推理分析·珠海石景山隧道透水事故
okmnwtue
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2021年07月19日 09:48:41
来自于岩土工程
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透水 7月15日的凌晨,还在睡梦中的工人被工头紧急叫醒了。 他们就住在离隧道口不远处的工棚中,部分人前一天加班到凌晨1点才从隧道出来。

透水

7月15日的凌晨,还在睡梦中的工人被工头紧急叫醒了。


他们就住在离隧道口不远处的工棚中,部分人前一天加班到凌晨1点才从隧道出来。


醒来后,还没完全弄清楚状况,立即又被要求紧急撤离。在撤离期间,工人们听到隧道洞口传来哭声,不祥的预感随之涌上心头:隧道里出事了。


这一预感很快被证实。据一名当时仍在隧道内工作的工人回忆,他目击水流从右侧洞口穿过来,他立即拉着弟弟往洞口一路奔跑。他们在前面跑,水就在后面追,跑了大约10分钟,跑出来的时候,水已经淹到了脖子。


7月15日凌晨3:30分,珠海在建的兴业快线(南段)项目石景山隧道发生透水事故。


至今仍有14名施工人员被困于洞内。

隧道内突发涌水



下穿水库

发生事故的石景山隧道是珠海市兴业快线(南段)工程的一部分,长度约1.77公里。

兴业快线(南段)工程路线


隧道平面图(蓝色线部分)


隧道起于珠海香洲区的白莲新村附近,从南往北穿越了整个板樟山森林公园。

隧道从南往北穿越板樟山


南端的隧道洞口


石景山隧道采用矿山法进行掘进,由左右两条单洞三车道、宽度约15m的隧道组成。

隧道典型剖面


矿山法隧道一般需进行爆破作业,对岩石破碎后再掘进。石景山隧道在穿越板樟山时,将会遭遇整段坚硬的花岗岩,同样也不例外。

石景山隧道纵断面图


板樟山出露的花岗岩石


留意上面的隧道纵断面图。在隧道掘进到一半路程时,将会下穿吉大水库,洞顶与水库底部的距离约为20m。

隧道下穿水库


吉大水库


隧道涌水会否与水库存在着某种联系?



推理分析

根据官方发布的消息,当时施工人员在隧洞内听到异响后发现掌子面落渣,随后大量水涌入右线隧道,并通过横通道涌入左线隧道。


在矿山法隧道中,这种掌子面突然出现不稳定并大量涌水的情况,多发于岩层破碎的区域。


我们需要知道石景山隧道是否存在局部岩石破碎的区域。


在事故隧道西侧1.8公里之外,于1990年竣工的板樟山隧道或许能提供一些有价值的信息。

板樟山隧道位于石景山隧道的西侧


板樟山隧道全长1.21公里,同样是自南往北穿越了板樟山森林公园。

板樟山隧道洞口


在板樟山隧道早期的设计图纸中,揭示了隧道会穿越两条断层。

板樟山隧道穿越了两条断层


断层形成于岩石在力的作用下断裂错位,通常位于断层区域的岩石都会比较破碎,是隧道工程中的大患。

断层的形成


断层区域采取的岩石样本(示意)


如果将板樟山隧道的断层位置与珠海地区的地质构造图相对比,可以发现隧道进口侧的断层对应的是地质构造图中编号为F69的断层。

板樟山隧道断层与珠海区域构造图的对比


F69断层呈西南-东北向发育,自板樟山西南端一直延伸至海边。将此断层绘制在板樟山森林公园的鸟瞰图上,会更加清晰地发现,F69与石景山隧道路线的交汇点是吉大水库附近。

石景山隧道与F69的交汇点是吉大水库附近


如果不幸断层确于水库底部的花岗岩中发育,那么这里就是隧道最危险的区域。若在没有做好超前支护的情况下进行爆破掘进,在掘至断层处时,由于岩石破碎,隧洞随时存在着塌方的危险。


即使没有发生塌方,水库内的蓄水也可以通过断层破碎带迅速渗漏至隧洞内,最终诱发隧道内涌水透水。

水库蓄水可通过断层渗漏至隧洞内


石景山隧道发生透水事故时,洞内作业面正是位于吉大水库下方。

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