上海地铁4号线重大事故分析

(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
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：
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。
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
三、事故调查和抢险措施
（一）抢险措施 （二）险情过程总体描述
(一)抢险措施
指 挥 部
总指挥：杨雄（副市长）
地面组 管线组 监测组 专家组 拆房组
指挥部名录
地下组 地区组 防汛组 注浆组 治安交通组
新闻信息组
(一)抢险措施
组 长：刘建航（院士）
副组长：叶可明（院士）
隧 道
专 家 负 责 专 业
水务防汛 测 量
(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。
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。
泵 站 突 沉
河床严重扰动、下沉、滑移，近 30M防汛墙倒塌，近70M防汛墙结构 严重破坏，黄浦江水冲向风井，并由 风井进入地下隧道，加剧险情发展。
录像
录像
录像
二、事故原因调查
事故发生过程
2003年3月，中煤上海分公司开始安装冻结设备； 4月27日－5月11日，陆续供冷；
6月24日旁通道开始施工；
周边建筑物下沉、地Leabharlann Baidu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；
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）
（1） 设立区间水泥封堵墙
7月1日在距两侧车站约几百米处各筑一道水泥封堵墙 防止蔓延。
上行线长2001米
浦东南路站
南浦大桥站
黄浦江
水泥封堵墙
风井
水泥封堵墙
下行线长1987米
水泥封堵墙位置示意图
水泥封堵墙施工
（2）设立车站端头井钢筋砼封堵墙
7月3日～7月4日在两侧车站端头井处设置第二道钢筋砼 封堵墙，并架设支撑和予埋加水管。保护车站。
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
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
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
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，抢救财产
紧急疏散建筑物内人 员，并组织力量抢救建筑 物内的财产。
（2）设备进场，实施拆除
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
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。
（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%。
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。
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
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
6月24日回路温差大于要求
事故原因
（3）施工单位对于险情征兆没有采
取有效措施：
压力水流出
土温上升 水压力达到承压水压力，没有紧急
止水措施，没向隧道公司和监理公 司汇报；
事故原因
（4）中煤上海分公司严重违章，擅
自凿洞；
（5）监理公司现场监理人员失职：
仅在6月25日、30日下井两次： 29、30日日记：“各项工作均正常” （6）隧道公司现场管理人员失职：
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
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。
临 江 花 苑 门 口 地 面 塌 陷
地面沉陷的范围和深度在进一步扩大， 以风井为中心的地面从沉陷漏斗发展成 塌陷区，最深达4M，临江大厦门口地面 塌陷最深处约2M，董家渡路沉陷达1M， 中山南路明显下沉，地面开裂发展加快。 音像市场倾斜加剧，楼板断裂；文 庙泵站发生突沉；临江花苑大厦沉降 速率加快，沉降量达12.2mm，地下室 文 庙 出现裂缝。