地下铁道施工方法的选择2

1、 1地下铁道施工方法的选择及对周围环境的影响【续】主讲：刘主讲：刘 勇勇 博士教授博士教授LOGO第2页五五盾构法盾构法 1、方法概述开挖竖井安装盾构机开孔出发盾构推进拼装管片、注浆到达另一竖井LOGO第3页盾构法盾构法施工流程五五 LOGO第4页五五 盾构法盾构法 2、优点可在盾构支护下安全开挖、衬砌；掘进速度快，劳动强度低；不影响地面交通或航运；不受季节、气候影响；无噪声和振动；在松软含水地层中修建埋深较大长隧道具有技术、经济优势。LOGO第5页五五 盾构法盾构法 3、缺点价格昂贵；(4-8千万元人民币)机械设备复杂；工艺繁琐，需专业队伍。LOGO第6页第一部分第一部分 施工方法选择施工方

2、法选择五五 盾构法盾构法 4、分类全开敞式半开敞式密封式泥水式土压式 5、适用范围最适用于松软含水地层长隧道，及江河中的水底隧道。LOGO第7页 从它的定义可以看出：盾构施工法由稳定开挖面、盾构机挖掘和衬砌三大部分组成。 在闹市区或软弱地层中，盾构法是修建地铁的主要施工方法之一。 使用的主要机械就是盾构机。盾构法施工概念盾构法施工概念（一）什么是盾构法施工？（一）什么是盾构法施工？ “使用盾构机在地下掘进，在护盾的保护下，在机内安全的进行开挖和衬砌作业，从而构筑成隧道的施工方法”。LOGO第8页盾构法施工概念盾构法施工概念LOGO第9页盾构机盾构机（一）盾构机种类（一）盾构机种类- LOGO第

3、10页盾构机盾构机（一）盾构机种类（一）盾构机种类- LOGO第11页前端是全断面切削刀盘； 后面有贮留切削土体的密封舱； 在中心处或下方装有长筒形的螺旋输送机； 在密封舱和螺旋输送机，以及在盾壳四周装设的土压传感装置； 还可装设塑流化材料的注入设备改善切削土体流动性。盾构机盾构机（一）盾构机种类（一）盾构机种类- LOGO第12页盾盾构构机机刀刀盘盘(花花板板型）型）LOGO第13页盾盾构构机机刀刀盘盘(辐辐条条型）型）LOGO第14页盾盾构构机机刀刀盘盘(砾砾石石破破碎碎型）型）LOGO第15页盾盾构构机机刀刀盘盘(辐辐条条型）型）LOGO第16页加加注注泡泡沫沫LOGO第17页二二盾构机

4、盾构机（一）盾构机种类（一）盾构机种类- 土压平衡式盾构适用条件： 从理论上讲，通过注入塑流化添加剂和强力搅拌能将各种土质改良成土压平衡式盾构工作所需的塑流体，故这种盾构能适用于各种围岩条件。 但在含水的砂层或砾砂层，尤其在高水压的条件下，土压平衡式盾构在稳定开挖面土体、防止和减少地面沉降、避免土体移动和土体流失等方面都较难达到理想的控制。 进行地层改良后可采用泥水加压式盾构。进行地层改良后可采用泥水加压式盾构。LOGO第18页 泥水加压式盾构的总体构造与土压平衡式盾构相似，仅支护开挖面方法和排碴方式有所不同。二二盾构机盾构机（一）盾构机种类（一）盾构机种类- 地地 层层刀盘刀盘进泥管进泥管排

5、泥管排泥管泥浆泥浆压缩空气压缩空气连通管连通管压缩空气压缩空气泥模形成区泥模形成区LOGO第19页 支护开挖面方法：密封舱内充满特殊配制的压力泥浆，刀盘(花板型)浸没在泥浆中工作。通常是泥浆压力和刀盘面板共同对开挖面支护，泥浆压力主要是在掘进中起支护作用，刀盘面板主要是在停止掘进时起支护作用。 排碴方式：刀盘切削下的碴土在密封舱内与泥浆混合后，用排泥泵及管道输送至地面处理，处理后的泥浆再由供泥泵和管道送回盾构重复使用。 所以，采用泥水加压式盾构时，还需配备一套泥浆处理系统。二二盾构机盾构机（一）盾构机种类（一）盾构机种类- LOGO第20页(二二)盾构的组成盾构的组成从纵向可将盾构分为：切口环

6、、支承环和盾尾。 切口环：是盾构的前导部分，在其内部和前方可以设置各种类型的开挖和支撑地层的装置； 支承环：是盾构的主要承载结构，沿其内周边均匀地安装有推进盾构前进的千斤顶，以及开挖机械的驱动装置和排土装置； 盾尾：主要是进行衬砌作业的场所，其内部设置衬砌拼装机，尾部有盾尾密封刷、同步注浆管和盾尾密封油膏注入管等。 二二盾构机盾构机切口环切口环支承环支承环盾尾盾尾LOGO第21页四四盾构法施工盾构法施工（一）盾构法施工的主要步骤（一）盾构法施工的主要步骤 (1)在盾构法隧道的起始端和终端各建一个工作竖井； (2)盾构机在始发井内安装就位； (3)依靠盾构千斤顶推力将盾构从始发井的墙壁开孔处（封

7、门）推出。 (4)盾构在地层中沿隧道设计轴线推进，同时不断出土和安装衬砌管片；视频1 视频2 (5)及时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环的位置；视频3 视频4 (6)盾构进入到达井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。LOGO第22页盾构操作室盾构操作室司机操作盾构机掘进盾构机掘进 盾构机掘进实况LOGO第23页运送管片运送管片运送碴土运送碴土LOGO第24页皮带输送机上出土现况皮带输送机上出土现况土斗吊运现况土斗吊运现况LOGO第25页道岔龙门吊LOGO第26页模具清理模具清理 管片生产过程管片生产过程混凝土浇筑混凝土浇筑 管片从模具内吊出管片从模具内吊出 LOGO第

