[热点讨论]新加坡Nicoll Highway地铁基坑倒塌1 [复制链接]

2004年4月20号下午3点30分，新加坡地铁环线C824标段发生了严重的基坑倒塌事故，史称“The Collapse of Nicoll Highway”。此次事故影响深远，损失巨大，作为一名岩土工程师，很有必要了解此次事件，因为如事故调查报告中所述：The Nicoll Highway collapse could have been prevented. ]g%HU%R-m  
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关于此次事件的发生原因，网上已有十分多的中英文资料可供大家参考，我在此也不再赘述。在这篇文章里，我更希望大家可以充分了解基坑倒塌当天究竟发生了什么，以便可以看看基坑快要倒塌之前，会出现哪些征兆，应该如何避免和挽救。 A~s6~  
注：本文的内容和图片均来源于事故调查报告“Report on the incident at the MRT circle line worksite that led to the collapse of the Nicoll Highway on 20 April 2004” ^Y8G}Z|  
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在开始前，我们先来看看基坑倒塌前后的对比： p-z!i+  

描述:基坑倒塌之前

图片:微信图片_20171116101013.jpg

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基坑倒塌前 e&mTaCLG  

描述:基坑倒塌后

图片:微信图片_20171116101127.jpg

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基坑倒塌后 )%: W;H  
下面为基坑平面图，很典型的地连墙+钢对撑地铁基坑围护结构。大家请记住M2和M3区域，这是事故发生区段，以后还要多次提及。

描述:基坑平面图

图片:微信图片_20171116101900.jpg

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基坑平面布置图 )1)&fN41i#  
基坑的纵剖面图。坑深约34m，有10层钢支撑。坑底以上基本上为海相沉积淤泥软土。 B\dhw@hM  

描述:基坑剖面图

图片:微信图片_20171116102015.jpg

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基坑剖面图 "nNT9 K|  
8 :00（倒塌前7h 30min） Wl,I%<&j}  
KoriConstruction和Hiap Shing Construction两家分包商的工人陆续开始在M2和M3区域工作。这两个区域大部分都已挖到第10层支撑位置（约30m深），工人们正在准备安装第10层支撑的工作。 5YiBPB")  

图片:微信图片_20171116102055.jpg

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两家分包商的工人所在位置 A.!3{pAb  
8 :45（倒塌前6h 45min） d%1Vby  
Kori公司的工人正在S340位置处安装第10层支撑时，突然听到“当”的响声，大约在S338北的位置处传来。声音并不是很响，大约每10分钟响一次，响了4、5次。工人虽然察觉到了声音的异常，但当时并没有很在意，还是继续在工作。 (Q|Y*yI  
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（此时很可能S338北处腰梁到达了承载极限，撑不下去，开始发生屈曲。我之前负责的一个基坑设计，钢管内支撑，当预加力太大时，也是发出了类似的响声，还好及时卸掉了……P.S.若是胆小如我听到了有类似的响声，说不定已经立即跑上去了地面……） JNA_*3'  

图片:微信图片_20171116102147.jpg

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S338北处发出了异常的声音 tqU8>d0^  
9 :15（倒塌前6h 15min） ^P*+0?aFr  
项目总承建商NLCJV的高级工程师Andy Wong和Kori公司的现场主管Ramadoss来到了现场巡视。他们下到了坑底，在刚才发出响声的S338北位置进行检查。 uF T5Z  
当Andy Wong正在检查时，他又听到了2次“当”的响声。此时，他注意到了S338北处第9层支撑的C型钢加劲肋向内发生了轻微的屈曲变形。同时，型钢腰梁的翼缘也发生了约5cm的屈曲变形。 9lX+?m~ ~  
在发现这个问题后，他立即着手检查第9层支撑S338各个部件的焊接部位。 {6wy}<ynC+  
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（从现场反应来看，工程师可能认为是焊接部位未处理好，才导致了个别位置屈曲发生，此时还不一定认识到整个问题的严重性） k%LsjN.S  

图片:微信图片_20171116102230.jpg

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第9层支撑（S338北）的C型钢和型钢腰梁均发生了变形 M[&p[P@  
9 :25（倒塌前6h 5min） Sr6?^>A@t  
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Andy Wong在检查S337支撑时，又听到了“当”的响声。循声望去，他发现S335南处的第9层支撑腰梁处也发生了屈服。型钢的翼缘同样发生了凹陷。 sO&eV68 [  

