02(清华大学-李广信)渗流与岩土工程事故

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， 临 江 约每小时涨移15M。管片损坏程度进一步扩展， 花 并有管片连接螺栓绷断，响声传出。 苑 门 地面沉陷的范围和深度在进一步扩大，以风 口 井为中心的地面从沉陷漏斗发展成塌陷区，最 地 深达4M，临江大厦门口地面塌陷最深处约2M， 面 塌 董家渡路沉陷达1M，中山南路明显下沉，地面 陷 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，地下室出现裂缝。 文
水泥封 堵墙
浦东南路站
钢筋砼 封堵墙
黄浦江
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
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
根据各注 浆单位设备及 人员情况划分 注浆区域，统 一编号、统一 协调，建立注 浆管理网络， 落实责任单位 和责任人。
庙 泵 站 突 沉
பைடு நூலகம்
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。
(四)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
7月1日凌晨，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
(三)险情情况
时以风井为中心的地面开始出现裂缝、沉 6 ：00，音像楼发生明显变形，墙面开裂， 降。 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。 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。
地 下 连 续 墙
18.25m
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 旁通道隧道
积水 坑
D5.5m
13.3m 4.2m
（二）事故过程






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； 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 周边建筑物下沉、地面裂缝、沉降，事故蔓延。
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(又称旁通
33.5m
风 井

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； （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：24－7月1日，质量 员一次也未到工作面，28－30日记”一切正常“
第五、保障抢险安全，为抢险提供有利保障
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，对险情造成的最大损坏作了分析。
浦东南路站 南浦大桥站 风 井
黄 浦 江
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
（1） 设立区间水泥封堵墙
注浆补充地层损失
稳定土体，减少并控制土体 扰动范围，有利保护隧道和周边 建筑（区域外的构筑物），其主 要的措施就是尽快大量地向地下 注浆，以补充地层损失及改善隧 道结构受力条件。
第五、保障抢险安全，为抢险提供有利保障
• 险情发生后指挥部立即组织上水、电力、煤气、 排水、通信、电缆、公安、交警、消防等各单 位采取了割接、改迁、封闭、暴露架空、重新
敷设、调整系统等措施，
• 确保抢险正常、快速进行和抢险人员安全，为
抢险提供了有利的保障。
（五）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 —-8 C 制冷量不足：未考虑夏季施工损失；
冻结管数量减少（24－22），长度缩短25m—16m) （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43天；6月24日回路温差大于 要求
7月1日在距两侧车站约几百米处各筑一道水泥封堵墙
上行线长2001米
浦东南路站 黄浦江
水泥封堵墙 风井
南浦大桥站
水泥封堵墙
下行线长1987米
水泥封堵墙位置示意图
（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。
水泥封 堵墙
上行线长2001米
渗流与岩土工程事故
李广信 清华大学岩土工程研究所
前言
渗流是岩土工程事故的主要诱因；
在水利水电工程与基坑工程中，大多数
事故是由渗流引起的； 渗流也是引发地质灾害的主要原因。
1. 上海地铁四号线越江隧道事故
2003年7月1号
(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――地铁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%。