地铁浅埋暗挖隧道塌方事故原因分析及建议

2011-02-17丁达伟深圳市建设工程质量监督总站深圳518029

中国科技信息 2011年10期

关键词：塌方掌子面施工单位

丁达伟深圳市建设工程质量监督总站，深圳 518029

地铁浅埋暗挖隧道塌方事故原因分析及建议

丁达伟深圳市建设工程质量监督总站，深圳 518029

本文介绍了深圳地铁某暗挖隧道发生的塌方事故，结合施工现场及周边的地质条件，对事故原因进行了分析。在此基础上对城市地铁建设机制中存在的问题进行了探讨并提出了建议。

暗挖隧道；塌方；原因分析；建议

引言

国内地铁隧道施工工法主要有明挖法、盾构法和暗挖法三种。其中，盾构法是使用盾构机进行掘进。暗挖法主要是采取矿山法隧道的施工工艺进行施工，主要工艺包括爆破、人工或机械挖土、超前支护、二次衬砌等。有些地质条件下岩层坚硬不利于盾构机进行掘进，往往选用矿山法隧道的工艺进行施工。暗挖法隧道施工的重大危险源主要包括塌方、透水及上部建筑物的沉陷等。本文以深圳地铁某暗挖隧道发生的塌方事故为例，对事故原因进行分析，对城市地铁建设机制存在的问题进行了探讨并提出一些建议。

1 工程事故介绍

1.1 事故情况

2009年4月13日下午，深圳地铁某矿山法暗挖隧道出渣作业时，发现掌子面左侧中上方出现红色黏土，约占掌子面面积1/3，有少量孔隙水。面对这种突变的地质情况，监理单位与施工单位立即组织人员对掌子面附近地质变差位置进行喷射砼加注浆小导管进行加固并于下午17：00加固完毕。晚上约21：00准备立架时，掌子面右上方发生掉土现象，随后即有红色黏土坍塌下来，塌方高度约2米，之后仍有少量土不间断下落。面对此情况，施工单位启动应急抢险程序，同时向相关部门报告，并与交管部门联系，开始对机动车道进行封闭，同时将隧道上方进行满铺1.5mm厚钢板，以减少行车振动对暗挖隧道的影响。实行交通管制期间，隧道抢险工作仍在进行，到13日晚上23：30左右，已用喷射混凝土对掌子面及塌方位置进行了封闭。为防止出现空洞，施工单位经过与监理、业主等单位协商后，对掌子面右侧施作了三根5m长注浆小导管准备采取双液注浆对可能出现空洞位置进行压浆填充。

1.2 事故处理

1.2.1 施工处理顺序

(1)出现塌方后及时进行组织进行交通疏解，禁止机动车辆在隧道上方通过并立即进行洞内及地面位置的监测工作；

(2)用坍塌下来的土体对掌子面进行封堵；

(3)对坍塌的漏斗位置进行初喷；

(4)施作锚管对塌方位置进行加固；

(5)复喷混凝土，将塌方位置进行封闭；

(6)从已经施作的锚管位置进行双液注浆，对喷射砼过程中形成的空洞及时进行填充；

(7)在地面采用袖阀管注浆的方式对掌子面附近洞顶位置进行注浆，封堵沙湾河河水通向洞内的水路并进一步对空洞位置进行填充。

1.2.2 施工工法

(1)喷射砼

(2)洞内静压注浆

(3)洞外袖阀管注浆

1.2.3 监测方法

出现塌方后，项目部安排监测组分两个小组进行施工监测，第一小组负责洞内监测，监测项目为拱顶下沉和隧道收敛；第二组负责洞顶地面沉降检测，监测项目为地表下沉。截止到15日上午10：00，地表沉降累计最大值为18mm，就持续观测的监测数据来看，所有监测点变化已呈稳定趋势。

2 原因分析

经调查分析事故原因主要有以下方面：

（一）勘察单位地质勘察报告的工程地质情况与现状不一致。具体表现为:

1、勘察单位岩土工程勘察报告显示，发生险情段隧道围岩为中风化-强风化凝灰质砂岩，围岩类别为IV级。在开挖过程中，掌子面拱部约2米宽的范围突然出现全风化黏土，出现掉快塌方现象。该地质报告没有揭示出全风化黏土层的存在。

