析
摘要：天津地铁某区间在进行联络通道透孔施工时发生涌水涌砂事故，造成左右线隧道沉降变形、共30环管片受到不同程度的挤压受损，地面新建海沽道地面严重沉降。结合事故分析原因，提出处置措施，为透孔施工控制措施及事故处置提供参考。
关键词：联络通道；透孔；涌水涌砂；措施 1工程概况及周边环境 1.1工程概况
天津地铁某区间左线隧道总长为1708.0537m，右线隧道总长为1718.2751m，管片外径6200mm，内径5500mm，宽1500mm，厚350mm；里程右DK41+892设置1处联络通道，隧道中心线间距为16.661m，隧道中心高程左线为-18.916m、右线-18.935m，联络通道拱顶覆土约17m。联络通道采用冷冻法（氯化钙盐水做为冷媒剂）加固地层，矿山暗挖法施工。
1.2水文地质情况
在联络通道施工范围内的⑦2粉质粘土、⑧2粉质黏土、⑧3粉土、⑨4粉砂、⑩2粉质黏土中含承压水。
1.3周边环境
联络通道地面为新建海沽道（未通车），周边无构筑物及管线，联络通道中心距卫津河约61.7m。
2冻结孔布设
联络通道冻结孔共55个(左线隧道42个含4个透孔、右线隧道13个)，8个测温孔，4个泄压孔，冻结孔按照上仰、水平、下俯三种角度布置在联络通道四周。设计4个透孔用于冷冻排管及对侧冻结管供冷，透孔采用φ89×8mm低碳钢无缝钢管。如图1、图2所示。
图1冻结孔布置剖面图（联络通道）
图2冻结孔布置平面图（联络通道）
3冻结孔施工工序
施工工序：定位开孔及安装孔口管→安装孔口装置→钻进→测斜→封闭孔底→压力试验。
4事故经过及处置措施 4.1事故经过
联络通道冷冻孔钻孔施工平台搭设完成，钻机就位并固定后于2016年1月17日16：10分开始进行首个透孔（D18处）施工，从左线开孔正常钻进；20：10钻穿右线钢管片肋板处，在钻头和钢管片之间开始出现漏水，现场人员立即在漏水处塞棉布，并用双快水泥封堵，效果不明显，同时加快钻进速度；20：20 钻头和钢管片之间开始出现涌水涌砂，10分钟后右线透孔附近管片开始出现裂缝，25分钟后左右线管片陆续出现挤压性破损，局部破损严重，拼接缝处出现错台，明水从管片裂缝、破损处及管片拼缝处渗出；1月18日00：10右线透孔不再喷涌，仍有泥水流出，含沙量较少，左右线停止注聚氨酯，继续注双液浆；18日2：10涌水涌砂全部封堵。
4.2事故处置
（1）在右线D18透孔上下左右隔仓上满焊钢板，用双快水泥封堵钢管片肋板缝隙处涌水涌砂，同时埋设橡胶引流管引流；从左线孔口管小球阀注聚氨酯，从左右线D18透孔周围管片上的吊装孔注聚氨酯和双液浆。
（2）在右线隧道内连接大功率水泵，利用隧道内既有排水管向隧道外排水，同时铲运泥沙，防止泥沙堆积。
（3）地面引孔注双液浆，引孔深度27m，为隧道底3m，共设7个注浆孔，注浆孔呈线状分部左右线之间，距右线隧道3m，注浆孔水平间距4m。
5事故原因分析及后续处置 5.1原因分析 （1）直接原因
透孔打到钢管片肋板处，下部贴近钢管片，上部有间隙造成止水环失效，引起漏水，前期堵漏无效并扩大成涌水涌砂。
（2）间接原因 1）地质原因
根据地勘报告分析，联络通道左线部分不在承压水层，右线钻穿钢板位置位于承压水层，地质情况复杂。联络通道左线处于⑦2粉质粘土、⑧3粉土、⑧2粉质粘土、⑨4粉砂，右线处于⑧2粉质粘土、⑧3粉土、⑨4粉砂层。D18透孔在左线钻孔位置位于⑧2粉质粘土层，为非承压水层；透孔穿透右线钢管片位置位于⑧3粉土层中，为承压水层。如图3、图4所示。
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图3左线地质情况 图4右线地质情况 2）管理原因
钻孔过程中未及时复测钻孔精度并纠偏，未考虑到钻头在钢管片上打滑跳动而钻到肋板处的应急措施；以混凝土管片上施工透孔的经验来进行钢管片透孔施工，主观上未引起足够的重视；在开孔前已对联络通道附近管片施做环箍，在开孔过程中未发生漏水，思想上存在麻痹大意。
5.2后续处置
