一、事故情況簡(jiǎn)述 

2011年 5月6日凌晨7時(shí)30分許，天津地鐵2號線(xiàn)建國道—天津站區間，左線(xiàn)掘進(jìn)289.2m +0.2m、右線(xiàn)掘進(jìn)247.2m+0.6m時(shí)，右線(xiàn)盾構機因螺旋機被水泥土固結塊卡死無(wú)法運轉，在開(kāi)啟觀(guān)察孔進(jìn)行處理時(shí)，發(fā)生螺旋機觀(guān)察孔突沙涌水事件。由于該地段的地質(zhì)異常復雜，突泥及涌水較大，導致地面塌陷，且左線(xiàn)掘進(jìn)快于右線(xiàn)35環(huán)，左線(xiàn)線(xiàn)路高程高于右線(xiàn)，致使左右線(xiàn)隧道均發(fā)生局部管片變形破損開(kāi)裂，最終左右線(xiàn)隧道均封堵回填，兩臺盾構機埋于地下，建天區間左右線(xiàn)重新改線(xiàn)施工，構成責任事故（無(wú)人員傷亡）。 事故發(fā)生時(shí)，兩臺盾構機平面位置如下圖所示。

二、工程概況及水文地質(zhì)情況 

（一）工程概況 天津地鐵2號線(xiàn)是天津市快速軌道交通中的東西骨干線(xiàn)。工程西起西青區曹莊站，東至東麗區李明莊站，線(xiàn)路總長(cháng)為22.564km。天津地鐵2號線(xiàn)第17合同段，合同工期為2007.9.20至2011.6.20，工程標價(jià)：264152638 元。工程包括兩站兩區間：東南角站、建國道站、東南角站－建國道站區間、建國道站－天津站車(chē)站區間（以下簡(jiǎn)稱(chēng)建－天區間）。建國道站車(chē)站主體位于建國道與民族路交叉路口附近，呈西南―東北向橫跨建國道。車(chē)站標準段選用12m站臺雙柱三層三跨矩形框架結構型式，本車(chē)站計算站臺中心位置頂部覆土約為2.5m?；訕藴识伍_(kāi)挖深度23m，盾構井處開(kāi)挖深度24.6m。建國道站分設3個(gè)出入口和2個(gè)風(fēng)亭。 

建國道站兩端區間均為盾構法施工，建－天區間線(xiàn)路長(cháng)度為584米，最大縱坡為20‰，盾構隧道凈間距最小為0.98m，最小曲線(xiàn)半徑為3000m，區間隧道覆土厚度約為16米。最小覆土厚度約為5m。區間隧道外徑6.2m，內徑5.5m，環(huán)寬1.2m，管片拼裝襯砌為單洞圓形隧道，采用錯縫拼裝。 建－天區間隧道沿線(xiàn)經(jīng)過(guò)地面建筑物較多，主要有天津鐵路分局乘務(wù)員大樓（6層）、天津鐵路分局材料科，機務(wù)段招待所等；京山鐵路三線(xiàn)等鐵路，現正在施工的五經(jīng)路地道，地道地面至盾構隧道頂面距離為4m；京津城際鐵路、天津站－天津西站地下直徑線(xiàn)。

（二）水文地質(zhì)情況 

建－天區間左右線(xiàn)隧道穿越范圍內主要有⑥2粉土、⑦2粉土層、⑥1⑦1粉質(zhì)粘土、下部⑦4粉砂層，下部粉砂層厚度約10m左右。隧道在五經(jīng)路地道附近局部進(jìn)入⑦2粉土層、⑦4粉砂層，下部粉砂層厚度約10m左右。