图片:微信图片_20171116102309.jpg

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S335南处同样发出了异常的声音 fR lJ`\ t  

图片:微信图片_20171116102440.jpg

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第9层支撑（S335南）的型钢腰梁发生了变形，托架下跌 5R#:ALwX:  
9 :30（倒塌前6h） 'i8?]` T  
与Andy Wong一同下坑巡视的Ramadoss也发现了S336北位置处的腰梁发生了屈曲。他也注意到了S335南位置处的腰梁托架出现了下跌现场。 <kWNx.eci  
随后不久，S336北及S337北位置处的腰梁，也被其他人发现出现了不同程度的变形。 IpsV4nmnz-  
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（随着S335和S338位置处出现问题，这两根支撑已不足以承担原来的土压力。此时土压力发生重分布，那么其中主要部分很大可能就是要夹在S335和S338之间的支撑额外承担。这个可能就是随后S336和S337也发生屈服的原因。） z-h7v5i"  

图片:微信图片_20171116102932.jpg

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10 :00（倒塌前5h 30min） q%Lw#f  
Andy Wong根据现场看到的情况，打了电话给总包的工程部经理Liew进行汇报。“S335和S338的腰梁已经坏了”，他认识到了事态的严重性，并向Liew询问轴力计的读数是否正常。 /C[XC7^4'  
Liew随后表示，轴力计读数保持在3000kN左右，并没有出现异常。 f.U.(  
Andy Wong此时并没有想好该怎么办。Liew告诉他，迟点会抵达现场，去发生屈曲的位置再检查一遍。随后，Liew也打了电话向项目经理汇报这件事。 [N*`3UZk"  
与此同时，Andy Wong也打电话给监测人员，去询问M3区域的测斜数据，想看看水平位移是否发生了异常变化。询问后得知，最近一次的数据是在3天前测的。在紧急沟通过后，监测方表示会立刻安排人员到现场进行测量。 L(kW]  
由于担心支撑会垮掉，Andy Wong给相关人员打电话过后，立即上来了地面。在离开坑底之前，他通知3名Hiap Shing公司的挖机工人不要在M3区域继续挖掘了，也通知Ramadoss赶紧离开坑底。 ]\J(  
但Ramadoss此时并没有立刻离开坑底。他先是通知了Kori的工人停下工作，立即离开后，他再详细地检查了第9层的支撑。随后，他也打了电话给总包的副总经理汇报这事。 jD_B&MQz  
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10 :30（倒塌前5h） /d1V&Lj  
Andy Wong上来地面之后，立即也向交通运输局（LTA）的工程师汇报了此事。在与各方沟通后，由于认识到了问题的严重性，总包随后立即组成了一个6人的联合巡视组，准备再次下坑，到事发位置进行检查。 T`|>oX  
在Andy Wong的带领下，一行人抵达坑底，来到了S335南处腰梁位置。 ]4&B*
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此时，Andy Wong发现事态变得更加严重了…… Wi!$bL`l  
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值得学习啊啊啊啊

印象中是一个经典的设计失误问题

傍边的盾构井带来的不平衡土压力造成的支撑处剪切破坏。然后又由于支撑轴力安全储备不足，导致基坑失去稳定性破坏。

不知伤亡情况如何？

dge7893329:从破坏形态上看像踢脚破坏 )4a&OlEI  
从剖面图看，连续墙嵌固深度较短，仅在残积土或硬塑的粘土层，且坑内挖深深度不一样高 "_C^Bc  
从支撑形式上看，支撑平面不合理，土压力不对称，缺少抗整体稳定性构建，腰梁不连续 >;QkV6i7  
从受力变化过程M1，M2侧应该属于比较深区域，另外侧估计没挖到第10道支撑底，导 .. (2017-11-16 15:07)  u9>.x zYG  

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你才牛，这文章都搞的到。哈哈哈

从破坏形态上看像踢脚破坏 q`}Q[Li  
从剖面图看，连续墙嵌固深度较短，仅在残积土或硬塑的粘土层，且坑内挖深深度不一样高 "`,PLC  
从支撑形式上看，支撑平面不合理，土压力不对称，缺少抗整体稳定性构建，腰梁不连续 akBR"y:~:H  
从受力变化过程M1，M2侧应该属于比较深区域，另外侧估计没挖到第10道支撑底，导致此区域局部应力过大，局部失稳导致连锁范围， $z{HNY*2  
监测轴力分析，第九道撑在垮塌前已失效，导致第八道支撑轴力加大。 "a`0s_F,^  
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综合原因：嵌固深度太短，未进行坑内加固，支撑整体稳定性差，土压力不平衡情况下导致局部破坏的连锁反应，在第九道支撑局部失稳，嵌固短的情况下发展为踢脚破坏。 DZ ~|yH  
应急预案应立刻进行砂包回填硬化坑底，但现场加固支撑体系......愚见愚见

教训深刻的案例，值得反思的。

有大神吗？简单分析下原因，以及最开始发现后的解决措施。

事故的调查很详细，公布这么多细节。

安全第一！多加预防的。

教训深刻的案例，值得反思的。