【原创】地下施工区事故塌陷勘查案例（地铁、隧道施工）|隧道及地下工程 - 领先的岩土技术社区，岩土领域的媒体、社区与应用平台！

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助理工程师

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2015-04-16

关键词：地下工程隧道施工预警防灾陆地声纳

“马路瞬间消失”、“路面突然塌陷”、“汽车被马路咬住”真不知媒体小伙伴还能再想出什么词来形容这一现象。

2011年7月17日，山东青岛，地铁路面施工发生塌陷。

南京地铁坍方地面坍坑
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如果是路面施工质量问题，或者地下软弱土未适当处理，一般只会造成路面缓慢凹陷、破损，不会这样突然塌陷。这种地面下沉现象实在让人很不安心，到底是什么原因导致的地陷？为什么会发生地陷呢？

“杭州紫之Ⅰ标浅埋暗挖段穿越之江路施工，2015年4月1日早上7点50分左右，东线隧道3号导洞掌子面东侧发现不明水流涌出，同时伴有掉块现象，临时支撑突然变形。发现这一情况后，建设指挥部立刻组织在洞内进行作业的人员进行撤离，随后洞内发生局部坍塌，局部坍塌面积大约12平米。事故发生后，建设指挥部立刻通知地面在之江路安排人员进行车辆疏导和隔离措施。8点10分左右，之江路路面发生塌陷，塌方面积大约80平米，无人员伤亡。”事故通报上写到。

业内人士指出，地面塌陷发生具有突然性，有很多发生在城市道路的主干道，交叉路口，地铁车站，基建施工处附近，发生塌陷的同一地点，有可能会再次发生塌陷，甚至是多次。
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新华网曾专题报道显示，北京地铁10号线曾发事故：
2005年11月30日，位于朝阳区熊猫环岛的地铁十号线22标段发生坍塌事故，至少400平方米范围的基坑塌陷10余米。事故造成一根直径1.4米的自来水管悬空，一根直径60厘米的水管断裂，一辆翻斗车被埋在土中。事故没有造成人员伤亡。
2006年6月27日，海淀南路正在施工的地铁十号线3标段发生坍塌，两名正在作业的工人被掩埋，挖出后已死亡。负责事故调查的安监人员称，事故系流沙引起。
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近年来，我国道路路面塌陷事件频繁出现，据有关部门对2007~2014年道路塌陷进行了不完全统计，诱因包括地下管线漏水和地下水渗漏（由施工过程中开挖引起）的塌陷、地铁施工引发的塌陷、以及其他在建工程等。

百度搜索“地铁路面、路面塌陷”瞬间出现满屏的新闻报道：
2015年4月1日浙江在线
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2015年3月28日浙江视界

2015年2月12日楚天金报

武汉市政工程一名地铁施工人员告诉记者，主要原因是因为此处路下方正是地铁3号线所经之地，地面塌陷处下方有一台盾构机，事故发生前不久，盾构机尾部阻挡外部泥水侵入的盾尾密封刷坏了，大量泥沙和水进入内部，导致路面塌陷。据该施工队员工称，所幸的是，事故发生时，因盾构机故障，作业人员外出办事，因此未受伤害。但该地铁施工人员也表示，塌陷处地下是空地，深约20米。
2014年11月22日南方都市报

2014年11月12日南国早报

2014年10月18日华商网

2014年9月7日北京青年报

2014年7月31日网易新闻

11时许，杭州地铁4号线在建路段、钱江新城富春路与新业路交叉口附近发生塌方透水情况。有现场救援人员表示，事故的发生是因为是对江锦路站至市民中心站区间右线盾构机进洞时，打穿了隧道与河道之间的土层，导致河水倒灌。
2014年6月21日法制晚报

2014年04月24日浙江新闻报道

对于一项工程而言，科学的设计、合理的规划，是其顺利竣工之前提。从一开始，国土资源、地质勘探、交通运输等部门就要对隧道的外形、构造、材质进行周密设计，并对附近的路况、地形、土质进行严格规划。修建过程中，技术人员的全程支持和建议至关重要，不仅要对隧道本身的结构、材料、安全性进行监测，并且要定期进行维护和加固；同时也要严密监测隧道周围的土层和地质变化，根据监测数据的波动及变化合理采取改良土体、浅埋暗挖等应对措施。同时还需要政府和承包单位确保充足的资金链贯穿始终。

