一、事故情況簡述 

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

二、工程概況及水文地質情況 

（一）工程概況 天津地鐵2號線是天津市快速軌道交通中的東西骨干線。工程西起西青區(qū)曹莊站，東至東麗區(qū)李明莊站，線路總長為22.564km。天津地鐵2號線第17合同段，合同工期為2007.9.20至2011.6.20，工程標價：264152638 元。工程包括兩站兩區(qū)間：東南角站、建國道站、東南角站－建國道站區(qū)間、建國道站－天津站車站區(qū)間（以下簡稱建－天區(qū)間）。建國道站車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，本車站計算站臺中心位置頂部覆土約為2.5m?；訕藴识伍_挖深度23m，盾構井處開挖深度24.6m。建國道站分設3個出入口和2個風亭。 

建國道站兩端區(qū)間均為盾構法施工，建－天區(qū)間線路長度為584米，最大縱坡為20‰，盾構隧道凈間距最小為0.98m，最小曲線半徑為3000m，區(qū)間隧道覆土厚度約為16米。最小覆土厚度約為5m。區(qū)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(qū)間隧道沿線經(jīng)過地面建筑物較多，主要有天津鐵路分局乘務員大樓（6層）、天津鐵路分局材料科，機務段招待所等；京山鐵路三線等鐵路，現(xiàn)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。

（二）水文地質情況 

建－天區(qū)間左右線隧道穿越范圍內主要有⑥2粉土、⑦2粉土層、⑥1⑦1粉質粘土、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)過及應急處置 

（一）事件經(jīng)過 2011年5月5日19時至5月6日8時，右線盾構掘進施工由盾構隊長兼盾構司機帶領機修人員進行夜班施工。當盾構掘進至206環(huán)位置時，機修人員發(fā)現(xiàn)盾構機的螺旋輸送機運轉不正常，進行了全面檢查，在正反轉過程中，聽到螺旋輸送機前下方觀察孔附近有異常的磨擦聲。 凌晨4時左右，螺旋輸送機被徹底卡住。現(xiàn)場值班人員根據(jù)查閱施工圖及地質勘察報告而初步判斷：刀盤已進入五經(jīng)路地道下部旋噴樁加固區(qū)域，螺旋輸送機中有異物卡住了螺旋輸送桿，導致渣土被堵。考慮到盾構機處在五經(jīng)路地道下部不宜停機過久、故決定拆開螺旋輸送機前下方觀察孔（尺寸約為350mm×500mm）蓋板取出異物及時恢復掘進的處理方案。為了進一步確保安全，在拆開觀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，通過檢查加泥孔閥門，發(fā)現(xiàn)土倉里無水安全后拆除觀察口蓋板。 

早晨8時許,蓋板拆除完畢。在拆卸觀察口蓋板過程中，觀察孔四周無異樣，只有少許渣土掉出。通過觀察，發(fā)現(xiàn)螺旋輸送桿葉片之間夾著一個水泥土混合物固結塊并取出，該碎塊外觀尺寸：長約20余cm、直徑約10余cm。同時發(fā)現(xiàn)螺旋機下部葉片之間還夾有異物存在,即處理第二塊異物，在處理過程中忽然從觀察孔發(fā)生突泥涌水現(xiàn)象，洞內人員立即在觀察孔堵塞棉紗、棉被，并用方木及型鋼進行支撐、封堵觀察口蓋板。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(xiàn)場查看情況。當項目經(jīng)理到達現(xiàn)場進入掌子面后，發(fā)現(xiàn)漏水相當嚴重，現(xiàn)場流出大量泥沙，當時條件下已無法安裝觀察孔蓋板，便緊急在現(xiàn)場安排啟動項目應急預案，并交代現(xiàn)場人員注意安全后向上級公司進行了匯報，同時也向業(yè)主、監(jiān)理單位進行了匯報。 

參與事故處置的相關人員工作內容如下表： 

（二）應急處置 

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

1、建國道站左右線盾構隧道 右線搶險實施情況：應急搶險系統(tǒng)啟動后，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、填水泥袋等措施進行封堵，同時增加水泵對右線隧道內積水進行抽排,以便搶險作業(yè)。堵漏及填壓工作一直持續(xù)進行到晚上23點左右，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家組成的搶險指揮小組下令澆筑混凝土壩體封堵右線隧道并注水回灌。最終于2011年5月8日凌晨2點左右完成混凝土壩體澆筑工作，于2011年5月9日凌晨0點左右開始注水之后通過加強觀測，壩體穩(wěn)定性及壩體滲漏水情況均穩(wěn)定。