2、勘察单位勘察报告中指出应对该区域进行补充勘察，然而补充勘察工作并未进行导致该钻孔地质资料缺失。进而导致该区域近100米隧道的设计与施工无勘察报告作为依据。

3、勘察单位勘察报告中指出，勘察钻孔在地质复杂地段，适当加密钻孔。该暗挖隧道要穿越河流，在有可能存在地质及水文条件突变的情况下，勘察单位没有对钻孔进行加密。

（二）施工单位没有进行地质补勘和地质超前预报。施工单位曾在险情隧道断面附近进行钻孔补勘，但由于受到道路管线密集、交通流量大等因素影响，导致地质补勘无法进行。施工单位没有进行地质超前预报工作。勘察报告显示该段无复杂地质条件，施工单位没有复核地质条件。

（三）施工单位险情应急处理意识不强，措施不力。施工单位13日下午发现隧道掌子面出现地质突变情况即采取加固措施，晚上21：00仍出现掉块塌方险情，说明施工单位采取的措施针对性不强，未能有效阻止险情的发生。此外抢险物资设备准备不足，离现场较远，导致抢险时间有所滞后。

3 城市地铁建设存在的问题及建议

3.1 存在的问题

自2005年末以来，全国大中城市地铁建设犹如雨后春笋般掀起建设高潮。地铁从立项、规划、建设单位组建、勘察、招投标到施工的速度快得惊人，有的城市仅需一到两年就能完成以上巨大的工作任务，因此为工程质量安全管理埋下了隐患。近几年来，国内地铁建设出现了许多重大质量安全事故，造成了严重的财产损失和人员伤亡。

对各个地铁事故进行对比分析，就能发现我国地铁建设存在一些共性问题：

（一）建设单位违背客观规律压缩工期，降低工程造价，“多、快、好、省”进行工程建设。现场质量安全管理人员不足，力量薄弱。合同管理不严，部分合同条款对相关单位的项目机构人员配备、主要施工设备、质量安全文明施工等要求不明确，不具体，约束性不强，甚至存在不合理的现象。对参建单位未履行合同要求或履行情况较差的，未采取相应的措施加以纠正。

（二）监理质量控制软弱。监理企业受业主委托，从业主处收取监理费，这就在机制上决定了监理不可能站在第三方公正的立场上，对于业主的违规行为，不能进行有效制止。项目监理机构监理人员数量不足，专业配备不符合要求，缺乏轨道交通建设管理经验。

（三）由于我国正处在轨道交通建设高峰期，施工单位专业技术力量分散，导致施工现场质量管理薄弱,对复杂软弱地质条件下轨道交通工程施工经验不足，认识不够，不能提前作出风险预判。施工单位受市场竞争激烈影响，纷纷低价竞标，导致技术措施不到位。部分施工企业将轨道交通工程层层转包，对分包单位又没有进行严格的管理。一部分一线操作工人是刚刚离开农村，进入城市建设工地，由于这些人员未经过专业技术培训，缺少相关知识，操作技能差，严重影响了工程施工质量。

3.2 建议

（一）建设单位应按照工程建设规律合理确定工程造价和工期，加强质量管理力度，充实管理力量，切实履行工程质量安全第一责任人的职责。

（二）建立健全施工企业对工程项目经理部的考核管理机制和监理企业对项目监理部的考核管理机制，让施工企业和监理企业真正承担企业质量管理责任。轨道交通工程施工现场应建立健全质量保证体系，完善各项质量管理制度，落实各层次管理人员相应的责任，确保质量保证体系有效地运行。

（三）实行风险源评估制度。梳理控制重大风险源的关键环节，提出有效的防范措施，形成重大风险源责任控制体系，确保工程质量安全责任层层落实到具体环节、具体岗位、具体人员。

（四）参建单位资质审查应由市场准入拓展到现场准入。轨道交通施工企业监理企业一般都是大型企业，资质市场准入不会有问题，一旦企业中标以后委派的项目组织机构人员资质、资格和能力是否满足要求，进入施工现场的机械设备是否满足工程建设需求，专业分包、劳务分包单位资质是否符合要求等，都要通过现场准入来核实。

（五）建立关键岗位人员教育培训制度。应对轨道交通工程建设关键岗位人员进行严格的专业技术培训并进行考核，持证上岗。