8、27页抗压检测抗压检测 拼装试验拼装试验 管片存放管片存放 养护池内养护养护池内养护 LOGO第28页LOGO第29页管片模型及三环试拼装管片模型及三环试拼装LOGO第30页 管片拼装管片拼装LOGO第31页第一部分第一部分 施工方法选择施工方法选择五五 盾构法盾构法LOGO第32页第一部分第一部分 施工方法选择施工方法选择六六沉管法沉管法 1、方法概述 (又称预制管段沉放法)预制场制作管段拖运至隧址沉放管段管段水下连接覆土回填内部设备安装沟槽浚挖、支座设置LOGO第33页六六沉埋法施工沉埋法施工（一）沉埋法定义及发展状况（一）沉埋法定义及发展状况 目前，世界上已有100余条沉管隧道。 规模最

9、大：荷兰德雷赫德隧道，宽49.04m，4孔8车道 我国第一条沉管-上海外环线隧道工程，8车道，2003年建成。LOGO第34页二二沉埋法施工沉埋法施工（一）沉埋法定义及发展状况（一）沉埋法定义及发展状况 在建的天津滨海新区中央大道海河隧道。位于滨海新区于家堡中心商务区东南侧。拟建隧道总长2883.4m，暗埋段2168m，沉管段240m，敞开段475m。断面宽度32.5m(两孔三管廊)，设计行车速度60km/h。工程总投资约26亿元。LOGO第35页二二沉埋法施工沉埋法施工（一）沉埋法定义及发展状况（一）沉埋法定义及发展状况南岸是滨海未来的金融中心于家堡，南岸是临港工业区。三节沉管：高9.8m，

10、宽36.6m，长85m，由钢筋混凝土做成的箱体。干坞：5.4万平方米，深10m。沉管在22m水下精确拼接。LOGO第36页二二沉埋法施工沉埋法施工（一）沉埋法定义及发展状况（一）沉埋法定义及发展状况LOGO第37页二二沉埋法施工沉埋法施工第五节沉埋法施工第五节沉埋法施工（一）沉埋法定义及发展状况（一）沉埋法定义及发展状况LOGO第38页二二沉埋法施工沉埋法施工（一）沉埋法定义及发展状况（一）沉埋法定义及发展状况视频视频LOGO第39页第一部分第一部分 施工方法选择施工方法选择六六 沉管法沉管法 2、优点可制作出质量均匀且防水性能良好的隧道结构。由于沉放隧道的密度小，地层的承载力几乎不成问题。隧

11、道可以埋在最小限度的深度上，从而使隧道的全长缩短至最小限度。因为管段制作采用的是预制方式，且浮运与沉放的机械装置大型化，这样对施工安全与大断面隧道的施工都较有利，且大大缩短了工期。LOGO第40页第一部分第一部分 施工方法选择施工方法选择六六 沉管法沉管法 3、缺点管段的浮运、沉放以及沟槽的疏浚、基础作业等依靠机械来完成，需考虑管段的稳定、航道的影响等。 对于沉放管段底面与基础密贴的施工方法还应继续改进，以免沉陷与不均匀沉降的产生。不均匀沉降和防水等问题须进一步研究。LOGO第41页第一部分第一部分 施工方法选择施工方法选择六六 沉管法沉管法 4、适用范围适用于跨越江河湖海，软地基。 5、发展

12、方向1)大型涵管制作及驳运技术；2)地下定位对接、防水技术。 LOGO第42页第一部分第一部分 施工方法选择施工方法选择七七掘进机法掘进机法 适用于硬岩地层，速度快，造价高，机械化程度高，安全，对地面无干扰。LOGO第43页第一部分第一部分 施工方法选择施工方法选择八八顶进法顶进法 用于穿越交通繁忙道路、铁路、地下管网等障碍物，不中断交通。LOGO第44页九九石家庄地铁石家庄地铁1 1、3 3号线概况及施工方案选择号线概况及施工方案选择全线明挖车站10座，盖挖逆作法车站1座（人民广场站），局部盖挖半逆作车站4座（和平医院站、体育场站、北宋站、谈固站），局部盖挖顺作法（铺盖法）车站3座（时光街站

13、、烈士陵园站、白佛站）；两端明挖中间单层暗挖车站2座（长城桥站、平安大街站）。全线区间共21处，区间全长约21千米，其中盾构区间长度约13.3公里，约占全线区间的67%；矿山法区间约为9公里，明挖区间约为1公里。LOGO第45页九九石家庄地铁石家庄地铁1 1、3 3号线概况及施工方案选择号线概况及施工方案选择3号线一期工程设17个车站，18个区间。车站均为地下站，暗挖法1个，盖挖法2个，明、暗结合1个，明挖法13个。全长15.847km，盾构区间15个，长度约13.318km，占84%；矿山法1151.14m，占7.3%；明挖法1378.13m，占8.7%。 46第二部分LOGO第47页广州地

14、铁三号线滑坡事故广州地铁三号线滑坡事故(2004年年4月月)某地铁隧道推进引起某地铁隧道推进引起地表地表发生塌陷破坏发生塌陷破坏国内部分城市地铁工程事故实例国内部分城市地铁工程事故实例LOGO第48页台湾某地铁工程施工台湾某地铁工程施工事故及新闻报道事故及新闻报道LOGO第49页v地铁安全事故的原因类型与所在工程采用的施工地铁安全事故的原因类型与所在工程采用的施工方法对事故的影响问题是交叉存在的，换言之，方法对事故的影响问题是交叉存在的，换言之，引起地铁安全事故的原因与工程采用的施工方法密切相关，后者在很大程度上决定了事故发生的特点。v在城市地铁施工中，采用不同施工方法所发生事在城市地铁施工中

15、，采用不同施工方法所发生事故各有特点。因此，应分析不同工法下潜在事故故各有特点。因此，应分析不同工法下潜在事故的风险大小、事故的特点和后果等，从而得出不的风险大小、事故的特点和后果等，从而得出不同施工方法条件下事故相应的防控措施。同施工方法条件下事故相应的防控措施。不同施工方法对施工安全的影响不同施工方法对施工安全的影响LOGO第50页各种工法的风险比较分析各种工法的风险比较分析v 基坑基坑事故主要表现为侧壁坍塌，既有施工条件及环境等客事故主要表现为侧壁坍塌，既有施工条件及环境等客观原因，也有因管理不到位、操作不当等人为因素造成的观原因，也有因管理不到位、操作不当等人为因素造成的事故。事故。v

