地铁事故案例汇编(内部学习资料)2011年1月编写委员会前言本案例集所选用的各个案例均选自于互联网络、公开出版发行物、会议集论文和土木工程类期刊,在此,对那些从事安全建设工作的学者、作者、记者,以及每一位关心工程安全的公民表示衷心感谢!由于编者水平有限,案例选取和分析也难免存在疏漏之处,网络信息也存在难免失真,敬请批评指正,以便持续改进。
目录特别重大和重大事故案例 (1)1 2004.4.20新加坡地铁4号线明挖隧道坍塌事故 (1)1.1 工程概况 (1)1.2 事故征兆 (3)1.2.1 始发井事故 (3)1.2.2 K型地下墙事故 (4)1.2.3 M2和M3地下墙事故 (4)1.3 事故经过 (5)1.4 事故原因 (7)1.4.1 有限元模拟开挖分析中的错误 (7)1.4.2 支撑与围檩连接细部的设计施工错误 (8)1.4.3 施工反分析的技术缺陷 (9)1.4.4 施工监测不力 (9)1.5 事故后续 (10)2 2003.7.1上海地铁4号线联络通道透水事故 (11)2.1 事故经过 (11)2.2 事故后续 (12)2.3 事故原因 (12)2.3.1 开挖顺序错误 (13)2.3.2 冻结法方案不严格 (14)2.3.3 现场管理失职 (14)2.4 事故处理 (15)3 2008.11.15杭州地铁1号线基坑坍塌事故 (15)3.1 工程概况 (15)3.2 事故经过 (17)3.3 事故原因 (19)3.3.1 土方超挖,支撑不及时 (19)3.3.2 支撑体系薄弱 (19)3.3.3 监测失效 (20)3.3.4 勘察设计成果不尽合理 (20)3.3.5 变更设计依据不足 (20)3.3.6 监理不到位 (21)3.4 事故处理 (21)较大和一般事故 (23)4 北京地铁 (24)4.1 2003.10.8北京地铁5号线钢筋倾覆事故 (24)4.2 2006.2.27北京地铁10号线起重伤害事故 (25)4.3 2007.3.28北京地铁10号线塌方事故 (26)4.4 2010.7.14北京地铁M15号线钢支撑脱落事故 (29)5 上海地铁 (29)5.1 2008.8.29上海地铁9号线管片坠落伤亡事故 (29)5.2 2009.1.8上海地铁9号线吊车倾覆伤亡事故 (30)5.3 2009.1.8上海地铁11号线火灾事故 (31)5.4 2009.9.8上海地铁吊车倾覆事故 (32)5.5 2010.3.11上海地铁御桥路火灾 (33)6 广州地铁 (33)6.1 2004.9.25广州地铁2号线塌方事故 (33)6.2 2004.4.1广州3号线连续墙维护结构塌方 (35)7 杭州地铁 (36)7.1 2010.11.3杭州地铁1号线河水灌进基坑 (36)7.2 2010.11.24杭州地铁1号线坠物伤人事故 (37)7.3 2010.12.05杭州地铁1号线高空坠落事故 (38)8 南京地铁事故 (39)8.1 2007.2.5南京地铁汉中路段天然气爆炸 (39)8.2 2007.5.28南京地铁茶亭车站基坑土体滑坡事故 (40)8.3 2007.12.16南京地铁二号线汉中门段路面塌陷事故 (42)8.4 2008 5.30南京地铁2号线大行宫路面坍塌事故 (44)8.5 2008.11.08南京地铁1号线箱梁支架坍塌事故 (45)8.6 2009.1.2南京地铁大行宫路口隧道坍塌事故 (46)8.7 2009.5.28南京地铁2号线元通站塌陷事故 (47)9 西安地铁事故 (48)9.1 2008.12.20和2009.1.2西安地铁二号线火灾事故 (48)9.2 2009.8.2西安地铁一号线沟槽开挖塌方事故 (50)10 深圳地铁事故 (51)10.1 2008.4.1深圳市轨道交通二期3号线模板坍塌事故 (51)10.2 2009.3.4深圳地铁三号线地面塌陷事故 (51)10.3 2009.7.19深圳地铁1号线地表塌陷事故 (53)10.4 2009.10.13深圳地铁五号线工地坍塌 (54)10.5 2010.8.1深圳地铁5号线风井坍塌事故 (54)11 高雄捷运地铁事故 (56)11.1 2004.5.30高雄捷运地表塌陷事故 (56)各大城市地铁事故一览 (58)12 各地铁修建城市事故一览 (59)12.1 北京地铁近年事故一览 (59)12.2 上海地铁事故一览 (61)12.3 广州地铁事故一览 (62)12.4 杭州地铁事故一览 (64)12.5 南京地铁事故一览 (64)12.6 西安地铁事故一览 (65)12.7 深圳地铁事故一览 (66)12.8 哈尔滨地铁事故一览 (67)12.9 沈阳地铁事故一览 (68)第一篇特别重大和重大事故案例1 2004.4.20新加坡地铁4号线明挖隧道坍塌事故2004年4月20日下午3:30左右,新加坡地铁环线C824标段的一段明挖区段隧道,挖至第1道(也是最后一道)支撑的时候,长约100 m 区段的围护体系完全崩溃,造成4人死亡,紧邻基坑的Nicoll 快速道也相应塌陷中断,相关的城市生命线(如煤气管线,66 kV 高压电缆)等严重受损。
这是新加坡地铁建设史上最严重的一次工程事故。
1.1 工程概况C824标段线路总长约2.8 km ,包括NicollHighway 车站(地下三层)和Boulevard 车站(部分地下三层),以及相关区间隧道。
