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(jìn)289.2m +0.2m、右線掘進(jìn)247.2m+0.6m時，右線盾構(gòu)機(jī)因螺旋機(jī)被水泥土固結(jié)塊卡死無法運轉(zhuǎn)，在開啟觀察孔進(jìn)行處理時，發(fā)生螺旋機(jī)觀察孔突沙涌水事件。由于該地段的地質(zhì)異常復(fù)雜，突泥及涌水較大，導(dǎo)致地面塌陷，且左線掘進(jìn)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(gòu)機(jī)埋于地下，建天區(qū)間左右線重新改線施工，構(gòu)成責(zé)任事故（無人員傷亡）。 事故發(fā)生時，兩臺盾構(gòu)機(jī)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)段選用12m站臺雙柱三層三跨矩形框架結(jié)構(gòu)型式，本車站計算站臺中心位置頂部覆土約為2.5m?；訕?biāo)準(zhǔn)段開挖深度23m，盾構(gòu)井處開挖深度24.6m。建國道站分設(shè)3個出入口和2個風(fēng)亭。 

建國道站兩端區(qū)間均為盾構(gòu)法施工，建－天區(qū)間線路長度為584米，最大縱坡為20‰，盾構(gòu)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(nèi)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(wù)員大樓（6層）、天津鐵路分局材料科，機(jī)務(wù)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(gòu)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(zhì)情況 

建－天區(qū)間左右線隧道穿越范圍內(nèi)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)過及應(yīng)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(gòu)掘進(jìn)施工由盾構(gòu)隊長兼盾構(gòu)司機(jī)帶領(lǐng)機(jī)修人員進(jìn)行夜班施工。當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)至206環(huán)位置時，機(jī)修人員發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的螺旋輸送機(jī)運轉(zhuǎn)不正常，進(jìn)行了全面檢查，在正反轉(zhuǎn)過程中，聽到螺旋輸送機(jī)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(jī)被徹底卡住?，F(xiàn)場值班人員根據(jù)查閱施工圖及地質(zhì)勘察報告而初步判斷：刀盤已進(jìn)入五經(jīng)路地道下部旋噴樁加固區(qū)域，螺旋輸送機(jī)中有異物卡住了螺旋輸送桿，導(dǎo)致渣土被堵。考慮到盾構(gòu)機(jī)處在五經(jīng)路地道下部不宜停機(jī)過久、故決定拆開螺旋輸送機(jī)前下方觀察孔（尺寸約為350mm×500mm）蓋板取出異物及時恢復(fù)掘進(jìn)的處理方案。為了進(jìn)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(yīng)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(jié)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(jī)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(nèi)人員立即在觀察孔堵塞棉紗、棉被，并用方木及型鋼進(jìn)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(dāng)項目經(jīng)理到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)入掌子面后，發(fā)現(xiàn)漏水相當(dāng)嚴(yán)重，現(xiàn)場流出大量泥沙，當(dāng)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(yīng)急預(yù)案，并交代現(xiàn)場人員注意安全后向上級公司進(jìn)行了匯報，同時也向業(yè)主、監(jiān)理單位進(jìn)行了匯報。 