在城市建设提速的今天，要减少和避免灾害的发生，对地下工程在规范上和技术上都提出了更高的要求，施工方必须保证工程质量，而政府部门有必要开展城市地区的地面塌陷勘查，查明城区内岩土工程地质特征，早日进行地质灾害危险性评估。

地下工程从业者都知道，地铁盾构施工时拱部管片背后未填实的空区和空洞，钻爆法开挖时初期支护的不良状态和初期支护与衬砌间的空区，一直是业界关注的问题。但是，平时大家更多的是关注施工时地面的下沉，而对运营之后会不会因这些空区引起更严重的灾害和地铁施工时出现坍方后可能对地面造成的影响，则缺少直观的认识，也缺少检测手段。

网上搜索一圈，发现大多新闻报道对前因后果的描述不是很清晰。那么，作为地质圈混的勘查小童，今儿想让更多行里行外的人了解和认识下，事故发生前的的地质预报对工程来说能够起到怎样的预警防灾作用，事故后期的隐患调查能够哪些方面帮助救援工作！
告诉你，我们搞地勘的都干了啥！

你准备好了吗？ Let me give you some examples, we have done。 \]&#%6|V
案例1：
北京地铁6号线穿过京哈铁路下方施工后衬砌背后空区探查
我们探查的是地铁6号线二期工程玉带河大街站～郝家府站区间，左测线里程为左K38+533～+598 ，右测线为右K38+513～+594段地铁衬砌拱顶背后上方隐患探查。
探查段的区间隧道在地面下约21m，为盾构开挖。地面上填筑了4～5m高的铁路路基，路基上有道砟、轨枕、钢轨。地面以下是人工堆积、再下为第四纪沉积层。隧道拱部的人工堆积填土为房渣土、杂填土、粉土、细粉砂、中粉砂。

采用陆地声纳法和微分电测深法进行了探查。陆地声纳法设了3条测线，以约35⁰角斜穿铁路从路基上穿过。其中右测线和左测线均在地铁区间隧道的拱顶上方。测点距=震-检距=1m。微分电测深的No.1点和No.2点分别在两座隧道的正上方。探查是在刚开挖完成了衬砌不久进行的。

现场工作布置图

陆地声纳法数据采集

微分电测深数据采集

探查结果
微分电测深清晰地分出了各种土层的分界，给出了隧道拱顶衬砌的外缘位置，为陆地声纳法确定衬砌背后的空区确定了深度。

在60m长的测线上可以看到3处较大的空区。它们的宽度从2m到4m，高度1～3m左右。从B空区还可见空区有向上发展的踪迹。从探查情况看，用盾构开挖，管片背后的空区还是比较严重的，在土质不好的情况下，这些未填实的空区还会导致其上方的土体垮落，使土体中的松散部分逐渐向上发展。

案例2：南京地铁四号线的探查
地面探查
在四号线鼓楼段～市政府站区间左线衬砌上方进行土体破坏情况探查。共做了两段：
① CK15+815～+858段共50m长。在中线设测线1，中线右1～1.5m设测线2，两测线平行。
② CK15+100～+125段的探查，是由于在开挖到约+112时掌子面出现了塌方，并有股水流入隧道，希望探查塌方的影响。

南京地铁四号线的地面探查

1～7和9等异常，在区间隧道的拱顶上方独有明显的土体中的散乱的较强反射，这反映了隧道拱部衬砌后未填实而导致其上的土体冒落松动。其中2、3、5、8、9、等几处土体的松动已发展到地面公路路面之下。而查阅资料得知，异常8所处位置为施工时出现坍方导致地面出现坍坑位置，那些整齐的水平反射同相轴反映了回填是层层夯实的填土层。