16、 暗挖暗挖施工受掌子面周边土层状况的影响最大，地层条件的施工受掌子面周边土层状况的影响最大，地层条件的好坏对暗挖施工是否安全进行起到决定性作用，这其中包好坏对暗挖施工是否安全进行起到决定性作用，这其中包括土质本身条件及稳定性如何，是否存在各类管线、管线括土质本身条件及稳定性如何，是否存在各类管线、管线数量多少及如何分布，尤其是否存在不明空洞及水囊等各数量多少及如何分布，尤其是否存在不明空洞及水囊等各种不良地质体。这些因素决定了暗挖施工的风险性较大，种不良地质体。这些因素决定了暗挖施工的风险性较大，个别突发事件难于防控；而且由于施工机械化程度不高，个别突发事件难于防控；而且由于施工机械化程度不高

17、，一旦出现事故极易造成人员伤亡的严重后果。一旦出现事故极易造成人员伤亡的严重后果。v 盾构盾构法施工出现重大事故的可能性要小一些，事故的可控法施工出现重大事故的可能性要小一些，事故的可控性较好，后果也相对较轻。性较好，后果也相对较轻。LOGO第51页明（盖）挖法明（盖）挖法 支护结构失稳，造成基坑壁支护结构失稳，造成基坑壁塌方、基坑外围地面沉降，塌方、基坑外围地面沉降，危及周围道路、建筑物、通危及周围道路、建筑物、通讯设施、地下管网的安全；讯设施、地下管网的安全； 止水围幕失效，挡不往基坑止水围幕失效，挡不往基坑外地下水。一旦基坑内地下外地下水。一旦基坑内地下水抽降，内外形成水位差，水抽降，内

18、外形成水位差，即易在基坑壁和基坑底部发即易在基坑壁和基坑底部发生渗漏、流砂、管涌等工程生渗漏、流砂、管涌等工程病害，并伴有围护结构外侧病害，并伴有围护结构外侧的土体塌陷，影响邻近道路、的土体塌陷，影响邻近道路、建筑物和通讯设施的安全。建筑物和通讯设施的安全。序号安全事故类型1基坑侧壁渗漏基坑侧壁渗漏2支撑系统失稳支撑系统失稳3坑底隆起破坏坑底隆起破坏4围护结构整体失稳围护结构整体失稳5坑底管涌、流砂坑底管涌、流砂6坑内滑坡坑内滑坡7围护结构折断或大变形围护结构折断或大变形8周围建（构）筑物损伤或破坏周围建（构）筑物损伤或破坏9路面破坏路面破坏10人员伤亡及财产损失人员伤亡及财产损失LOGO第5

19、2页v 基坑侧壁土体的过大变形可能引起周围建（构）筑物、路面及基坑侧壁土体的过大变形可能引起周围建（构）筑物、路面及地下管线的破坏，在北京地铁基坑工程中已发生数起基坑坍塌地下管线的破坏，在北京地铁基坑工程中已发生数起基坑坍塌事故，其中以熊猫环岛站基坑坍塌最为严重，造成了巨大的经事故，其中以熊猫环岛站基坑坍塌最为严重，造成了巨大的经济损失和严重的社会影响。济损失和严重的社会影响。 熊猫环岛站基坑坍塌天竺苗圃明挖区间基坑滑坡LOGO第53页 安全控制的具体措施有：安全控制的具体措施有： （1）充分考虑基坑开挖过程中的时空效应，坚持）充分考虑基坑开挖过程中的时空效应，坚持“分层开分层开挖、先撑后挖、

20、快挖快撑、减少无支撑暴露时间挖、先撑后挖、快挖快撑、减少无支撑暴露时间”原则；原则；（2）加强基坑围护结构支撑的质量控制；）加强基坑围护结构支撑的质量控制；（3）控制好基坑开挖纵向土坡的坡度；）控制好基坑开挖纵向土坡的坡度；（4）做好深基坑内的排水工作，及时封堵围护墙渗漏点；）做好深基坑内的排水工作，及时封堵围护墙渗漏点；（5）合理确定结构施工段长度，减少基坑暴露时间，从根）合理确定结构施工段长度，减少基坑暴露时间，从根本上控制基坑变形；本上控制基坑变形；（6）严禁在基坑周边堆放、瞬时增加荷载；）严禁在基坑周边堆放、瞬时增加荷载；（7）加强对基坑开挖施工全过程的监控。）加强对基坑开挖施工全过程

21、的监控。v 基坑开挖方案应结合工程的具体特点确定具体风险点，制基坑开挖方案应结合工程的具体特点确定具体风险点，制定相应的技术措施或应急预案，还应加强现场管理，充分定相应的技术措施或应急预案，还应加强现场管理，充分利用监测信息，不断优化施工参数，同时处理好周边环境利用监测信息，不断优化施工参数，同时处理好周边环境特别是地下管线与施工的关系，将施工风险降到最低。特别是地下管线与施工的关系，将施工风险降到最低。明挖基坑施工风险控制方案明挖基坑施工风险控制方案LOGO第54页浅埋暗挖法浅埋暗挖法 鉴于浅埋暗挖法的施工特点，施工中不确定性因素较多，鉴于浅埋暗挖法的施工特点，施工中不确定性因素较多，施工风

22、险大，因而出现安全事故的可能性很大。事故风险施工风险大，因而出现安全事故的可能性很大。事故风险主要有：主要有：（1）因地质条件恶化、尤其是遇到不良地质（如空洞、气）因地质条件恶化、尤其是遇到不良地质（如空洞、气囊、水囊等囊、水囊等 ），或设计不当、施工技术不到位和管理不），或设计不当、施工技术不到位和管理不力等出现塌方事故；力等出现塌方事故；（2）涌水或渗水（突水）；）涌水或渗水（突水）；（3）隧道变形；）隧道变形；（4）周围建（构）筑物、路面及地下管线的破坏。）周围建（构）筑物、路面及地下管线的破坏。LOGO第55页浅埋暗挖法施工风险控制方案浅埋暗挖法施工风险控制方案（1）严格遵循十八字施工

