一、事故簡介
    2003年7月1日，上海市某軌道交通4號線發生一起管涌坍塌事故。因大量水、流砂涌人旁通道，引起隧道受損及周邊地區地面沉降，造成三幢建筑物嚴重傾斜，防汛墻由裂縫、沉降演變至塌陷，隧道區間由滲水、進水發展為結構損壞，附近地面也出現不同程度的裂縫、沉降，并發生了防汛墻圍堰管涌等險情。這起工程事故直接經濟損失初步估算為1.5億元人民幣左右。
    二、事故發生經過
    上海市某軌道交通4號線是該市軌道交通環線的東南半環，全長22km。目前，全線盾構推進已完成98％、17座車站建設全面展開。發生事故的旁通道工程，位于浦東南路至南浦大橋之間穿越黃浦江底約2公里長的區間隧道內，距離浦西江邊防汛墻53m，并且地處30m以下的地下深層，事故發生點位于地下土層第7層。旁通道工程采用凍結加固暗挖法施工，隧道區間的上下行線已經貫通，事故發生時離旁通道貫通尚余0.8m。
    軌道交通4號線浦東南路站至南浦大橋站區間盾構推進工程，由上海某隧道公司承建；隧道公司將軌道交通4號線浦東南路站至南浦大橋站區間隧道中間風井、旋噴加固、旁通道、垂直通道、凍結加固及風道結構工程專業分包給某礦山公司上海分公司；上海某地鐵公司將軌道交通4號線區間圓形隧道(浦東南路～南浦大橋)工程委托上海某地鐵監理有限公司監理。
    2003年3月，某礦山公司上海分公司土體凍結人員開始旁通道凍結法施工——布置凍結管，安裝制冷設備。6月24日，開始旁通道開挖施工。6月28日上午約8:30，施工人員發現隧道內向下行線凍結管供冷的一臺小型制冷機發生故障，下午約4:00修復，停止供冷達7小時30分，期間無其他設備供冷。當日下午約2:00，施工人員在下行線內安裝水文觀測孔，發現有壓力水漏出，隨即安上水閥止水，并安裝了壓力表測量水壓。止水后，測得XT1溫度測量孔內隧道鋼管片交接處土體溫度為312。當晚約8:30，某礦山公司上海分公司項目經理周某在現場決定停止旁通道凍土開鑿，施工人員將掘進面用木板封住。
    6月29日凌晨約3:00，測得水閥處水壓為2.3kg／cm²，與第7層承壓水水壓接近，XT1溫度測量孔內隧道鋼管片交接處土體溫度為8.7℃。
    6月30日，XT1溫度測量孔內隧道鋼管片交接處土體溫度為7.4℃，周某決定用干冰加強凍結，于當日下午約3:30，用150kg干冰敷于下行線隧道內壁中線以下部位。當晚約8:00，周某檢查時發現干冰氣化所剩無幾，鋼管片有結霜現象。
    7月1日零時許，某礦山公司上海分公司項目副經理李某指揮當班班長任某安排施工人員拆除凍土前掘進面部分封板，用風鎬鑿出直徑0.2m的孔洞，準備安裝混凝土輸送管。約1小時后，此孔打至下行線隧道鋼管片。凌晨約4時，現場工人發現此孔洞下部有水流出，立即用水泥封堵。約10分鐘后，發現流水不止，便派員迅速進行了匯報。不久掘進面右下角開始出水，且越來越大，在場工人用棉被、泥土袋、水泥包等材料封堵。約6:00，隧道內發出異響，情況危險，施工人員撤出現場。隨后，因大量水、流砂涌人旁通道，引起隧道受損及周邊地區地面沉降，造成三幢建筑物嚴重傾斜，防汛墻由裂縫、沉降演變至塌陷，隧道區間由滲水、進水發展為結構損壞，附近地面也出現不同程度的裂縫、沉降，并發生了防汛墻圍堰管涌等險情。
    三、事故原因分析
    1．技術方面
