发现问题及时处理。
上层联络通道冻结孔布置图
上层联络通道冻结孔剖面图
2.3 台湾高雄捷运地铁工程坍塌事故 事故经过:
2005年12月,台湾高雄地铁工程发生前所未有的塌陷事故,高雄县市交通要道因此陷入瘫痪。至少有11万人受影响。 事故原因:
这次高捷坍塌的主因可能是因为筑联络通道时,未预先大规模灌浆,导致地盘不稳才发生坍塌状况。 处理措施:
事故发生后,公司封闭了道路,灌浆回填塌陷大洞。
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事故发生现场
2.4 上海轨道交通4号线联络通道工程事故
2003年7月1日上午7点,上海轨道交通4号线位于黄浦江边的董家渡地面下30余米的区间隧道联络通道发生流砂事故,导致隧道附近的土体流失,约270m隧道发生塌陷损坏,地面发生了较大沉陷,最大沉陷量达到7m左右,事故场区地面宏宇商务楼、音响制品市场、文庙泵站等建筑建筑物发生不同程度倾斜破坏等问题。在事故抢险过程中,为平衡隧道内外水土压力,采用了封闭隧道井口并注水的方法。道路、重要建筑和隧道轴线附近进行了大量注浆充填和加固,地面发生较大沉降和破坏的建筑全部拆除,并进行了回填。
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发生事故的上海轨道交通4号线旁通道,采用的是冻结加固暗挖法施工。6月底,4号线浦东南路———南浦大桥段上下行隧道旁通道上方一个大的竖井已经开挖好,在大竖井底板下距离隧道四五米处,还需要开挖两个小的竖井,才能与隧道相通。按照施工惯例,应该先挖旁通道,再挖竖井。但是施工方改变了开挖顺序,这样极容易造成坍塌。事故发生时,一个小竖井已经挖好,另外一个也已开挖2米左右。
在事故发生前,冻结施工单位对原定的施工组织设计擅自进行了调整。专家组的分析也认定,方案调整没有严格遵循冻结法施工工艺的有关规定,导致旁通道冻土结构在施工中出现薄弱环节。调整后的方案,降低了对冻土平均温度的要求,从原方案的零下10℃减少到零下8℃;旁通道处垂直冻结管数量减少,从原方案的24根减少到22根,而原先为25米深的7根垂直冻结管,其中4根被缩短到14.25米,3根被缩短到16米,造成旁通道与下行线隧道腰线以下交汇部冻土薄弱;下行线仅设单排6个冻结斜孔,孔距1米,虽然在冻结孔长度上予以增加,但数量偏少、间距偏大,导致冻结效果不足以抵御相应部位的水土压力。
随后,6月28日上午隧道下行线小型制冷机发生故障,停止供冷7.5个小时。下午2时左右,施工人员在下行线隧道内安装水文观测孔,发现一直有压力水漏出,尽管采取了用木板封堵掘进面等一定措施,但效果不佳。29日凌晨3时,水阀处测出的水压接近外部第七层承压水水压。险情初露征兆,但现场没有任何人将这一情况向总承包及监理公司汇报,导致险情逐步加剧。
上海地层属于典型的软土,黄浦江两侧砂土分布比较广,大约分布在浦东浦西两侧10余米至20余米左右。 轨道4号线隧道梁施工所处土层在地下七层是砂层土,含砂量很高,且有承压水。6月30日晚,施工现场出现流沙,施工单位采取措施,用液氮紧急制冷。7月1日零时许, 冻结施工单位项目副经理明知旁通道冻土结构存在严重隐患、 竟还擅自指挥当班班长,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。正是这个孔洞出水,水砂从掘进面的右下角和侧墙不断涌出,以致封堵无效,最终酿成事故。 事故处理:
事故抢险结束后,即着手对现场周边环境进行了深入细致地调研工作,结合对原工程地质勘察和抢险后就地补勘两份报告的对比分析,同时通过“走出去、请进
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来”的方式对国内外现有施工机械、工艺水平及工程可实施性等诸方面进行了全面的比选研究及现场相关试验工作,在充分听取了国内外有关专家意见和建议的基础上,对修复工程提出了原位修复和搭桥(改线)修复两大方案。进综合比选,结论如下:
1)从施工难度和风险来看,两个方案都有很多共同的创记录突破,总体的难度和风险大致相当。原位方案牵涉的不确定因素较搭桥方案多一些,难度和风险略高;
2)从环境影响来看,原位方案集中在隧道塌陷区域施工,对临江花苑和江中有一定影响,但搭桥方案浦西段的影响比原位大,而且牵涉浦东段大量房屋拆迁、道路翻交、管线改道和批租地块征用等工作,总体社会影响远大于原位修复方案;
3)根据初步方案及有关图纸计算,在不计征地拆迁的前提下,搭桥方案比原位方案的工程量略多。但是考虑大量动拆迁、道路翻交和管线搬迁工程量,搭桥方案的实际工作量大大超出原位方案;
4)从建设工期看,原位修复比搭桥修复的工期稍短。若考虑动拆迁、道路翻交和管线搬迁等因素,搭桥修复的工期也将更长。
根据对工程实施难度及风险、环境影响以及线路使用条件的综合比选,原位修复方案实施难度以及风险相对较大,但线路长期使用条件相对较好,同时对环境综合影响也相对较小,通过采取技术攻关等措施,对原位修复的风险可进行有效控制。故最终考虑采用线路使用条件相对较好的原位修复方案。
修复工程实施分为三个主要部分:陆地段明挖实施方案、江中区域明挖实施方案以及两端连接段暗挖实施方案。修复工程明挖修复段的总长度为274米。
修复工程所选用地下墙厚度1.2m,深度65.5m,选定德国立勃海尔HS855HD型成槽机进行开挖作业,地下墙接头形式采用十字钢板接头。并针对性地加长止水钢板的长度至50cm,提高抗渗性能。
引进了日本的全回转钻机进行清障施工。修复施工将遇到超深基坑的围护变形和坑底隆起问题。为基坑和环境安全,必须对基坑底部地基土层进行有效加固。最终决定立足国内设备和工艺,自行研制和开发双高压旋喷加固工艺。
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采用坑内降水的实施方案。降水井全部打设在基坑内部,井深60m,利用围护地下墙的屏蔽作用,增长地下水补给路径,从而达到减少坑外水头降的目的。
基坑开挖段和两侧清理后的隧道的对接采用冻结暗挖的方式。隧道的抽水清理采用常压法实施,但预留了气压法施工的接口。在抽水清理过程中,采用分步抽水的方式。每阶段清理完成后,采用各种措施严密观测隧道内水位变化情况,计算渗漏量并与隧道正常渗漏量进行比较。
针对修复工程基坑埋深大,周边环境复杂的特点,在临江花苑大厦、地下墙、支撑结构、黄浦江防汛墙以及江中围堰等处均布置了测点(人工及自动化监测点),随着施工的进行,全天候地采集地下墙的水平位移、周边建(构)筑物的变形以及地表沉降等监测数据。通过有效的实时监控量测及时掌握工程实施过程中结构的受力状态以及周边环境和建(构)筑物的变位情况。
2007年10月,修复工程顺利完成,4号线全线通车。
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