23、方针，控制地层沉降。）严格遵循十八字施工方针，控制地层沉降。（2）有效实施前期降水，保证在无水环境中作业。）有效实施前期降水，保证在无水环境中作业。（3）采取可靠的地层预加固和支护技术控制地层沉降。）采取可靠的地层预加固和支护技术控制地层沉降。（4）进行施工方案的优化，合理确定开挖面参数。）进行施工方案的优化，合理确定开挖面参数。（5）喷射混凝土施工时应预留注浆管。）喷射混凝土施工时应预留注浆管。（6）不良地质地段必须采取特殊的施工技术措施。）不良地质地段必须采取特殊的施工技术措施。（7）加强地面建（构）筑物的监控量测。）加强地面建（构）筑物的监控量测。LOGO第56页盾构法盾构法v 盾构法施

24、工是在盾构机壳盾构法施工是在盾构机壳体的保护下进行的，施工体的保护下进行的，施工安全性好；由于开挖、装安全性好；由于开挖、装渣、支护全部为机械化作渣、支护全部为机械化作业，机械化程度高，施工业，机械化程度高，施工质量更易控制和保证，且质量更易控制和保证，且防水效果比较好。因此从防水效果比较好。因此从总体上，盾构法施工风险总体上，盾构法施工风险相对较小，但由于施工中相对较小，但由于施工中各种不确定性因素的存在，各种不确定性因素的存在，仍可能发生某一类型的安仍可能发生某一类型的安全事故全事故 。施工阶段可能存在的风险或事故盾构进出盾构进出洞阶段洞阶段工作井塌方工作井塌方盾构进出洞漏水漏浆盾构进出洞

25、漏水漏浆盾构进出洞时机械故障盾构进出洞时机械故障盾构进洞时轴线偏离过大盾构进洞时轴线偏离过大盾构推进盾构推进阶段阶段土仓压力设置不当土仓压力设置不当盾构正前方工作面失稳盾构正前方工作面失稳盾构前方地层出现空洞盾构前方地层出现空洞盾构遭遇障碍物盾构遭遇障碍物注浆参数控制不当注浆参数控制不当运输车脱轨、碰撞运输车脱轨、碰撞盾构推进中轴线控制不佳盾构推进中轴线控制不佳盾尾密封失效盾尾密封失效管片接头漏水漏浆管片接头漏水漏浆管片拼装时碰撞、就位不准管片拼装时碰撞、就位不准盾构机及其辅助设备故障盾构机及其辅助设备故障LOGO第57页盾构法施工风险控制方案盾构法施工风险控制方案（1）防止盾尾漏浆：提高同步

26、注浆的质量与管理，加强盾）防止盾尾漏浆：提高同步注浆的质量与管理，加强盾尾舱的管理尾舱的管理（2）防止隧道上浮：加强隧道监测，对盾构机和管片进行）防止隧道上浮：加强隧道监测，对盾构机和管片进行姿态控制姿态控制（3）穿越邻近建筑物时，重点做好以下几方面安全控制：）穿越邻近建筑物时，重点做好以下几方面安全控制： 合理设置土压力值，保持正面平衡，防止超挖和欠挖；合理设置土压力值，保持正面平衡，防止超挖和欠挖； 穿越时降低推进速度，控制总推力，减少土层扰动；穿越时降低推进速度，控制总推力，减少土层扰动； 穿越前调整好盾构姿态，穿越时减少纠偏次数及纠偏量，穿越前调整好盾构姿态，穿越时减少纠偏次数及纠偏量

27、，减少土体的扰动；减少土体的扰动； 在穿越邻近建筑物地段，保证一次穿过，不能中途换刀。在穿越邻近建筑物地段，保证一次穿过，不能中途换刀。LOGO第58页v 城市地铁的建设过程不可能总如所期望的那样一帆风顺，城市地铁的建设过程不可能总如所期望的那样一帆风顺，施工条件复杂多变甚至难以预测、施工环境陡然恶化都会施工条件复杂多变甚至难以预测、施工环境陡然恶化都会大大增加地铁施工难度，给地铁施工带来非常棘手的困难大大增加地铁施工难度，给地铁施工带来非常棘手的困难和问题，对这些问题的处理稍有不慎甚至就极易引发工程和问题，对这些问题的处理稍有不慎甚至就极易引发工程事故，可能导致严重后果。除不可避免地会造成经

28、济损失事故，可能导致严重后果。除不可避免地会造成经济损失之外，同时由于城市地理环境的特殊性和复杂性，尤其对之外，同时由于城市地理环境的特殊性和复杂性，尤其对于大城市和城市中心的繁华地区，地铁事故一旦发生必将于大城市和城市中心的繁华地区，地铁事故一旦发生必将产生尤为严重的社会影响。产生尤为严重的社会影响。v 近年来，国内外诸多国家和地区的城市地铁建设，施工事近年来，国内外诸多国家和地区的城市地铁建设，施工事故屡见不鲜，仅在施工过程中就发生了多起安全事故，如故屡见不鲜，仅在施工过程中就发生了多起安全事故，如新加坡、我国的北京、上海、广州、深圳、南京及台湾等新加坡、我国的北京、上海、广州、深圳、南京

29、及台湾等地的事故数量及事故后果都是不可小视的。以下对一些较地的事故数量及事故后果都是不可小视的。以下对一些较为重大和典型事故的经过及原因进行重点阐述分析，以期为重大和典型事故的经过及原因进行重点阐述分析，以期对地铁施工安全起到警示作用。对地铁施工安全起到警示作用。城市地铁施工典型事故案例城市地铁施工典型事故案例LOGO第59页新加坡地铁隧道坍塌事故新加坡地铁隧道坍塌事故v 20042004年年4 4月月2020日下午，新加坡地铁环线一期工程发生大日下午，新加坡地铁环线一期工程发生大坍塌，造成坍塌，造成1 1死死3 3伤伤3 3失踪的严重后果，这是新加坡有史失踪的严重后果，这是新加坡有史以来最严

30、重的地铁工程事故。以来最严重的地铁工程事故。LOGO第60页事故原因：现场土质松软，地底支撑墙强度不足，承受事故原因：现场土质松软，地底支撑墙强度不足，承受不住压力而导致地下墙围护结构倒坍。地表下不住压力而导致地下墙围护结构倒坍。地表下30m30m位置位置的第九道钢支撑的围护破坏引起支撑失效，并最终造成的第九道钢支撑的围护破坏引起支撑失效，并最终造成公路大面积坍塌。公路大面积坍塌。四人死亡四人死亡110m110m长度坍方长度坍方新加坡有史以来最深的明挖基坑工程新加坡有史以来最深的明挖基坑工程LOGO第61页上海轨道交通四号线施工事故上海轨道交通四号线施工事故2001年8月20日，鲁班路车站深基

