暗挖施工风险和安全管理

（2）间接原因
a. 地铁十号线02标地质勘探按照探孔间距不大于50米
的规范要求，以40米为间距设置探孔。事故地点处
在探孔间距之间，勘探资料未能显示出事故地点实际
地质情况；
b. 现场安全生产管理存在漏洞。一是应急预案对施工过
程可能出现的风险考虑不全，出现险情后不能按照预 案组织抢险；二是对劳务用工管理不严，使用无资质 的劳务队伍从事施工作业；三是现场管理人员未严格 遵守安全生产有关法律规定。
案要求；
2）注浆压力未按要求分级逐步升压；
3）未达到注浆终压或注浆量标准即结束注浆；
2. 超前支护 4）浆液配置或存放过程中未设专人管理。 2.2 超前大管棚 1）大管棚材质、规格、长度及花眼不符合设计和方 案要求； 2）未达到注浆终压或注浆量标准即结束注浆。
风险
类别
危险源和危害因素
3.1 土方开挖不当导致坍塌事故 1）开挖前未核实施工涉及的地下管线情况、未制定相应的保护、加固措施； 2）开挖进尺过大，超过设计及规范要求； 3）核心土留置不符合要求； 4）台阶长度、导洞间距不符合要求。
3. 超
3.2 石方爆破开挖
1）隧道开挖及凿孔时，未使用湿式凿岩机； 2）爆破器材运送过程中，炸药和雷管未装在专用箱（袋）内分开携带引起爆炸事 故； 3）一次引爆的炮孔，未全部钻孔后装药，向炮孔内装炸药和雷管不符合规定； 4）爆破器材加工房设置不符合规范要求； 5）爆破后通风排烟时间不够（15min），检查人员就直接进入隧道造成中毒；
统计分析结果
按工程建设事故类型分析
23.7%
29.5%
地质条件引起的事故 施工及施工辅助设备引起的事故 管理不当引起的事故
46.8%
施工及施工辅助设备引起的事故比例
围护结构和支撑体系 锚固结构 施工机具 43.5% 52.2% 4.3%
从上图可以得出：维护支撑体系影响最大，由它引 起的事故占该大类事故总数的52.2%。
1.工程概况
发生事故的旁通道，位于浦东南路至南浦大桥之间穿越 浦江底约两公里长的区间隧道内，距离浦西江边防汛墙53米， 并且地处30多米的地下深层，事故发生点位于地下土层第 7 层。旁通道工程采用冻结加固暗挖法施工。事故发生时隧道 区间的上下行线已经贯通，旁通道贯通尚余0.8米。 施工单位：上海隧道工程股份有限公司；
预案不力；
b. 对工程险情征兆没有及时采取有效制止措施； c. 对旁通道施工若干技术参数缺少分析与动态管理。
4. 经验教训
（1）对类似地下工程应编制周密完整的施工方案
这起事故的发生，对施工教训是很深刻的。从事故技术原
因调查中知道该项工程施工方案决策欠慎重：施工组织设计不 够周全，对施工中各种工况下冻土结构的受力分析和计算不够 完善，且缺少施工设防和监控措施，施工中存在盲目性。 （2）对勘察成果未予以充分重视和采用
沉降演变至塌陷，隧道区间由渗水、进水发展为结构损坏，附
近地面也出现不同程度的裂缝、沉降，并发生了防汛墙围堰管
涌等险情。
3、事故原因分析
（1）直接原因
旁通道冻结开挖施工设计存在缺陷，施工中冻土结构局部 区域存在薄弱环节，对承压水对工程施工的危害重视不够，导 致承压水突涌。
（2）间接原因 a. 整个旁通道的冻结施工具有较大风险，但施工单位应急
2.2 北京地铁十号线苏州街站事故分析
2007年3月28日9时30分左右，中铁十二局集团有限公司 负责施工的地铁十号线02标苏州街站东南出入口隧道断面转换 作业面，在抢险过程中发生坍塌事故，造成5名作业人员被埋 压致死，1人失踪。
事故发生点 苏州街站
1.工程概况
地铁十号线02标苏州街站，东西向设置在海淀南路与 苏州街交叉路口下，为双层暗挖（局部单层暗挖）单柱双跨 侧式车站，车站总长195.2米，其中双层地段长166.2米，单 层地段长29米，车站总面积为10756.2平方米。车站共设置 四个出入口，北侧两个出入口沿海淀南路设置，南侧两个出 入口沿苏州街设置。在东南出入口通道人防段内侧，设置紧 急疏散通道与站厅层东段设置区连通。车站采用暗挖施工， 出入口分为暗挖段和明挖段两部分，暗挖通道断面结构形式 为拱形直墙带仰拱结构，明挖段通道断面形式为箱型或U型 结构。
案要求；
2）注浆压力未按要求分级逐步升压；