区间隧道中有800 m 位于Kallang 河底,采用盾构掘进施工,盾构始发井位于Boulevard 车站的端头,接收井位于Kallang 河的西侧,为直径34 m 的圆工作井,其它区段均采用明挖法施工。
C824标段的总体布置见图1,图中红色虚线表示原设计线路。
图1 车站、线路和事发现场位置示意图 盾构区间明挖区间 原规划车站盾构接收井盾构接收井事故地点C824标段是设计施工总承包合同,该合同于2001年5月30日授予给NLCJV(由日本Nishimastu公司和新加坡本地的Lum Chang施工公司组成的联营体),中标价为2.73亿新币(约合人民币13.65亿元)。
合同工期为四年半,到2006年1月30日竣工。
联营体将永久工程设计委托给Maunsell,Maun-sell也同时负责对临时工程设计进行审查。
地下连续墙施工分包给法国地基公司(Bachy),Kori公司负责钢支撑安装,Hiap Shing公司负责土方开挖,L&M负责施工监测。
在Nicoll快速道的北侧是与之平行的Beach路。
Beach路南侧的全部区域是分两次围海造地形成的。
在20世纪40年代围海造地形成了Beach路和Nicoll快速道之间陆地,Nicoll快速道的北侧则是20世纪70年代围海形成,也就是说工程失事的区段至今仅仅沉降固结了40年。
失事的区段最大挖深约33 m,宽度约20 m左右。
围护体系为800 mm厚的地下连续墙,从上到下共设十道钢支撑,中间设立柱桩。
在第九道和第十道支撑之间有1.6 m旋喷加固层作为暗撑,在最终开挖面的底部有3.0 m厚的旋喷加固层作为施工阶段的底板。
施工顺序为标准的明挖顺作,开挖至底标高后现浇两个矩形箱涵供将来列车通行需要。
箱涵底部的钻孔桩将为区间隧道提供永久支撑。
设计时的控制原则是地下墙最大允许变形为200 mm,墙趾的最大位移为40mm。
工程的典型区间断面参见图2。
地层的分布从上到下依次为:4~5 m厚的填土层;5~30 m为海泥层,在海泥层的中部有一薄层冲积层,海泥层的底部则是相对坚硬的老沉积土。
地下连续墙一般要插入到老沉积土3~5 m。
在该事故区段这层老沉积土不是水平成层的,在Nicoll大道的一侧相对较浅。
由土层分布的情况来看,整个开挖都是在海泥层内进行的,这层土总体表现为软弱、欠固结和透水性差,从而也导致基坑开挖过程中围护体系的变形具有显著的时空效应。
总包在进行围护体系设计中考虑到老沉积土界面的起伏较大,将整个明挖区段划分为若干个不同的区间断面进行设计,即不同的地下墙厚度和深度(K型、M型、M2型、M3型),以求最佳的经济效果。
图2 支撑体系剖面图1.2 事故征兆1.2.1 始发井事故2003年8月5日,在盾构始发井的开挖挖至第七道支撑时,位于角部的S530斜撑的混凝土牛腿突然碎裂,随后地下墙背后出现明显的沉降槽,最大土体沉降超过400 mm,土体测斜仪的最大读数超过500 mm。
相邻幅地下墙的接头出现开裂。
事故发生后立即停止了继续开挖,重新浇注了更大尺寸的牛腿,并对第六道支撑进行了重新加载,同时加大了对这一区域的监测频率。
针对这一事故业主认为由于墙后土水压力荷载取值偏小而导致支撑结构过载,而承包商则认为设计不存在问题,经过历时3个月的反复讨论后承包商承诺将加大监测频率并辅以一系列的应急预案,就这样开挖又重新开始。
1.2.2 K型地下墙事故K型墙断面紧邻重要建筑物和管线,开挖深度也较大,被业主(LTA)视为高风险的断面。
该断面于2003年6月开始开挖,到2003年7月挖至第三道支撑的时候出现纵向滑坡而停工,9月又重新开始开挖。
到2003年12月附近的I-63测斜孔达到警戒值,2004年1月初地下墙的测斜值突然大幅增加而越过设计变形极限。
由于地下墙的变形过大导致S286A号支撑的牛腿出现裂缝,同时附近的地下墙接头也出现开裂,情形与前述的事故如出一辙。
施工因此而立即停止,并采取一系列的阻险措施,包括在1~6道支撑各加装一根斜撑,在开挖面上浇注300 mm的素混凝土作为临时支撑,对墙后的土体进行化学灌浆等。
1.2.3 M2和M3地下墙事故在M2和M3型断面开挖过程中也同样出现地下墙变形超出设计变形的情况,承包商则通过反馈分析对变形控制的标准进行放松,而确保开挖继续下去。
在这期间基坑旁边建构筑物也不同程度地受到了一些影响,主要包括地面沉降、建筑墙体裂缝以及构筑物的损坏等,屋主投诉不断。
1.3 事故经过截至到2004年4月20日,明挖段M2型和M型断面已经开挖到第10道支撑的标高,上午8:00有两组工人在基坑底下作业分别进行开挖面平整和支撑安装准备工作。
约上午8:45现场工人听到了巨大的响声,这种响声每十分钟就传来一次。
9:15联营体的现场工程师Andy Wong在进行现场检查时又听到两声响声,Andy Wong发现S338北侧围檩的加劲槽钢和翼緣出现屈服,10分钟后又发现S335南侧的围檩屈服。
10:00左右现场工程师向施工经理和LTA的相关人员报告了现场情况,并要求监测单位提供I-104测斜孔的最新读数,但监测单位反馈最近三天没有读数,4月17日的读数是349.81 mm。
10:30承包商的项目经理、现场经理和现场工程师对现场进行了联合检查,发现围檩屈服的情况更加严重,异常的响声更加频繁。