    首先，旁通道《凍結法施工方案調整》存在欠缺。經過工程試驗和試點，凍結法施工工藝在上海多項地鐵工程建設中曾取得過成功。2002年6月，隧道公司項目部結合某礦山公司上海分公司編制的《風井及旁通道工程施工組織設計》，編制了《明珠線二期浦東南路站——南浦大橋站區間隧道工程施工組織設計》，并通過了上海某隧道公司盾構分公司、，隧道公司的審批和監理單位的審定。2003年3月，某礦山公司上海分公司項目部對原施工組織設計進行調整，制訂了《凍結法施工方案調整》。2003年4月7日，經某礦山公司副經理、總工程師李某批準，但方案調整未按規定經過盾構分公司、隧道公司的審批及地鐵監理公司審定，隧道公司項目部也未編制相應調整的施工組織設計。
    調查組專家認定：方案調整存在欠缺。調整后的方案，降低了對凍土平均溫度的要求，從原方案-10℃減少到調整方案的-8℃；下行線選用的小型制冷機，計算時未考慮夏季施工冷量損失系數，制冷余量不足；旁通道處垂直凍結管數量減少，長度縮短，由原方案24根減少到22根，并將其中原為25米深的7根垂直凍結管中的4根減少到14.25米，3根減少到16米，造成旁通道與下行線隧道腰線以下交匯部凍土薄弱；下行線僅設單排6個凍結斜孔，孔距1.0米，雖在凍結孔長度上予以增加，但其數量偏少，間距偏大，其凍結效果不足以抵御該部位的水土壓力。
    其次，在旁通道凍結條件不太充分的情況下，進行開挖。根據方案，要求凍結時間需要50天，而上行線5月11日開始凍結。旁通道6月20日開挖，實際6月24日開挖，凍結時間僅43天，小于施工方案凍結時間的要求。下行線凍結不充分，末滿足開挖條件。6月24日下行線鹽水去路溫度為-23.9℃，回路溫度為-21.1℃，去、回路溫差為2.8℃，大于開挖時鹽水去、回路溫差的要求。
    專家組認為：旁通道凍結開挖施工設計存在缺陷，施工中凍土結構局部區域存在薄弱環節，并又忽視了承壓水對工程施工中的危害，導致承壓水突涌，是事故發生的直接原因。
    2．管理方面
    施工單位對險情征兆沒有采取有效制止措施。6月28日上午，下行線小型制冷機發生故障，停止供冷7小時30分。下午約2:00，施工人員在下行線隧道內安裝水文觀測孔，發現一直有壓力水漏出。雖立即安上水閥止水，并安裝了壓力表測量水壓，但當止水后測得土體溫度上升時，盡管采取了一定的措施，但效果不佳。6月29日凌晨約3:00，測得該處水壓為2.3kg／cm²(與第7層承壓水水壓接近)，沒有采取緊急降水降壓措施。不僅險情征兆沒有得到及時排除，而且未向隧道公司及監理公司匯報，遂使險情逐步加劇。
    施工單位現場管理人員在險情征兆已經出現的情況下嚴重違章、擅自鑿洞。7月1日零時許，項目副經理李某在旁通道凍土結構存在嚴重隱患、工程已停工情況下，擅自指揮拆除掘進面部分封板，從旁通道向下行線隧道鋼管片方向用風鎬鑿出直徑0.2米的孔洞，準備安裝混凝土輸送管。正是由此孔洞出水，其出水點逐漸下移，水砂從掘進面的右下角和側墻下角不斷涌出，以致封堵無效，釀成事故。
    監理單位現場監理人員失職。在旁通道施工期間，現場監理部無凍結法施工專業技術監理人員。總監代表李某負責施工監理，未對調整后的方案進行審定。6月24日旁通道開挖后，到7月1日發生事故期間，僅在6月25日、30日下井檢查過兩次，未及時發現和制止險情。6月29、30日的監理日記卻記載“各項工作均正常”，無任何有關險情征兆的記錄。6月24日至30日旁通道晚上加班施工期間，未安排人員值班；發生事故時，現場無監理人員。
