禁止非施工、搶險人員進入險區(qū)；(2)通知煤氣、電力、供水、排水、通訊業(yè)主單位搶險人員到場，關閉基坑上方的煤氣、供水管線等；(3)通知鄰近民居物業(yè)管理處，做好建筑物內103戶居民撤離準備；(4)基坑內工作人員全部撤離；(5)基坑上大型設備撤離至安全區(qū)域；(6)除搶險人員外，所有人員撤離基坑上方危險區(qū)；(7)準備搶險物資、設備、人員和討論搶險方案；(8)通知設計、監(jiān)理、承包商等單位深圳地區(qū)最高行政和技術領導趕赴現(xiàn)場。搶險情況地鐵公司主要領導和涉及工程建設等部門負責人和各參建單位主要負責人在接警后一小時內趕到現(xiàn)場，地鐵建設方面的社會專家們也先后趕到。這時，承包商現(xiàn)場指揮體系和技術決策體系處于混亂狀態(tài)，基本上無法組織起有效的搶險工作。搶險情況情況十分危急，如果不能迅速組織起有效搶險指揮體系，制定正確的搶險方案，不但隨時會發(fā)生基坑坍塌安全事故，還會產生嚴重的次生災害，造成施工人員和鄰近建筑物內居民傷亡。地鐵公司領導當機立斷，根據公司應急預案，宣布成立搶險指揮部，公司主要領導擔任指揮長，由地鐵公司、設計院、監(jiān)理單位、承包商領導和知名專家組成指揮部成員，成立工程組、專家技術組、監(jiān)測監(jiān)控組、道路管線組、安全防護組、對外協(xié)調及宣傳組、后勤保障組和調查分析組。經過專家技術組的磋商，形成應急搶險方案：（1）用混凝土對（6）—（11）軸之間的坑底進行填充封底，阻止圍護結構灌注樁底部進一步向坑內變形?；炷翉?0日上午十點半開始澆筑；到下午五點共澆注近七百方混凝土。（2）同時在（7）—（9）軸冠梁位置增加4根臨時支撐，在原1、2道支撐之間增加一道臨時支撐4根，防止上部圍護結構樁體內傾，分散現(xiàn)有鋼支撐的軸力、遏制地面進一步下沉；（3）調集全線其他承包商的施工力量增援加快超挖位置的支撐架設速度,范圍為（8）—(9)軸第三道支撐3根、(9)—(11)軸第二道支撐4根、(11)—(12)軸第一道支撐3根。10日中午兩點半，基坑發(fā)出異常聲響，第二排有一根鋼支撐掉落，險情惡化，這時混凝土澆注量還較少，且時間短還未起到支撐作用。架設新的鋼支撐因鋼圍檁的進度慢還未能建立支撐效果。指揮部果斷通知鄰近居民樓人員全部撤離，以確保萬一出現(xiàn)意外造成人員傷亡。在區(qū)政府、公安部門和小區(qū)物業(yè)處支持下，一個小時內建筑物內的居民全部撤離，關閉水電氣。