參與事故處置的相關(guān)人員工作內(nèi)容如下表： 

（二）應(yīng)急處置 

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

1、建國道站左右線盾構(gòu)隧道 右線搶險實施情況：應(yīng)急搶險系統(tǒng)啟動后，增加作業(yè)人員和應(yīng)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，同時增加水泵對右線隧道內(nèi)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(xù)進(jìn)行到晚上23點左右，漏水仍未堵住，隨即由天津地鐵集團(tuán)、天津城投集團(tuán)、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(yīng)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(jìn)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(jìn)行注排水和隧道內(nèi)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(gòu)機(jī)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(jié)果沉降變化較大，經(jīng)協(xié)調(diào)，立即封閉五經(jīng)路地道，組織鉆機(jī)、注漿機(jī)、水泥、水玻璃等應(yīng)急物資到場，在右線盾構(gòu)機(jī)的正前方及兩側(cè)、左線隧道兩側(cè)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(fù)通車，之后監(jiān)測繼續(xù)進(jìn)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(jìn)行實時監(jiān)測，同時從地面精確測定標(biāo)出右線盾構(gòu)機(jī)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(jié)果顯示沉降變化較大，立即組織鉆機(jī)、注漿機(jī)、水泥、水玻璃等應(yīng)急物資到場，于下午13:00左右開始對左右線隧道兩側(cè)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(jìn)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(jìn)行改造，對建天區(qū)間進(jìn)行改線處理，最終導(dǎo)致兩臺盾構(gòu)機(jī)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(gòu)隊長違規(guī)操作。由于地質(zhì)條件復(fù)雜，造成螺旋機(jī)被水泥土混合物固結(jié)塊卡住，無法運轉(zhuǎn)，盾構(gòu)隊長魯某在嚴(yán)重違背《盾構(gòu)機(jī)操作說明書》中的相關(guān)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(jī)觀察孔，導(dǎo)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(dá)80余分鐘的時間內(nèi)，現(xiàn)場未采取有效的控制措施，致使土倉內(nèi)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(zhì)原因。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)部位地層地質(zhì)條件復(fù)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(yīng)增大，存在較大隱患；同時，盾構(gòu)機(jī)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(gòu)掘進(jìn)施工困難，易出現(xiàn)設(shè)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(gòu)機(jī)管理制度、作業(yè)流程和崗位責(zé)任制度未得到嚴(yán)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(gòu)機(jī)司機(jī)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(rèn)識不足，盲目掘進(jìn)，擅自作業(yè)，且未認(rèn)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(yīng)急準(zhǔn)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(jìn)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(dǎo)致?lián)p失的擴(kuò)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(xùn)，防止類似事故再次發(fā)生，措施如下： 

（一）強化安全質(zhì)量責(zé)任制的執(zhí)行力度，認(rèn)真落實安全生產(chǎn)“黨政同責(zé)、一崗雙責(zé)、崗崗有責(zé)”，使安全質(zhì)量責(zé)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(zhì)量責(zé)任制的落實，方能有效預(yù)防和遏制盾構(gòu)事故的發(fā)生。 

（二）加強現(xiàn)場管理，嚴(yán)格執(zhí)行盾構(gòu)施工操作規(guī)程及有關(guān)技術(shù)規(guī)定，項目部現(xiàn)場作業(yè)人員在開啟螺旋機(jī)觀察孔等關(guān)鍵程序時，必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)定；盾構(gòu)機(jī)作業(yè)過程中，嚴(yán)格執(zhí)行項目領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場值班制。

（三）加強項目安全教育與技術(shù)培訓(xùn)，在各項工序開始前，項目技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)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(rèn)真學(xué)習(xí)交底內(nèi)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(fù)責(zé)的崗位及操作方法。 

（四）盾構(gòu)施工作業(yè)前，項目部應(yīng)按要求編制好盾構(gòu)施工應(yīng)急預(yù)案，報建設(shè)、監(jiān)理等單位進(jìn)行審核、批準(zhǔn)，并按要求對現(xiàn)場作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)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(dāng)，切實提升現(xiàn)場作業(yè)人員應(yīng)對突發(fā)事件的能力。 

（五）項目部負(fù)責(zé)人應(yīng)組織項目部管理人員進(jìn)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(zé)任人、定整改措施、定整改期限、定資金、定復(fù)查驗證責(zé)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(yán)格執(zhí)行國家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及建設(shè)單位的規(guī)章制度，在盾構(gòu)機(jī)穿越進(jìn)入特殊地段（如：覆土厚度不大于盾構(gòu)直徑的淺覆土層地段、地下障礙物地段、建筑物地段、構(gòu)筑物地段、粉土層地段、粉砂層地段等）時，必須采取相應(yīng)的控制掘進(jìn)參數(shù)，控制盾構(gòu)姿態(tài)，補充地質(zhì)勘探，盾構(gòu)掘進(jìn)過程中應(yīng)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(gòu)設(shè)施應(yīng)加強監(jiān)管力度，明確規(guī)范設(shè)備維修保養(yǎng)力度，確保盾構(gòu)機(jī)作業(yè)順暢。 （八）建立具體的、具有針對性的盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)故障管理制度和盾構(gòu)掘進(jìn)過程中分區(qū)段風(fēng)險源辨識、評價、對策管理制度，切實通過培訓(xùn)、教育、考核落實到每個作業(yè)人員，確保在出現(xiàn)相應(yīng)問題時，現(xiàn)場作業(yè)人員通過停機(jī)、保壓等措施確保盾構(gòu)機(jī)安全、穩(wěn)定時，及時向相關(guān)負(fù)責(zé)人匯報，通過討論、論證確定具體措施后，方可進(jìn)行進(jìn)一步實施。