三、事件經(jīng)過(guò)及應急處置 

（一）事件經(jīng)過(guò) 2011年5月5日19時(shí)至5月6日8時(shí)，右線(xiàn)盾構掘進(jìn)施工由盾構隊長(cháng)兼盾構司機帶領(lǐng)機修人員進(jìn)行夜班施工。當盾構掘進(jìn)至206環(huán)位置時(shí)，機修人員發(fā)現盾構機的螺旋輸送機運轉不正常，進(jìn)行了全面檢查，在正反轉過(guò)程中，聽(tīng)到螺旋輸送機前下方觀(guān)察孔附近有異常的磨擦聲。 凌晨4時(shí)左右，螺旋輸送機被徹底卡住?，F場(chǎng)值班人員根據查閱施工圖及地質(zhì)勘察報告而初步判斷：刀盤(pán)已進(jìn)入五經(jīng)路地道下部旋噴樁加固區域，螺旋輸送機中有異物卡住了螺旋輸送桿，導致渣土被堵?？紤]到盾構機處在五經(jīng)路地道下部不宜停機過(guò)久、故決定拆開(kāi)螺旋輸送機前下方觀(guān)察孔（尺寸約為350mm×500mm）蓋板取出異物及時(shí)恢復掘進(jìn)的處理方案。為了進(jìn)一步確保安全，在拆開(kāi)觀(guān)察孔前注入聚氨酯防水封閉掌子面處理，并配備綿紗、綿被、方木及型鋼等應急物品。在注入了10桶聚氨酯防水封閉掌子面后，通過(guò)檢查加泥孔閥門(mén)，發(fā)現土倉里無(wú)水安全后拆除觀(guān)察口蓋板。 

早晨8時(shí)許,蓋板拆除完畢。在拆卸觀(guān)察口蓋板過(guò)程中，觀(guān)察孔四周無(wú)異樣，只有少許渣土掉出。通過(guò)觀(guān)察，發(fā)現螺旋輸送桿葉片之間夾著(zhù)一個(gè)水泥土混合物固結塊并取出，該碎塊外觀(guān)尺寸：長(cháng)約20余cm、直徑約10余cm。同時(shí)發(fā)現螺旋機下部葉片之間還夾有異物存在,即處理第二塊異物，在處理過(guò)程中忽然從觀(guān)察孔發(fā)生突泥涌水現象，洞內人員立即在觀(guān)察孔堵塞棉紗、棉被，并用方木及型鋼進(jìn)行支撐、封堵觀(guān)察口蓋板。由于水土壓力大，未能得到有效封堵，其間仍有泥沙流出。 

項目經(jīng)理接到通知后，馬上到現場(chǎng)查看情況。當項目經(jīng)理到達現場(chǎng)進(jìn)入掌子面后，發(fā)現漏水相當嚴重，現場(chǎng)流出大量泥沙，當時(shí)條件下已無(wú)法安裝觀(guān)察孔蓋板，便緊急在現場(chǎng)安排啟動(dòng)項目應急預案，并交代現場(chǎng)人員注意安全后向上級公司進(jìn)行了匯報，同時(shí)也向業(yè)主、監理單位進(jìn)行了匯報。 

參與事故處置的相關(guān)人員工作內容如下表： 

（二）應急處置 

2011年5月6日上午啟動(dòng)應急搶險系統后，應急搶險作業(yè)主要分為三個(gè)搶險作業(yè)面實(shí)施應急搶險，分別為建國道站左右線(xiàn)盾構隧道內、五經(jīng)路地道和鐵路三角地。 

1、建國道站左右線(xiàn)盾構隧道 右線(xiàn)搶險實(shí)施情況：應急搶險系統啟動(dòng)后，增加作業(yè)人員和應急物資加大力度對出水口采用注聚氨酯、填水泥袋等措施進(jìn)行封堵，同時(shí)增加水泵對右線(xiàn)隧道內積水進(jìn)行抽排,以便搶險作業(yè)。堵漏及填壓工作一直持續進(jìn)行到晚上23點(diǎn)左右，漏水仍未堵住，隨即由天津地鐵集團、天津城投集團、天津市建交委及各專(zhuān)家組成的搶險指揮小組下令澆筑混凝土壩體封堵右線(xiàn)隧道并注水回灌。最終于2011年5月8日凌晨2點(diǎn)左右完成混凝土壩體澆筑工作，于2011年5月9日凌晨0點(diǎn)左右開(kāi)始注水之后通過(guò)加強觀(guān)測，壩體穩定性及壩體滲漏水情況均穩定。