31、坑施工过程中突发土方滑坡，4人被埋死亡。LOGO第62页上海轨道交通四号线施工事故上海轨道交通四号线施工事故2003年7月1日，越江隧道区间旁通道重大施工事故，地面数栋建筑物严重倾斜，黄浦江防汛墙局部塌陷并引发管涌，是建国以来上海市区第一次发生的江堤倒塌事故。LOGO第63页上海轨道交通四号线施工事故上海轨道交通四号线施工事故专家意见：冻结法施工方案调整存在缺陷，施工中冻土结构局部区域存在薄弱环节，且忽视了承压水对工程施工中的危害，导致承压水突涌是事故发生的直接原因。LOGO第64页广州地铁施工事故广州地铁施工事故 自自20042004年至今，广州地铁在施工过程中发生了十余起事故，较年至今，广

32、州地铁在施工过程中发生了十余起事故，较为严重的有：为严重的有：v （1 1）20042004年年3 3月月1717日三号线番禺大石站塌方土质膨胀松动引起日三号线番禺大石站塌方土质膨胀松动引起土壁滑坡，致土壁滑坡，致1 1人死亡；人死亡；v （2 2）20052005年年1111月月3 3日四号线新造站物体打击隧道壁上电缆组突日四号线新造站物体打击隧道壁上电缆组突然坠落，致然坠落，致2 2人死亡至少人死亡至少4 4人重伤；人重伤；v （3 3）20062006年年8 8月月2 2日三号线支线段石牌桥站塌方软弱土体突然日三号线支线段石牌桥站塌方软弱土体突然意外塌落，致意外塌落，致1 1死死2 2伤

33、。伤。LOGO第65页广州地铁其它施工事故广州地铁其它施工事故05年1月24日三号线施工致番禺区厦滘村地面严重塌陷开裂04年4月1日三号线沥滘站连续墙倒塌LOGO第66页北京地铁施工事故北京地铁施工事故 北京地铁新建线路施工事故原因主要有四类：北京地铁新建线路施工事故原因主要有四类：v （1 1）管线问题管线问题隧道开挖引起地下管线破坏或断裂从而诱隧道开挖引起地下管线破坏或断裂从而诱发安全事故。发安全事故。v （2 2）不良地质体问题不良地质体问题北京城历史久远，地下遗留的多种北京城历史久远，地下遗留的多种不明构筑物加之各种原因形成的不良地质体通常是诱发安全事不明构筑物加之各种原因形成的不良地

34、质体通常是诱发安全事故的重要因素。故的重要因素。v （3 3）地层变形问题地层变形问题因地层的过度变形或开挖面围岩失稳因地层的过度变形或开挖面围岩失稳而造成安全事故。而造成安全事故。v （4 4）施工管理问题施工管理问题施工组织管理不到位、施工人员麻痹施工组织管理不到位、施工人员麻痹大意或操作失误等可能会造成严重的恶性事故。大意或操作失误等可能会造成严重的恶性事故。v 除新建线路外，北京地铁复除新建线路外，北京地铁复- -八线在施工过程中曾发生数起安全事故，多为隧道八线在施工过程中曾发生数起安全事故，多为隧道施工过程中掌子面前方或拱部突发涌水涌砂，以致地层塌陷、地表出现孔洞，其施工过程中掌子面

35、前方或拱部突发涌水涌砂，以致地层塌陷、地表出现孔洞，其中个别事故造成地下管线断裂的严重后果。鉴于目前北京地铁施工建设特点，以中个别事故造成地下管线断裂的严重后果。鉴于目前北京地铁施工建设特点，以下仅以北京地铁新建线路为例，对不同类型的事故分别介绍。下仅以北京地铁新建线路为例，对不同类型的事故分别介绍。LOGO第67页管线破裂事故管线破裂事故05-8-3干杨树站雨污水合流管断裂 06-1-4呼-光区间污水管断裂05-10-19北-芍区间上水管断裂 05-11-30熊猫环岛站管线断裂 LOGO第68页熊猫环岛站基坑坍塌事故熊猫环岛站基坑坍塌事故 事故原因：事故原因：（1 1）污水管长期渗漏，在车站

36、基坑南端形成）污水管长期渗漏，在车站基坑南端形成水囊水囊，周围大范围土体稳定性降低；，周围大范围土体稳定性降低；（2 2）管线施工中回填了大量的）管线施工中回填了大量的松散土松散土，在水，在水的长期浸泡下土体产生一定的塑性流动趋的长期浸泡下土体产生一定的塑性流动趋势，使基坑围护结构所受压力大大增加；势，使基坑围护结构所受压力大大增加；（3 3）围护结构的喷射混凝土厚度仅为）围护结构的喷射混凝土厚度仅为8cm8cm，难以抵挡较大的难以抵挡较大的水压力水压力及流动性土体的侧及流动性土体的侧压力，因而首先出现裂缝，水从渗出很快压力，因而首先出现裂缝，水从渗出很快发展到涌出，并夹带着大量稀泥向基坑内发

37、展到涌出，并夹带着大量稀泥向基坑内突涌，最后在桩体背后形成较大空洞及松突涌，最后在桩体背后形成较大空洞及松散区域。在东西两侧土体压力的共同作用散区域。在东西两侧土体压力的共同作用下基坑支护体系失稳，东、南、西侧围护下基坑支护体系失稳，东、南、西侧围护桩相继倒塌桩相继倒塌。LOGO第69页熊 猫 环 岛北沥DMBGKZBG电力沟/2000*2000/8条/4.3300雨水/900/4.8/底标高41.91600上水悬空600上水折断24孔电信管块折断48/24孔电信管折断800污水折断1600雨水折断500燃气悬空400燃气废管600废弃管400燃气废管600废弃管500废弃管100电缆500场

