上海地铁4号线重大事故分析
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,对险情造成的可能最大损坏作了分析。
浦东南路站 南浦大桥站
黄 浦 江
风 井
隧道进水 轨 道 交 通 四 号 线
轨道交通1、2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。
6月28日8:30,一台制冷机故障,下午4:00修复, 发现土体温度3C,停止冻土开掘;
6月30日,土体温度7.4 C,水压与第七层承压水 压力相同,用干冰制冷;
7月1日0时,在冻土中凿出0.2m孔洞,准备安装混 凝土输送管,有水流出;越流越大; 6时,大量水砂涌入旁通道,发出异响,人员撤出
处理建议
中煤上海分公司:项目经理、副经理移
送司法机关;总工(副经理)行政撤职; 上机单位主要负责人领导责任;
隧道公司:项目经理、技术负责人移送
司法机关;质量员记大过;副总经理撤 职;总经理撤销党内职务;上机机关领 导责任(记大过)
地铁监理公司:总监代表、经理移送司
法机关;上机机关领导责任(记大过)
周边建筑物下沉、地面裂缝、沉降,事故蔓延。
事故原因
(1)《冻结法施工方案调整》缺陷:
降低对冻土平均温度要求:-10 C
变为-8 C
制冷量不足:未考虑夏季施工损失;
冻结管数量减少(24减为22),长
度缩短25m-16m)
事故原因
(2)在冻结条件不太充分情况下进
行开挖:
要求冻结时间50天,实际只有43天;
(一)工程概况 (二)周边环境
(三)参建各方 (四)事故概况
(一)工程概况
浦东南路站~南浦大 桥站区间隧道工程是上海 市重大工程项目――轨道 交通四号线工程的一个重 要组成部分。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。 区间隧道顶最大埋深为 37.7M,隧道中心线水平距 离为10.984M,隧道最大坡 度为3.2%。
灰色粉质粘土 暗绿--草黄色粉质粘土 草黄色砂质粉土 草黄色粉砂
3.50
4.50 4.30 9.20
-16.14
-20.64 -24.94 -34.14
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。
效果:隧道损坏减少到最小程度。
经物探部 门对隧道顶标 高的探测,尽 管隧道最大下 沉量有9米,但 损坏了仅约250 米(黄浦江内约 50米,地面约 200米),阻止 了损坏的延伸, 保住了竖向行 走的隧道区段, 为修复创造了 条件。
隧道顶部下沉量图
第二、减少地面附加荷载,防止对地面的冲击震动
专家组意见:
原防汛墙剖面图
果品公司
公 务 所 万 有 全
鸿宇楼
文 庙 泵 站
材料公司
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
工程地质
层号 ① ② 地层名称 人工填土 灰色粘质 层厚(M) 层底标高(MC) 6.39 10.5 -2.14 -12.64
⑤1
⑤2 ⑥ ⑦1 ⑦2
为色粘土
(四)险情情况
凌晨,联络通道发生流沙涌水,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。
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
事故的发生
点位于隧道的联
络通道处(又称旁
33.5m
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,隧道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。管片损坏 程度进一步扩展,并有管片连接螺栓绷 断,响声传出。
地下工程事故
(二)基坑工程事故
103项失事基坑分析(上海占1/3)
勘察失误
设计失误
3项
35项
水处理失误
施工方法 管理问题 其他
22项
5项 8项 36项
地点:Nicoll 大道。日期:2004年4月20日
一、工程事故概况
二、事故的原因 三、险情经过和抢险措施 四、抢险措施效果
一、工程事故概况
房建地基 道路桥梁
专家组名册
同时在第一时间内启动了紧急抢险 在采取了各项紧急措施后,7月4 预案程序,调动一切人力、物力和资 日~5日,险情发展才趋于平稳。 源为抢险提供强有力保障。
抢险技术措施
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 第二、减少地面附加荷载,防止对地面的冲击震动 第三、防止黄浦江水和地表水进入事故区段对隧道损 坏的加剧 第四、稳定土体,减少土体扰动范围,补充地层损失 第五、保障抢险安全,为抢险提供有利保障
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
砼封堵
塞的完成增
强了隧道的
整体刚度, 提高了抵御 土体扰动的 能力,阻止
了隧道损坏
的延伸。
刹车点浇筑混凝土
(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。
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
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
南浦大桥站
下行线长1987米
钢筋砼封堵墙位置示意图
钢筋混凝土封堵墙施工
(3)在相邻车站端头井实施了第三道钢筋封堵墙
为确保万无一失,在 相邻车站端头井实施了第 三道钢筋封堵墙。
钢筋混凝土 封堵墙安装支撑
(4)设置隧道砼塞
(三)参建各方
投 资 单 位 建 设 单 位 建设代理单位 设 计 单 位 施工总包单位
上海申通集团有限公司 上海轨道交通明珠线(二期)发展有限公司
上海地铁建设有限公司
上海市隧道工程轨道交通设计研究院 上海隧道工程股份有限公司 北京中煤矿山工程公司 上海地铁咨询监理科技有限公司
施工分包单位
监 理 单 位
24-7月1日,质量员一次也未到工 作面,28-30日记”一切正常“
工程事故调查结论
工程责任事故(定性),直接经济损失1.5亿。
施工单位(北京中煤矿山工程公司)未经规定程 序调整施工方案;
险情征兆出现以后未能采取及时有效措施; 现场管理人员违章指挥,擅自凿洞直接导致事故 发生;
总包单位(上海隧道工程股份有限公司)管理失 控; 监理单位(上海地铁咨询监理科技有限公司)现 场监理失职
拆除地面及周边部分建筑物 目的: 1、减少隧道上方的附加荷载 2、防止由于楼房倾倒对隧道产生 新的冲击和再次扰动地层 3、为抢险工作提供地面作业空间 和抢出时间
(1)疏散人员,量抢救建筑 物内的财产。
(2)设备进场,实施拆除
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
隧道
D5.5m
积水坑
4.2m
(二)周边环境
周边房屋建筑情况: 事故区域东面沿 事故区域西侧有音像制品 事故周边主要的 黄浦江一线是防汛墙。 批发交易市场 (简称音响 道路是中山南路、外 从 60年代到现在经三 楼 )、鸿宇商务楼 (简称鸿 马路、董家渡路、利 次加固成为 L型钢筋 宇楼 ),北侧有谷泰饭店 砼墙,标高为 6.7M, (川码头街、赖义码头 简称谷泰 )、广林新包装 有限公司、果品公司;沿 能抵御百年一遇大潮 街、南浦大桥引桥等。 外马有万有全、公务所; 汛。 这些道路的上、下敷 南侧有临江花苑大厦(又 设有上水、电力、煤 称国税大楼,简称临江大 气、通信、电缆、雨 厦 )、土产公司、地方税 务局、光大银行等建筑。 污水等各类管线。中 在事故区域内有文庙泵站、 山南路交通十分繁忙, 材料公司仓库、居民房屋、 有数十条公交线路通 临江大厦的门卫和自行车 过。 库。