3）未达到注浆终压或注浆量标准即结束注浆；
2. 超前支护 4）浆液配置或存放过程中未设专人管理。 2.2 超前大管棚 1）大管棚材质、规格、长度及花眼不符合设计和方 案要求； 2）未达到注浆终压或注浆量标准即结束注浆。
风险类别
危险源和危害因素 2.1 超前小导管注浆 1）小导管材质、规格、长度及花眼不符合设计和方
（3）工程风险管理思路
（4）风险因素分析
影响暗挖施工安全的因素主要有不良地质风险、 超前支护施工风险、隧道土石方开挖风险、初期支护 施工风险、二次衬砌施工风险、地下水控制风险、周 边环境影响风险等。 上述潜在的不安全因素会引起隧道施工中发生透 水、坍塌、机械伤害、中毒等意外，并可能导致地面 建筑物、道路、地下构筑物及地下管线等遭受损害。
长春地铁1号线各车站施工方法 站 名 施工方法
明挖 明挖 明挖 明挖 明暗挖结合 暗挖 暗挖 暗挖 暗挖 暗挖 盖挖 明暗结合 明挖 明挖 明挖
北环路站 庆丰路站 一匡街站 长春火车北广场站 长春火车南广场站 北京大街站 人民广场站 解放大路站 自由大路站 南湖大路站 繁荣路站 卫星广场站 南环路站 中央商务区站 红咀子站
衬砌结构承担使用荷载。
（2）暗挖工程特点
受工程地质和水文地质影响较大，风险因素具有
隐蔽性、复杂性和不确定性。
工程周边环境（地下及地上建、构筑物、地下管
线等）与暗挖施工相互影响、相互干扰比较大， 容易引起连锁反应。
暗挖施工作业面相对狭小，作业环境条件差，施
工机械化程度较低，对安全管理要求高。
分包单位：北京中煤矿山工程上海公司；
（主要负责轨道交通 4 号线浦东南路站至南浦大桥站区 间隧道中间风井、旋喷加固、旁通道、垂直通道、冻结加固 及风道结构工程专业） 监理单位：上海地铁建设有限公司委托上海地铁咨询监理科 技有限公司监理。
2. 事故经过
2003年 7月1日零时许，上海轨道交通4号线穿越黄浦江隧 道的旁通道内，中煤上海分公司安排施工人员拆除冻土前掘进 面部分封板，用风镐凿出直径0.2米的孔洞，准备安装混凝土输 送管。凌晨约4时，现场工人发现孔洞下部有水流出，立即用水 泥封堵，但流水不止。不久掘进面右下角开始出水，且越来越 大，约6时许，因大量水、流砂涌入旁通道，引起隧道受损及周 边地区地面沉降，造成三幢建筑物严重倾斜，防汛墙由裂缝、
设计单位：铁道第一勘探设计研究院 施工单位：中铁十二局集团有限公司第二工程公司 监理单位：北京赛瑞斯工程建设监理有限责任公司
2. 事故经过 2007年3月28日8时左右，中铁十二局集团有限公司地
铁十线02标段工人发现东南出入口10-10断面转6-6断面
施工面塌落土方约1立方米，开口导洞西侧顶端上部锚喷的
4. 经验教训
（1）针对地铁工程施工实际情况，完善应急救援预案；在制 定地铁工程抢险方案时，必须制定保证抢险人员安全生产条件的 具体措施，并认真组织实施； （2）针对地质条件复杂情况，建议在地铁工程地质勘查时， 根据地铁建设的实际情况，特别是对地铁出入口、折返处等重点 部位，增加勘探点的密度； （3）工程总承包单位应认真依法履行各项安全生产职责，强 化对施工现场安全生产管理和日常安全检查；督促项目部在组织
暗挖工程 风险及安全管理
梁青槐 教授 北京交通大学 城市轨道交通研究中心 2012年11月13日 长春
主要内容
1 2 3 4 5
地铁工程事故统计分析结论 暗挖工程事故典型案例剖析
暗挖工程主要风险分析 暗挖工程风险控制措施
结语
1. 地铁工程事故统计分析结论
统计对象及数据
课题组对1995年——2008年近13 年来国内城市轨道交通工程建设过程 中的安全事故进行了调查，共获得 133起事故数据。
（5）地铁建设政府管理部门加强监督地铁建设施工安全
管理办法的落实。
3. 暗挖工程主要风险分析
（1）暗挖法原理

隧道开挖前，采取辅助措施加固土体，提高地层
自稳能力；
隧道开挖时，利用围岩短暂自稳能力适时封闭支
护，使围岩与支护体共同作用，承担地层与施工期 内的全部荷载；
在初期支护保护下施做防水和二衬砼，形成复合
格栅混凝土开裂，裂缝在开口导洞的中间位置。在裂缝宽