38、内污水管已完成二期围护桩施工临电，悬空雨水、污水检查井LOGO第70页事故处理事故处理 （a）架设临时立柱 （d）进行周边交通导流（c）打设地锚加固边缘危桩（b）抽排 1.6m上水管中残余水（e）及时施做主体结构 （f）施做地锚，钢丝绳拉住危桩LOGO第71页呼家楼站呼家楼站光华路站区间坍塌事故光华路站区间坍塌事故v 掌子面在喷混凝土作业过程中掌子面在喷混凝土作业过程中左侧边墙突然涌水而造成掌子左侧边墙突然涌水而造成掌子面拱部坍塌。结构上方的一条面拱部坍塌。结构上方的一条内径内径1750mm1750mm的污水管线（与结的污水管线（与结构平行）断裂向洞内涌水，管构平行）断裂向洞内涌水，管底距结构

39、顶底距结构顶5.575.57，为三环污，为三环污水主管道，另一条内径水主管道，另一条内径1400mm1400mm自来水管线悬空。自来水管线悬空。v 事故原因：在掌子面前上方土事故原因：在掌子面前上方土体受污水管线长期渗漏形成体受污水管线长期渗漏形成水水囊囊或饱和水淤泥层，开挖之后，或饱和水淤泥层，开挖之后，由于土体受力改变造成水囊或由于土体受力改变造成水囊或淤泥层淤泥层涌水涌水进而坍塌，造成污进而坍塌，造成污水管径断裂，引发大面积严重水管径断裂，引发大面积严重坍塌。坍塌。隧道结构与管线位置关系图 LOGO第72页事故现场照片事故现场照片LOGO第73页事故处理事故处理地面抢险洞内抽水、清淤加固

40、段开挖作业，恢复生产前进式注浆施工进行坍塌处理LOGO第74页v 北京是一个历史悠久的大都市，自然和人为因素的长期作用使北京是一个历史悠久的大都市，自然和人为因素的长期作用使得北京地层条件异常复杂。在北京地铁建设过程中已经发现了得北京地层条件异常复杂。在北京地铁建设过程中已经发现了多种不良地质体，主要包括空洞、水囊、暗河、建筑垃圾及不多种不良地质体，主要包括空洞、水囊、暗河、建筑垃圾及不明构筑物等。明构筑物等。v 北京地层中的不良地质体存在于无法直接触及的地下，且分布北京地层中的不良地质体存在于无法直接触及的地下，且分布具有一定的随机性，不易预知和探明，往往在事故已经发生后具有一定的随机性，不

41、易预知和探明，往往在事故已经发生后才得出不良地质体的根源。这种情况已经成为事故发生的重要才得出不良地质体的根源。这种情况已经成为事故发生的重要诱因，因此，在施工过程中必须重视不良地质体的探查和治理诱因，因此，在施工过程中必须重视不良地质体的探查和治理工作，提前发现，事先处理，以有效避免事故发生。工作，提前发现，事先处理，以有效避免事故发生。 不良地质体问题不良地质体问题LOGO第75页双黄区间隧道涌水、地面空洞事故双黄区间隧道涌水、地面空洞事故v 20052005年年9 9月月1616日上午日上午1010：25 25 分，双榆树分，双榆树- -黄庄区间左线黄庄区间左线（K19+760.5K19

42、+760.5）上台阶（图中所示断面）进行格栅安装作）上台阶（图中所示断面）进行格栅安装作业时，拱顶部位突然发生大量涌水，总涌水量约业时，拱顶部位突然发生大量涌水，总涌水量约20m20m3 3。LOGO第76页事故原因及处理事故原因及处理v 隧道结构上方粉细粘土隧道结构上方粉细粘土作为隔水层的上部产生作为隔水层的上部产生一定的积水，逐渐形成一定的积水，逐渐形成水囊；且该处正位于道水囊；且该处正位于道路绿化带的下方，水源路绿化带的下方，水源补给比较充分；加之雨补给比较充分；加之雨污水管线长期渗漏使该污水管线长期渗漏使该水囊积水越来越多，压水囊积水越来越多，压力也逐渐增大，当隧道力也逐渐增大，当隧道

43、开挖至水囊下方时水囊开挖至水囊下方时水囊水渗透至掌子面导致涌水渗透至掌子面导致涌水事故。水事故。 施作地表加固探槽 注浆施工 钢板覆盖路面恢复交通下管（89钢管）LOGO第77页黄庄站黄庄路口地面沉陷事故黄庄站黄庄路口地面沉陷事故v 2005年年3月月15日日上午上午1010：3030左右，黄庄路口南侧、中关左右，黄庄路口南侧、中关村大街快车道中间铁护栏北端头处路面发生明显沉降，沉村大街快车道中间铁护栏北端头处路面发生明显沉降，沉降面积降面积1.631.63，最大沉降值达，最大沉降值达2525。v 由于路面下方地层中空洞或水囊的存在，同时施工降水和由于路面下方地层中空洞或水囊的存在，同时施工降

44、水和地层扰动使不良地层结构的受力状态及其周围土体的稳定地层扰动使不良地层结构的受力状态及其周围土体的稳定性发生了变化，加上春季的地层冻融也促进了地层的变化，性发生了变化，加上春季的地层冻融也促进了地层的变化，导致在路面交通荷载的作用下出现了大范围的地层沉降。导致在路面交通荷载的作用下出现了大范围的地层沉降。 地面沉降区分布 LOGO第78页10660106605140导洞一导洞二K20+456.463K20+432K20+464.163(完成)北西 导洞三导洞四中关村大街东西K20+426.563K20+464.163(完成)K20+464.163(完成)K20+464.163(完成)K20+

45、464.163(完成)导洞沉降槽及各洞开挖里程对照图152mm7100mm6630mm4634K20+431.663K20+419.913K20+432.163K20+440.663K20+445.163K20+437.063K20+452导洞沉降槽及各洞开挖里程对照图 造成事故的空洞 空洞内管线悬空 LOGO第79页事故处理事故处理向空洞内回填砂子 在空洞范围及周边打设注浆导管 浇注止浆盘混凝土 注浆加固回填地层 LOGO第80页地层变形问题地层变形问题v 地铁隧道暗挖施工不可避免地会引起地层产生变形。若地地铁隧道暗挖施工不可避免地会引起地层产生变形。若地层变形过大，不但会引起地铁隧道围岩失