左線(xiàn)搶險實(shí)施情況：應急搶險系統啟動(dòng)后，從9:30開(kāi)始安排專(zhuān)人對左線(xiàn)隧道變形加強觀(guān)測，同時(shí)停止左線(xiàn)掘進(jìn)施工，開(kāi)始從左線(xiàn)向右線(xiàn)注漿。至2011年5月7日凌晨0點(diǎn)左右，因隧道變形較大，指揮部下令左線(xiàn)作業(yè)人員全部撤離，并對左線(xiàn)隧道澆筑混凝土壩體封堵后注水回灌。最終于2011年5月9日上午8點(diǎn)左右完成混凝土澆筑工作，隨后進(jìn)行注排水和隧道內水壓監測。 

2、五經(jīng)路地道 

出現險情后，從2011年5月6日9點(diǎn)左右開(kāi)始對五經(jīng)路地道加強監測，同時(shí)測定右線(xiàn)盾構機的具體位置。上午10:30左右，因五經(jīng)路地道根據監測結果沉降變化較大，經(jīng)協(xié)調，立即封閉五經(jīng)路地道，組織鉆機、注漿機、水泥、水玻璃等應急物資到場(chǎng)，在右線(xiàn)盾構機的正前方及兩側、左線(xiàn)隧道兩側實(shí)施注漿，直至2011年5月18日五經(jīng)路地道沉降及左右線(xiàn)隧道漏水變形穩定后停止注漿加固，于2011年5月19日恢復通車(chē)，之后監測繼續進(jìn)行，無(wú)明顯變化情況。

3、鐵路三角地 

出現險情后， 2011年5月6日9點(diǎn)左右開(kāi)始對三角地進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，同時(shí)從地面精確測定標出右線(xiàn)盾構機的具體位置及線(xiàn)路走向。2011年5月7日凌晨因鐵路三角區根據監測結果顯示沉降變化較大，立即組織鉆機、注漿機、水泥、水玻璃等應急物資到場(chǎng)，于下午13:00左右開(kāi)始對左右線(xiàn)隧道兩側實(shí)施注漿，至2011年5月14日鐵路三角地沉降及左右線(xiàn)隧道漏水變形穩定后停止注漿加固。 

從2011年5月11日開(kāi)始，天津市建委組織專(zhuān)家組進(jìn)行建天區間改造方案的討論。通過(guò)歷時(shí)三個(gè)月的方案討論和比選，2011年8月30日天津軌道交通指揮部決定對既有建國道站進(jìn)行改造，對建天區間進(jìn)行改線(xiàn)處理，最終導致兩臺盾構機被埋。目前改造工程已順利完工，在2013年8月28日天津地鐵二號線(xiàn)已經(jīng)順利通車(chē)。 

四、原因分析 

（一）直接原因 

1、盾構隊長(cháng)違規操作。由于地質(zhì)條件復雜，造成螺旋機被水泥土混合物固結塊卡住，無(wú)法運轉，盾構隊長(cháng)魯某在嚴重違背《盾構機操作說(shuō)明書(shū)》中的相關(guān)規定和不了解打開(kāi)觀(guān)察孔蓋板將出現涌水隱患的情況下，擅自安排現場(chǎng)作業(yè)人員打開(kāi)螺旋機觀(guān)察孔，導致發(fā)生地下水噴涌。 

2、現場(chǎng)搶救措施不到位。觀(guān)察孔蓋板打開(kāi)后，長(cháng)達80余分鐘的時(shí)間內，現場(chǎng)未采取有效的控制措施，致使土倉內的水和泥沙流失過(guò)多，造成土倉壓力失衡發(fā)生噴涌事故。 

3、地質(zhì)原因。盾構機掘進(jìn)部位地層地質(zhì)條件復雜，處于微承壓水層，并局部地段夾有粉砂薄層，其富水性、滲透性相應增大，存在較大隱患；同時(shí)，盾構機處于五經(jīng)路地道旋噴樁加固地層，旋噴加固強度較高且加固不均勻，致使盾構掘進(jìn)施工困難，易出現設備故障，進(jìn)一步加大施工安全隱患，最終引發(fā)事故。

（二）間接原因 

1、對建立的盾構機管理制度、作業(yè)流程和崗位責任制度未得到嚴格的落實(shí)，尤其是特殊地層及異常情況下的管理及處置對策落實(shí)不到位。 

2、盾構機司機對地質(zhì)情況不了解，對特殊地層作業(yè)存在的風(fēng)險隱患認識不足，盲目掘進(jìn)，擅自作業(yè)，且未認真執行掌子面地層情況交接班制度。 