    總包單位現場管理人員對分包項目管理存在漏洞。對施工單位項目部編制的《凍結法施工方案調整》，總包單位項目技術負責人未向隧道公司總工程師和盾構分公司主任工程師匯報，致使隧道公司、盾構分公司未對此方案給予審批。項目經理袁某在6月24日至7月1日旁通道施工期間，僅在6月24日和26日去過旁通道施工作業面。質量員袁某竟一次也未去施工作業面進行技術、質量檢查。在6月28日至30日的施工日記中，沒有反映險情征兆的情況，卻記載“一切正�！薄�
    四、事故的結論與教訓
    這是一起造成重大經濟損失和社會影響的責任事故。
    某礦山公司上海分公司現場技術管理薄弱，《凍結法施工方案調整》編制有欠缺，審批不嚴格；發現事故險情征兆未向總包、監理單位報告；對施工風險較大的工程，無針對性強的應急預案；違章施工，導致事故發生。該單位對此次事故應負直接責任。
    隧道公司作為總包單位，未認真履行總包單位管理職責，對分包單位監管不力；未根據分包單位方案調整，重新編制相應調整的施工組織設計；未對分包方施工方案調整組織審批；各項技術、質量和安全責任制和管理制度未落實；現場管理人員資格不符合要求，現場管理失控。隧道公司對此次事故應負主要責任。
    監理單位未履行監理單位的職責，未對調整的施工方案組織監理審定；監理人員資格不符合國家規定要求，現場監理失職；未對監理的工程實施有效的巡視檢查，未能及時發現險情和制止事故。監理單位對此次事故負有重要責任。
    在這起事故中，任何一個相關單位若能認真履行職責，嚴格執行有關技術規范和技術措施，完全可以避免事故或者可以減輕事故造成的損失。
    五、事故的預防對策
    施工單位進一步完善凍結開挖施工組織設計，特別是從施工技術方面補充凍土結構局部區域存在的薄弱環節，高度重視和改善承壓水對工程施工中的危害。建立健全企業安全生產責任制，明確生產管理各崗位管理人員的安全生產管理職責，建立項目工程生產安全事故應急救援預案，強化事故的防范措施。
    總包單位應依照《建筑法》的有關規定，嚴格履行總包單位的安全職責，杜絕以包代管，包而不管的行為。認真落實各項技術、質量和安全責任制和管理制度，加強日常的監督管理和技術管理。
    監理單位應認真履行監理單位的職責，對施工方案及變更調整后的方案嚴格組織監理審定；加強施工現場的監理旁站管理；對監理的工程實施有效的巡視檢查，及時發現險情和防止事故。
    六、專家點評
    在這起造成重大經濟損失和社會影響的工程責任事故中，主要原因是施工單位未按規定程序調整施工方案，且調整后的施工方案存在缺陷，在險情征兆出現之后又未能采取及時有效措施，現場管理人員違章指揮，擅自鑿洞，直接導致事故發生。
    總包單位現場管理失控，監理單位現場監理失職。凍結法施工工藝在上海多項地鐵工程建設中取得了成功，并獲得了上海市科技進步三等獎，應該說已成為一項成熟的新的施工技術�！督ㄖ�法》提倡采用先進技術、先進設備、先進工藝、新型建筑材料和現代管理方式。但是對于新技術和新工藝的運用應該加強技術指導和技術管理，在使用前還應加強新技術和新工藝的技術培訓。
    監理單位也應不斷學習新的施工工藝和技術，不斷提高監理人員的技術水平。該工程現場監理部無凍結法施工專業技術監理人員，說明監理單位不具備對特殊工程的監理能力，因此，在委托監理過程中，就已經埋下了重大隱患。
    在建筑施工過程中，無論是總包單位，還是分包單位或者監理單位，本身應具備使用新技術、新工藝的能力。在選擇分包或監理時，就應該首先考核其技術能力。