46、稳、侵入限界、层变形过大，不但会引起地铁隧道围岩失稳、侵入限界、结构失效等一系列问题，同时还可能导致施工影响范围内结构失效等一系列问题，同时还可能导致施工影响范围内既有管线设施、地表建（构）筑物和道路的破坏，可以说，既有管线设施、地表建（构）筑物和道路的破坏，可以说，地层的过大变形是诱发施工周边环境灾害的根源。从北京地层的过大变形是诱发施工周边环境灾害的根源。从北京新建地铁施工中的安全事故来看，因地层变形过大和围岩新建地铁施工中的安全事故来看，因地层变形过大和围岩失稳所产生的事故占有很大比例。失稳所产生的事故占有很大比例。v 因此，为确保地铁结构本身和周边环境的安全，地铁工程因此，为确保地铁结

47、构本身和周边环境的安全，地铁工程施工时要对地层和围岩的变形进行严格控制。施工时要对地层和围岩的变形进行严格控制。LOGO第81页苏黄区间隧道塌方死苏黄区间隧道塌方死2人事故人事故 v 20062006年年6 6月月2727日凌晨，日凌晨，1# 1# 竖井双连拱断面侧洞竖井双连拱断面侧洞（K1+613.7K1+613.7处）上导坑下处）上导坑下台阶初支施工过程中，大台阶初支施工过程中，大量砂土突然从上下台阶交量砂土突然从上下台阶交接处涌出，上方土体坍塌接处涌出，上方土体坍塌造成上台阶已完成的初支造成上台阶已完成的初支出现滑移，将下方作业的出现滑移，将下方作业的两名工人埋入土中致其身两名工人埋入土

48、中致其身亡。亡。塌方处塌方处剖面图 LOGO第82页事故原因及处理事故原因及处理洞内塌方近景 洞内加固处理 地面处理探测到的空洞根本原因是地质复杂，地层条根本原因是地质复杂，地层条件极差，降水施工造成隧道周件极差，降水施工造成隧道周边粉细砂层失水后处于松散状边粉细砂层失水后处于松散状态，形成较大空洞。加之相关态，形成较大空洞。加之相关管理人员经验不足、现场管理管理人员经验不足、现场管理及作业人员思想麻痹大意，也及作业人员思想麻痹大意，也是事故发生不可忽视的原因。是事故发生不可忽视的原因。LOGO第83页动物园站动物园站1#风道坍塌事故风道坍塌事故v 20052005年年8 8月月9 9日日24

49、24时左右，在时左右，在1#1#风道风道3#3#导洞暗挖作业施工时，导洞暗挖作业施工时，开挖下台阶侧墙部位架好格栅后，忽然发生拱顶坍塌，面积开挖下台阶侧墙部位架好格栅后，忽然发生拱顶坍塌，面积1.5m1.5m4m4m，深度约，深度约3-5m3-5m，计约，计约20m20m3 3。v 事故原因：土质为中砂卵加少量细砂及细卵石，土质持力强事故原因：土质为中砂卵加少量细砂及细卵石，土质持力强度不够。度不够。LOGO第84页天竺苗圃明挖区间基坑边坡滑坡事故天竺苗圃明挖区间基坑边坡滑坡事故 20062006年年5 5月月1010日凌晨日凌晨2 2：3030左右，基坑东侧土钉墙左右，基坑东侧土钉墙30m3

50、0m范围发生范围发生塌陷，此处土钉深度塌陷，此处土钉深度10m10m。 坡面板体及后背部分土体向下坠陷，坡面板体及后背部分土体向下坠陷，摆脱土钉束缚，堆裂塌落。摆脱土钉束缚，堆裂塌落。 事故原因：事故原因：v （1 1）塌陷部位土质为松散土，强度低、自稳性差。）塌陷部位土质为松散土，强度低、自稳性差。v （2 2）基坑东侧为苗圃灌溉区，地层受水的长期浸泡，处于饱）基坑东侧为苗圃灌溉区，地层受水的长期浸泡，处于饱和状态，土钉面所预留泄水管一直在滴水。和状态，土钉面所预留泄水管一直在滴水。v （3 3）基坑东侧外）基坑东侧外2m2m处原有一条苗圃排水沟（管涵），渗漏水处原有一条苗圃排水沟（管涵），

51、渗漏水现象严重。现象严重。v （4 4）基坑东侧）基坑东侧30m30m处有一打井作业，采用冲击（乌卡丝）工艺，处有一打井作业，采用冲击（乌卡丝）工艺，对边坡产生振动影响。对边坡产生振动影响。v （5 5）上次局部沉降有扰动影响。）上次局部沉降有扰动影响。LOGO第85页施工管理方面施工管理方面v 当前北京地铁正在进行大规模建设，风险之高是不言而喻的，当前北京地铁正在进行大规模建设，风险之高是不言而喻的，有关施工管理的问题主要体现在管理层的施工组织管理和一线有关施工管理的问题主要体现在管理层的施工组织管理和一线施工人员的操作细节两个方面。由于北京地铁工程建设工期紧、施工人员的操作细节两个方面。由

52、于北京地铁工程建设工期紧、施工难度大，往往在安全管理上存在很大疏漏，施工人员工作施工难度大，往往在安全管理上存在很大疏漏，施工人员工作强度普遍较大，施工中极易因安全意识上的问题而酿成惨重事强度普遍较大，施工中极易因安全意识上的问题而酿成惨重事故。具体可能导致的事故类型有：故。具体可能导致的事故类型有：施工机械故障或倾覆伤人、施工机械故障或倾覆伤人、物体高处坠落伤人、地下管线（主要为电缆）遭施工破坏物体高处坠落伤人、地下管线（主要为电缆）遭施工破坏以及以及其它种种因其它种种因施工现场疏于管理、不当施工、机械故障，或工人施工现场疏于管理、不当施工、机械故障，或工人违规操作、麻痹大意、安全意识差等违

53、规操作、麻痹大意、安全意识差等原因造成的类似事故，导原因造成的类似事故，导致施工工期延误，财力物力的浪费，甚至是人员伤亡这种无法致施工工期延误，财力物力的浪费，甚至是人员伤亡这种无法弥补的损失。因此只有进行有效的施工组织和管理才能最大限弥补的损失。因此只有进行有效的施工组织和管理才能最大限度地减少和避免安全事故的发生。度地减少和避免安全事故的发生。 LOGO第86页崇文门站钢筋整体倾覆砸死崇文门站钢筋整体倾覆砸死3人伤人伤1人人 20032003年年1010月月8 8日晚日晚7 7时时5050分，西北风道小导洞南侧洞地梁钢筋向分，西北风道小导洞南侧洞地梁钢筋向洞口方向倾倒，钢筋倾倒后有洞口方向