度已达10cm左右，西侧格栅已呈15°左右向下垂情况下， 项目部指挥作业人员对拱顶进行加固。9时30分左右，在抢 险过程中，拱顶再次发生塌方，将6名工作人员埋压，造成 5名作业人员被埋压致死，1人失踪。
3、事故原因分析
（1）直接原因
a. 坍塌处周边环境条件十分复杂，工程地质及水文条件极差； b. 坍塌处集隧道爬坡、断面变化及转向、覆土层浅、环境条件
前
支
护
6）爆破后未检查四周有无松动石块、支护有无损坏变形即开始施工；
7）运送爆破器材未按有关规定进行； 8）爆破器材未由爆破工专人护送，引起爆炸； 9）用凿岩机或风钻钻孔时，操作人员未带口罩和风镜使得碎石溅入口鼻伤人。
风险 类别
危险源和危害因素
4.1 竖井垂直运输 1）垂直运输采用龙门架等起重设备时，无专人指挥； 2）土斗或材料升降过程中，井下作业人员未撤离至安全地带； 3）材料、堆土等荷载距竖井边距离不应小于2m，高度不应超过1.5m； 4）起吊重物时钢丝绳不垂直或超过电动葫芦额定载重； 4. 5）吊物落地后未确认稳固的情况下摘钩。
2.1 上海轨道交通四号线事故分析
2003年7月1日， 上海轨道交通 4 号线 穿越黄浦江隧道的旁 通道，发生大量流沙 涌入，引起隧道受损 及周边地区地面沉降， 董家渡 造成三幢建筑物严重 倾斜以及部分防汛墙 沉陷的工程事故。因 报警及时，处理果断， 受影响的单位、居民 及时撤出，未造成人 员伤亡。 4号线是上海市轨道交通环线的东南半环，全长22公里。
管理不当引起的事故比例
施工顺序不合理 工作人员违规操作 互相协调关系处理不当 对突发事件或复杂情况处理不善
13.3% 20.0%
26.7%
40.0%
由上图可知：工作人员违规操作引起的事故最多，占该大 类事故总数的40.0%，可见规范施工管理操作规程，提高作 业工人的操作水平与安全意识是首要问题。
2. 暗 挖 工 程 事 故 典 型 案 例 剖 析
该工程勘察方案较合理，符合规范要求，对⑦层土性及承
压水评估正确，可作为设计施工的依据。但在施工方案中却没 有充分重视勘察资料，对承压水危害该工程的认识不够，对防 止承压水产生突涌也没有采取有效的预防措施。
（3）对结构复杂的地下轨道工程，应进行必要的方 案论证
这次采用把旁通道、集水井和竖向风井三位一体结构 形式，虽有类似经验，但在上海地铁工程中尚属首次，应 该进行方案论证。
洞内坍塌
初期支护开裂
地面塌陷
风险类别
危险源和危害因素 1 ）地质条件复杂多变、地层中存在空洞疏松、 土质自稳性差，导致坍塌事故； 2 ）地层含水量大、补给源多且不明、降水措
1.地质风险
施不到位引起坍塌事故。
风险类别
危险源和危害因素 2.1 超前小导管注浆 1）小导管材质、规格、长度及花眼不符合设计和方
作业施工过程中，认真遵守有关安全生产法律、法规和各项技术
规范要求；严格审查劳务企业的资格条件，加强对劳务企业的管
理；
（4）项目部要认真依法履行对施工过程的安全生产管理 职责，针对施工实际情况完善和落实应急预案的各项要求；加
强对危险点、段施工安全管理和监督检查工作；切实加强对劳
务队伍的资质审查备案和施工过程的安全生产管理工作；
隧 4.2 洞内运输 道 1）洞内运输车辆状态欠佳、制动失效、人料混载、超载、超宽、超高运输；
2）有轨运输洞内洞外曲线半径不符合规定；双线运输时车辆错车净距及车 运 辆距坑壁或支撑边缘的净距不符合规定；单线运输时未设人行道和错车道； 输 3）线路尽头未设挡车装置、标志及卸车平台，运输线路无专人维修、养护、 清理杂物； 4）洞内倒车与转向时未开灯鸣号或设专人指挥，洞内车辆相遇或有行人通 行时未关闭大灯光改用近光引起交通事故； 5）无轨运输洞内车速不符合规定，未设置防止运输车辆碰撞的标识。
和地质条件复杂等多种不利因素，且该暗挖结构本身处于复 杂的空间受力状态，当开马头门时，由于地层压力作用，拱 脚失稳，引起已施工做成的导洞变形过大，从而造成导洞拱
部产生环向裂缝，进而在抢险过程中发生坍塌；
c. 施工单位在已发现拱顶裂缝宽度由最初的1cm发展成10cm，
并有少量土方坍塌的情况下，没有制定并采取任何保护抢险 人员的安全措施，指挥作业人员实施抢险，造成在二次塌方 中6名作业人员被埋压。