3、日常管理交底落實(shí)不到位，上下溝通匯報脫節，應急準備工作不足。 

4、施工組織不合理，左線(xiàn)隧道線(xiàn)路高程高于右線(xiàn)隧道，卻安排左線(xiàn)隧道先進(jìn)行施工，致使右線(xiàn)隧道發(fā)生險情后，直接影響到左線(xiàn)隧道的安全，導致?lián)p失的擴大。 

五、事故防范措施 

此次事故暴露出現場(chǎng)作業(yè)人員安全意識淡薄，自我防范意識差，現場(chǎng)安全管理存在諸多問(wèn)題和漏洞。為深刻吸取“5.6”天津地鐵2號線(xiàn)突泥涌水事故教訓，防止類(lèi)似事故再次發(fā)生，措施如下： 

（一）強化安全質(zhì)量責任制的執行力度，認真落實(shí)安全生產(chǎn)“黨政同責、一崗雙責、崗崗有責”，使安全質(zhì)量責任能切實(shí)做到“縱向到底（底涉每個(gè)作業(yè)層）、橫向到邊（邊至各層的職能部門(mén)）”，只有狠抓項目部的安全質(zhì)量責任制的落實(shí)，方能有效預防和遏制盾構事故的發(fā)生。 

（二）加強現場(chǎng)管理，嚴格執行盾構施工操作規程及有關(guān)技術(shù)規定，項目部現場(chǎng)作業(yè)人員在開(kāi)啟螺旋機觀(guān)察孔等關(guān)鍵程序時(shí)，必須嚴格執行相關(guān)規定；盾構機作業(yè)過(guò)程中，嚴格執行項目領(lǐng)導現場(chǎng)值班制。

（三）加強項目安全教育與技術(shù)培訓，在各項工序開(kāi)始前，項目技術(shù)負責人應對所有作業(yè)人員進(jìn)行施工技術(shù)交底和安全技術(shù)交底，組織所有員工認真學(xué)習交底內容，并落實(shí)到每一名員工，使每個(gè)作業(yè)人員均清楚自己所負責的崗位及操作方法。 

（四）盾構施工作業(yè)前，項目部應按要求編制好盾構施工應急預案，報建設、監理等單位進(jìn)行審核、批準，并按要求對現場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行培訓及現場(chǎng)演練，確保一旦發(fā)生險情，現場(chǎng)作業(yè)人員能處置得當，切實(shí)提升現場(chǎng)作業(yè)人員應對突發(fā)事件的能力。 

（五）項目部負責人應組織項目部管理人員進(jìn)行定期、不定期安全大檢查，及時(shí)發(fā)現事故隱患，按照定整改責任人、定整改措施、定整改期限、定資金、定復查驗證責任人的“五定”原則，狠抓隱患治理工作，把事故消滅在萌芽階段。 （六）嚴格執行國家規范、行業(yè)標準及建設單位的規章制度，在盾構機穿越進(jìn)入特殊地段（如：覆土厚度不大于盾構直徑的淺覆土層地段、地下障礙物地段、建筑物地段、構筑物地段、粉土層地段、粉砂層地段等）時(shí)，必須采取相應的控制掘進(jìn)參數，控制盾構姿態(tài)，補充地質(zhì)勘探，盾構掘進(jìn)過(guò)程中應勻速、連續、均衡等施工措施，確保施工安全。

（七）對項目部盾構設施應加強監管力度，明確規范設備維修保養力度，確保盾構機作業(yè)順暢。 （八）建立具體的、具有針對性的盾構機掘進(jìn)故障管理制度和盾構掘進(jìn)過(guò)程中分區段風(fēng)險源辨識、評價(jià)、對策管理制度，切實(shí)通過(guò)培訓、教育、考核落實(shí)到每個(gè)作業(yè)人員，確保在出現相應問(wèn)題時(shí)，現場(chǎng)作業(yè)人員通過(guò)停機、保壓等措施確保盾構機安全、穩定時(shí)，及時(shí)向相關(guān)負責人匯報，通過(guò)討論、論證確定具體措施后，方可進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)施。