54、倾倒，钢筋倾倒后有4 4名工人被压在钢筋下面，其中名工人被压在钢筋下面，其中3 3人死亡，另外人死亡，另外1 1人轻伤。人轻伤。 事故原因：事故原因： 直接原因直接原因工人严重违章操作工人严重违章操作 间接原因间接原因监管不力监管不力v （1 1）钢筋安装人员未经项目技术部门批准擅自拆除钢管支架中四根扫地）钢筋安装人员未经项目技术部门批准擅自拆除钢管支架中四根扫地杆和一根顶层横杆，导致钢管支架受力状态发生变化，严重削弱了结构杆和一根顶层横杆，导致钢管支架受力状态发生变化，严重削弱了结构抗倾覆能力。加之箍筋安装中难以避免的晃动，导致钢管支架局部集中抗倾覆能力。加之箍筋安装中难以避免的晃动，导致钢

55、管支架局部集中受力、变形、失稳，致使其整体纵向倾覆；受力、变形、失稳，致使其整体纵向倾覆；v （2 2）项目部技术部门对承重钢管支架未参考国家相关技术标准进行设计，）项目部技术部门对承重钢管支架未参考国家相关技术标准进行设计，其安全可靠性无科学根据，缺少防倾覆的备用安全技术方案；其安全可靠性无科学根据，缺少防倾覆的备用安全技术方案；v （3 3）项目部对地梁钢筋施工中的安全管理重视不够，监控不严，对交底）项目部对地梁钢筋施工中的安全管理重视不够，监控不严，对交底执行情况和搭接质量检查不细；执行情况和搭接质量检查不细；v （4 4）规定的措施没有完全执行到位，对钢管支架搭设过程中的质量检查）规定

56、的措施没有完全执行到位，对钢管支架搭设过程中的质量检查不严格，搭设后没有进行验收。不严格，搭设后没有进行验收。LOGO第87页太太麦区间砸死麦区间砸死3人人 20062006年年2 2月月2727日在折返线日在折返线4# 4# 导洞导洞施工中，吊斗装好后进施工中，吊斗装好后进行起吊，当快到平移位置准行起吊，当快到平移位置准备平移时，钢丝绳突然断裂，备平移时，钢丝绳突然断裂，吊斗坠落将正在洞口清理吊吊斗坠落将正在洞口清理吊斗周围土碴的斗周围土碴的3 3名工人当场名工人当场砸死。砸死。 事故原因：事故原因： 直接原因直接原因工人违规作业、工人违规作业、机械故障机械故障 间接原因间接原因监管不严、安

57、监管不严、安全意识淡薄全意识淡薄明挖段洞口弃土场事故发生地吊斗LOGO第88页具体原因具体原因v （1 1）龙门吊出现限位器失灵的机械故障）龙门吊出现限位器失灵的机械故障 ，起重滑轮边缘局部，起重滑轮边缘局部破损，在吊斗上起时钢丝绳滑出滑轮轨道，在重力作用下滑轮破损，在吊斗上起时钢丝绳滑出滑轮轨道，在重力作用下滑轮将钢丝绳剪断造成吊斗突然坠落；恰巧将钢丝绳剪断造成吊斗突然坠落；恰巧3 3名作业人员在起吊作名作业人员在起吊作业过程中违反了业过程中违反了“起吊作业区域不得进入起吊作业区域不得进入”的规定；的规定；v （2 2）操作司机在操作时未能及时发现机械有异常情况并采取）操作司机在操作时未能及

58、时发现机械有异常情况并采取有效措施、现场带班人员及专职安全员在龙门吊起吊时未能跟有效措施、现场带班人员及专职安全员在龙门吊起吊时未能跟班作业、检修人员对设备状况不了解并未及时通知操作司机以班作业、检修人员对设备状况不了解并未及时通知操作司机以及龙门吊导绳器、限位器未安装导致钢丝绳排列混乱；及龙门吊导绳器、限位器未安装导致钢丝绳排列混乱；v （3 3）项目部值班人员擅离职守、施工队长未尽教育作业人员）项目部值班人员擅离职守、施工队长未尽教育作业人员的义务，安全意识不强，存在麻痹思想。的义务，安全意识不强，存在麻痹思想。LOGO第89页05-8-1 太-麦区间明挖段汽车吊倾覆05-10-25 北宫

59、门车站旋挖钻机侧倒 06-5-17 T2航站楼站汽车吊倾覆06-6-2 北京南站车站汽车吊倾倒吊车倾倒典型事故吊车倾倒典型事故LOGO第90页机械致人伤亡事故机械致人伤亡事故 05-6-15黄-科区间竖井施工工地装载机轧死1人v 直接原因：直接原因：装载机司机思想麻痹大意、违反操作规程，对周围装载机司机思想麻痹大意、违反操作规程，对周围环境观察瞭望不够、在没有确认作业范围内是否安全的情况下环境观察瞭望不够、在没有确认作业范围内是否安全的情况下进行倒车；进行倒车；v 间接原因：间接原因：死亡工人自身安全意识差，思想麻痹，自我防护能死亡工人自身安全意识差，思想麻痹，自我防护能力低；项目部对安全规章

60、制度的贯彻落实不够，安全生产责任力低；项目部对安全规章制度的贯彻落实不够，安全生产责任制度落实不严，安全教育效果不明显；多工种作业时，施工现制度落实不严，安全教育效果不明显；多工种作业时，施工现场没有采取必要的安全措施，施工现场平面布置存在缺陷，作场没有采取必要的安全措施，施工现场平面布置存在缺陷，作业时程序安排不合理，现场监护不到位。业时程序安排不合理，现场监护不到位。LOGO第91页 05-8-1北土城站汽车吊倾覆砸死施工场地外1人v 直接原因：直接原因：汽车起重机力矩限制器失效，不能对超载吊装作业汽车起重机力矩限制器失效，不能对超载吊装作业进行警示和限制；回转马达缸体破裂，回转过程中产生