1月18日上午由建设单位邀请天津市地铁施工方面有关专家并组织参建单位针对此次涌水涌沙事故召开专家会。事后清理统计砂土流出31m³，据隧道内水样留置，水砂比为2.5:1，估算水土流失78m³。由于涌水涌砂部位左右线隧道管片壁后水土严重流失，为防止隧道继续产生形变及地面沉降，根据专家建议，采取从地面引孔继续注单液浆，在左右线隧道内继续壁后注单液浆，对隧道收敛及地面沉降持续加密监测、及时反馈监测信息等应对措施。
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（1）地面注浆
地面引孔下袖阀管注单液浆，引孔深度27m，距隧道底3m，设7个注浆孔，注浆孔呈线状分部左右线之间，距右线隧道3m，注浆孔水平间距4m。注浆时压力表读数如突然变大，立即停止注浆，注浆过程记录实际注浆量及压力。如图5、图6所示。
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图5联络通道地面注浆
图6联络通道地面注浆点剖面示意图
（2）隧道内壁后注浆
为防止管片下沉，从左右线钢管片位置腰部以下吊装孔跳孔注单液浆。注浆区域为钢管片前后各10环，左右线共计40环，注浆压力0.2Mpa，不超过0.3Mpa。观察隧道内管片情况，如发现有错台等异常加大该部位注浆量。如图7所示。
图7洞内注浆剖面示意图
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（3）管片修补
管片破损严重和渗漏严重地方暂时用快干水泥修补，然后通知管片生产厂家，由厂家修复，保证修复质量；管片裂缝处待渗漏处理完毕后用环氧树脂修补。
6监测结果分析
2016年1月18日～2016年2月3日期间，现场监测成果如下：
（1）各地表最大累积增加沉降值为4.4mm，隆起值为7.6mm，近3天和近7天平均日变化量最大值为0.1mm，说明整个地层受管片裂损影响较小，变形发展已趋于稳定。
（2）依据《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）外径6200mm的隧道收敛变形允许偏差为0.6%D=37.2mm。实测盾构管片各断面最大新增变形值分别为18mm（收敛）和3.8mm（拱顶下沉），最大累计变形值为20mm，在规范允许范围之内。
（3）实测各隧道断面管片近3天最大平均日收敛值为1mm，最大平均日拱顶沉降值为0.2mm；近7天最大平均日收敛值为0.4mm，最大平均日拱顶沉降值为0.3mm，各项变形已趋于稳定。
综上可知经综合处置，隧道管片结构各项变形指标均已趋稳定，累积变形值在规范允许范围之内，说明当前结构尚处稳定状态。
7结语
天津地区地质条件差地下水丰富，联络通道施工条件限制较多，施工风险较高，因此在透孔施工过程中特别是在钢管片上对可能遇到的各种风险采取对应措施，保证施工安全。
1.
认真研究地勘报告，研判水文地质情况。开孔前须核实联络通道前后20环二次注浆质量，在布孔范围内打Φ32mm小口径探孔，探查地层情况，以判断地
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层是否稳定，是否涌水涌砂，以便做好应急措施。如发生涌水涌砂，必须先进行注双液浆帷再施工冻结孔。
2.
透孔施工的位置上选择十分重要，在钢管片上开孔避开肋板。提前在钢管片隔仓上满焊钢板，定位后用金刚石取芯钻头钻透钢板，将孔口管装进钻孔并采用满焊的方式焊接在钢板上，用微膨胀水泥填实隔仓；等水泥上强度后在孔口管上装好球阀和孔口装置，用金刚石取芯钻头在孔口装置内切割钢管片并钻进。根据定位预判钻头可能穿透对侧钢管片的位置，提前把上下左右4个隔仓也采用满焊钢板加微膨胀水泥填实的方式密封。
3.
从冻结管安装一个特制的椎体，在右线钢管片外侧堵住冻结管和钢管片的间隙。
4.
透孔可设置在混凝土上，原设计在钢管片上的透孔改为普通冻结孔。 5.
选用经验丰富的操作人员加强钻机控制技术水平，随时纠偏，强化管控。 6.
联络通道施工前应在两侧准备充足的应急物资设备，保证通信、通道畅通，排水措施到位。
7.
对施工人员进行安全警示教育和安全技术交底，从思想上加强对施工安全的要求。
参考文献 1.
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