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莱茵河谷走廊运输扩建工程冻结法施工坍落事故

作者:  来源:  发布:2017/9/8  浏览: + 放大字体 | - 减小字体

摘 要:

2017年8月中旬,德国莱茵河谷的客货两用的铁路干线下方,一条盾构法隧道在进行冻结法施工时发生了坍落事故,导致铁路交通中断,并不得不使用混凝土回填新建隧道,两台工程中的盾构机也因此受困于地下。

工程简介

发生事故的长4270m的双管铁路隧道是全长17km的莱茵河谷走廊扩建工程的一部分,旨在将线路中原有的穿越Rastatt城的地下双轨隧道拓宽至四轨。

为了维持高铁在该线的250km/h的时速,地下段的长度与坡度皆受到严格的限制,其中盾构隧道的直径为10.97m,最大深度19m,穿越疏松沙土层和砾石沉积层,距离地面轨线最小仅4m。

隧道施工

除了盾构段之外,工程还包括明挖路段和暗埋法路段,并使用了多种地基加固法,包括钢板桩,连续墙,喷射混凝土,水下浇筑混凝土,冻结法等。工程使用了两台海瑞克加气泥水平衡盾构,2016年5月首台东线隧道盾构始发,西线隧道则于同年9月始发。

为了支护该浅埋隧道,施工方使用了水平地层冻结法进行预支撑,以建立起隧道周边的全环冻结环境,以使盾构穿越冻结区的中心。

考虑到该段坡度,当盾构机穿越约5m覆土的区域时,施工方从地面进行冻结,作为盾构上方的地层支护,能有效防止可能出现的泥水爆裂,冻结长度达290m。同时,两条隧道之间每500m设立的联络通道也使用了冻结法进行支护。

穿越铁路下方,长约200m的水平冻结,则在铁轨两旁100m处设置的两个深30m的工作井内进行;使用水平定向钻机,钻出一圈42 * 100m长冷冻管孔,从而在外径10.97m的隧道周围形成2m厚冻土层。

事故发生

8月12日,施工现场的监测仪探测到地面铁路轨线出现沉降,该现象迅速造成铁轨下陷500mm,并扭曲了轨道,该线路的轨道交通立即全面停止。

当时,东线隧道中的先发盾构机已经在穿越铁轨后掘进了40m,总掘进已经达到3974m,即将到达盾构接收井(该接收井也作为水平冻结法操作时的出入口);而在西线隧道,后发的盾构也因此事故而停机,距离先发盾构机约1000m,该盾构已掘进至4250m中的3064m处。

事故发生后,施工方立即采取措施,在新建隧道中钻出3个注浆孔,在盾构机刀盘后150m处注浆以形成混凝土栓塞,并使用10500立方米的混凝土,将这条内径9.5m的隧道的盾构隔舱与混凝土栓塞之间全部进行了回填。

事故原因

8月21日,项目业主公布了事故分析,称轨道下方隧道管片衬砌以及盾构后方40m的衬砌并没有出现开裂或坍落,而是7块厚500mm、长2m的衬砌环的出现了移位,从而造成空隙,导致了水土渗入。

从该调查结果看,事故原因应为冻结失效或盾构超挖。据当地媒体推测,近期的高温与暴雨或为破坏冻结效果的原因之一。目前,事故的准确原因尚在进行调查,调查内容将包括冻结法施工中的管理、检测仪器的数据、盾构推进操作以及盾构驾驶员的作业记录等。

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