可见坍方点约在CK15+110位置，这与地面下沉的中心的完全吻合

从图可看到，坍体上界约达地面下4～5m，而坍方引起土体松动则达到+105，松动土体上界达到地面公路沥青路面之下。在+107～108地面下约4m 深有明显的反映空洞的双曲线同相轴，这可能是地下老人防坍垮后的遗迹。隧道在+110坍方后流出的水可能是老人防中积存的水。

案例3：
广州市轨道交通六号线【文化公园站】折返线隧道修复工程
折返线隧道埋深20米，隧道上方为粉砂岩，厚3-6m,再上为土质。
折返线隧道上方文化公园附近康王南路与杉木栏路交界处突发地陷。并且地面商铺房屋塌陷的同时有餐饮店铺的3个以上的液化气罐陷落于隧道范围的土体中，为避免修复工程中的安全事故的发生，施工方特委托作者对相应的施工段进行探查。主要查找煤气罐及确定其位置，也为隧道继续施工探查隧道拱顶衬砌背后的空区及因地陷引起进入已施工隧道中的水、泥的状况。

研究设计资料

夜间工作

混凝土块上采集

公园内采集

餐馆内数据采集

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隧道拱顶衬砌背后的空区及它造成粉砂岩中的裂隙
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小结
（1）地铁衬砌背后未填实的空区或曾出现较大坍方的地点，会导致其上方的土体冒落松散，甚至有些松散可直达地面，是地铁施工和运营时的重要隐患。以往缺少针对这方面的探查技术和工作资料，人们缺少直观的认识。本文的实测案例给出了隐患源的直观感性的图像。
（2）陆地声纳法是精细探查隐患的有效方法，它不受闹市区振动干扰，也不受地下管线和其它障碍物的影响。
（3）通过以上三个工程案例，也使我们对地下工程建设和运营中的隐患有了更深刻的认识，如何及早了解隐患的存在和消除隐患对人们生产、生活带来的安全威胁是我们今后要努力解决的课题。

当然，地铁施工时的地质预报是不应少的，特别在地铁标高在岩土交界线上下时，较准确地预报岩土分界线位置、含水体的位置、透镜状砂体的位置，以及穿过岩石的区间隧道和暗挖车站中的断层、破碎带及含水体等，对地铁的施工和运营安全很有必要。
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区间隧道掌子面前方地质预报
再分享一个，在地铁四号线左洞CK15+032 掌子面向前方作了地质预报，掌子面是风化泥质砂岩与风化砂岩互层，遇水成泥状。用陆地声纳法作预报，在掌子面上布置一条水平测线，一条铅垂向测线，采用震-检距=测点距=0.25m。

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CK15+032 掌子面陆地声纳时间剖面
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怎么样，各位看官，看够了没？
哦~顺便介绍，以上探查是采用陆地声纳法，此方法的全称为“极小震-检距超宽频带弹性波反射单点连续剖面法”，自1991年实现并推出，已在130余个无损精细探查岩土工程中成功应用。它的特点是：
（1）它是近于零震-检距的弹性波反射法，可避开直达波、折射波、面波的干扰，而且由于入射波和反射波几乎垂直界面，不存在转换波，不仅接收到的波形简单，而且大大增大了反射波的能量，用4磅锤可激震得到250m以上深的反射波。
（2）工作时不固定检波器，提高了现场采集效率。
（3）激发和采集10Hz～4000Hz的超宽频带反射波，可充分发挥和应用频谱的特点。
在探查溶洞方面，陆地声纳法的优势还在于：
①零震—检距的反射法，对溶洞等有限大小物体的反射同相轴为双曲线，易识别。
②0.5～3m直径的溶洞和顶部凹凸不平的暗河的最佳反射频率是1000～3000Hz,这正是陆地声纳法的最佳使用频段。
③ 城市闹市区的振动噪声在250Hz以下，陆地声纳法的最佳使用频率在500Hz～3500Hz，可避开城市振动噪声而在闹市区正常工作。

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lgc8760

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优秀资料，感谢！

2015-05-02

浅层地质探查、隧道地质预报、城市物探、崎岖山地和水上物探、岩土工程探测等新技术成果分享。