渗流与岩土工程事故案例分析

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。
7月1日 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。
渗流与岩土工程事故
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
(1)工程及事故概况
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%。
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，
临
约每小时涨移15M。管片损坏程度进一步扩展，
江
并有管片连接螺栓绷断，响声传出。
花 苑
❖ 地面沉陷的范围和深度在进一步扩大，以风
门
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，
33.5m
D5.5m
13.3m
18.25m
地
下
连
续
风井
墙
垂 直 通 风 道
旁通道隧道
积水 坑
4.2m
（2）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
口 地 面
董家渡路沉陷达1M，中山南路明显下沉，地面
塌
开裂发展加快。
❖ 音像市场倾斜加剧，楼板断裂；文庙泵站 陷
发生突沉；临江花苑大厦沉降速率加快，沉降
文
量达12.2mm，地下室出现裂缝。
庙 泵
❖ 河床严重扰动、下沉、滑移，近30m防汛墙倒
站
塌，近70m防汛墙结构严重破坏，黄浦江水冲向
突 沉
风井，并由风井进入地下隧道，加剧险情发展。
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。
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。
(4) 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
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
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； （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“
（6）工程事故调查结论
定性：工程责任事故，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
事故区域
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
风井
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。
事故部位
事故的发生点位于隧道 的联络通道处(又称旁通 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） 。
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
黄浦江
风 井
轨道交通四号线
隧道进水
事故最大损害分析示意图
轨道交通1、2号线
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
上行线长2001米
浦东南路站
黄浦江
南浦大桥站
水泥封堵墙
风井
下行线长1987米
水泥封堵墙位置示意图
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。
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
(3)险情情况
时以风井为中心的地面开始出现裂缝、沉
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。
（5）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
水泥封堵墙
②设立车站端头堵墙，并架设支撑和予埋加水管。
浦东南路站
水泥封 堵墙
上行线长2001米
黄浦江
水泥封 堵墙
南浦大桥站
钢筋砼 封堵墙
下行线长1987米
钢筋砼 封堵墙
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