左線搶險實施情況：應急搶險系統(tǒng)啟動后，從9:30開始安排專人對左線隧道變形加強觀測，同時停止左線掘進施工，開始從左線向右線注漿。至2011年5月7日凌晨0點左右，因隧道變形較大，指揮部下令左線作業(yè)人員全部撤離，并對左線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點左右完成混凝土澆筑工作，隨后進行注排水和隧道內水壓監(jiān)測。 

2、五經(jīng)路地道 

出現(xiàn)險情后，從2011年5月6日9點左右開始對五經(jīng)路地道加強監(jiān)測，同時測定右線盾構機的具體位置。上午10:30左右，因五經(jīng)路地道根據(jù)監(jiān)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，在右線盾構機的正前方及兩側、左線隧道兩側實施注漿，直至2011年5月18日五經(jīng)路地道沉降及左右線隧道漏水變形穩(wěn)定后停止注漿加固，于2011年5月19日恢復通車，之后監(jiān)測繼續(xù)進行，無明顯變化情況。

3、鐵路三角地 

出現(xiàn)險情后， 2011年5月6日9點左右開始對三角地進行實時監(jiān)測，同時從地面精確測定標出右線盾構機的具體位置及線路走向。2011年5月7日凌晨因鐵路三角區(qū)根據(jù)監(jiān)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，于下午13:00左右開始對左右線隧道兩側實施注漿，至2011年5月14日鐵路三角地沉降及左右線隧道漏水變形穩(wěn)定后停止注漿加固。 

從2011年5月11日開始，天津市建委組織專家組進行建天區(qū)間改造方案的討論。通過歷時三個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行改造，對建天區(qū)間進行改線處理，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日天津地鐵二號線已經(jīng)順利通車。 

四、原因分析 

（一）直接原因 

1、盾構隊長違規(guī)操作。由于地質條件復雜，造成螺旋機被水泥土混合物固結塊卡住，無法運轉，盾構隊長魯某在嚴重違背《盾構機操作說明書》中的相關規(guī)定和不了解打開觀察孔蓋板將出現(xiàn)涌水隱患的情況下，擅自安排現(xiàn)場作業(yè)人員打開螺旋機觀察孔，導致發(fā)生地下水噴涌。 

2、現(xiàn)場搶救措施不到位。觀察孔蓋板打開后，長達80余分鐘的時間內，現(xiàn)場未采取有效的控制措施，致使土倉內的水和泥沙流失過多，造成土倉壓力失衡發(fā)生噴涌事故。 

3、地質原因。盾構機掘進部位地層地質條件復雜，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，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，致使盾構掘進施工困難，易出現(xiàn)設備故障，進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，尤其是特殊地層及異常情況下的管理及處置對策落實不到位。 

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

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

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

五、事故防范措施 

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

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

（二）加強現(xiàn)場管理，嚴格執(zhí)行盾構施工操作規(guī)程及有關技術規(guī)定，項目部現(xiàn)場作業(yè)人員在開啟螺旋機觀察孔等關鍵程序時，必須嚴格執(zhí)行相關規(guī)定；盾構機作業(yè)過程中，嚴格執(zhí)行項目領導現(xiàn)場值班制。

（三）加強項目安全教育與技術培訓，在各項工序開始前，項目技術負責人應對所有作業(yè)人員進行施工技術交底和安全技術交底，組織所有員工認真學習交底內容，并落實到每一名員工，使每個作業(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(jiān)理等單位進行審核、批準，并按要求對現(xiàn)場作業(yè)人員進行培訓及現(xiàn)場演練，確保一旦發(fā)生險情，現(xiàn)場作業(yè)人員能處置得當，切實提升現(xiàn)場作業(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行定期、不定期安全大檢查，及時發(fā)現(xiàn)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(zhí)行國家規(guī)范、行業(yè)標準及建設單位的規(guī)章制度，在盾構機穿越進入特殊地段（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，必須采取相應的控制掘進參數(shù)，控制盾構姿態(tài)，補充地質勘探，盾構掘進過程中應勻速、連續(xù)、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(jiān)管力度，明確規(guī)范設備維修保養(yǎng)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故障管理制度和盾構掘進過程中分區(qū)段風險源辨識、評價、對策管理制度，切實通過培訓、教育、考核落實到每個作業(yè)人員，確保在出現(xiàn)相應問題時，現(xiàn)場作業(yè)人員通過停機、保壓等措施確保盾構機安全、穩(wěn)定時，及時向相關負責人匯報，通過討論、論證確定具體措施后，方可進行進一步實施。