深圳市中康生活區(qū)地面塌陷成因分析及應對措施

宋雪妲 朱洪明

(1.深圳市勘察測繪院有限公司，廣東深圳 518028;2.深圳市工勘巖土集團有限公司，廣東深圳 518026)

2011年3月27日7時10分，深圳市福田區(qū)梅林中康生活區(qū)6號住宅樓南側室外健身廣場發(fā)生了突發(fā)性地面塌陷，塌陷坑直徑約5 m，威脅6號住宅樓及人員的安全。事故發(fā)生后，深圳市交委軌道辦、福田區(qū)安監(jiān)局、福田區(qū)建設局、梅林街道辦等單位成立了廣深港客運專線3·27中康生活區(qū)地面塌陷事件應急搶險工作組，采取了對涉險居民緊急撤離和妥善安置工作，對塌陷坑用混凝土回填，在涉險區(qū)設置警戒區(qū)等一系列應急措施，基本控制了險情發(fā)展。

1 地面塌陷的基本情況

2011年3月27日7時10分左右，中康路生活區(qū)6號住宅樓南側室外健身廣場發(fā)生了地面塌陷，過程持續(xù)2 min～3 min，塌陷坑洞內夾雜大量泥漿及地下水。塌陷發(fā)生后，地表形成塌陷坑洞呈桃形，直徑約5 m，量測坑洞深為11 m。塌陷坑洞口距離6號住宅樓9.1 m，距離西側圍墻6.2 m，距離南側9號住宅樓約25 m。據(jù)廣深港客運專線ZH-4標項目部提供的資料，塌陷坑位于南北向區(qū)間隧道的上方，隧道頂距離地面約25 m。

中康生活區(qū)地面塌陷未造成人員傷亡，附近6號住宅樓位于塌陷區(qū)附近，可能危及生命安全，已進行疏散和安置。為抑制塌陷范圍，施工方用混凝土和水泥回填，回填混凝土用量約400 m3。

地面塌陷現(xiàn)場圖見圖1，注漿現(xiàn)場圖見圖2。

圖1 地面塌陷現(xiàn)場圖

圖2 注漿現(xiàn)場圖

2 地面塌陷成因分析

2.1 地質環(huán)境條件

通過收集既有資料、現(xiàn)場調查工作分析，地質災害點所處區(qū)域地形地貌、地質條件及周邊環(huán)境條件如下:

1)地形地貌。深圳市中康生活區(qū)所在場地原始地貌為山前平原，地勢北高南低，生活區(qū)房地產開發(fā)階段順坡向平整場地，現(xiàn)狀地形呈臺階狀地貌。6號樓及樓前小區(qū)道路地坪標高為27.83 m～28.07 m，6號樓南側草地標高 26.66 m ～27.97 m，草地南側 9 號樓及樓前小區(qū)道路高程為25.81～25.93。

2)隧道圍巖條件。根據(jù)廣深港客運專線勘察資料，塌陷區(qū)上覆地層為人工填土(厚約2 m)、坡積粉質粘土(厚約4 m)及殘積砂質粘土(厚約3.5 m)，下伏基巖為混合花崗巖全、強、中等及微風化帶，其中全風化巖厚5 m～8 m，強風化巖厚2 m～12 m，中等風化巖厚約2 m。按照巖土組合特征劃分，塌陷區(qū)隧道圍巖屬巖石復合地層中風化不均形成的上軟下硬地層。

3)地下水條件。本次調查期間，調查區(qū)域及臨近200 m范圍內未見地表水體，無地下水露頭。區(qū)內地下水為孔隙潛水及基巖裂隙水，孔隙潛水主要賦存于填土、坡積及殘積層及強風化巖中，基巖裂隙賦存于強風化巖及中等風化巖中。地下水水量較豐富。據(jù)資料，地下水位埋藏深度約4 m。隧道斷面穿越強風化、中微風化巖土交界面，掘進過程中有較大量的裂隙水排泄。

4)周邊環(huán)境。中康路生活區(qū)6號樓南側地面塌陷位于室外健身廣場，向北距離6號樓約9 m，向南距離9號樓約25 m，西側離梅村路人行道約6.0 m、離車行道約10 m。東側40 m為生活區(qū)活動空地。在建廣深港客運專線ZH-4標段隧道南北向下穿6號、9號樓西端及其間草地。

2.2 地面塌陷成因分析

1)地質因素。據(jù)廣深港客運專線ZH-4標項目部提供的資料，隧道在風化程度不同的花崗巖中通過，上部為標貫擊數(shù)約30擊～50擊的全風化、強風化花崗巖，下部為單軸抗壓強度高達60 MPa的中、微風化巖。屬不均勻復合地層，是盾構施工的不良地質層，是區(qū)間隧道盾構施工的難點之一。其次在強風化、中微風化巖土交界面存在較大裂隙水，隧道揭露后，地下水會產生集中滲流，上部全、強風化巖及殘積土等地層屬水穩(wěn)性差的巖土類，在地下水和施工擾動下，強度會顯著降低，易坍塌。2)施工因素。據(jù)廣深港客運專線ZH-4標項目部提供的資料，區(qū)間隧道采用盾構工法，盾構機屬泥水平衡式。盾構機在這種上軟下硬的巖石復合地層中掘進是極其困難的，硬巖強度高，掘進速度慢;刀具快速磨損，停機要進行刀具更換;因此每一環(huán)掘進時間較長，對上部土層擾動大，也可致使上部地層塌方。

其次，在上述地層中施工，施工管理也極為重要，嚴格按程序辦事，事先發(fā)現(xiàn)問題，是預防事故發(fā)生的重要舉措之一。而施工管理不到位常是釀成事故發(fā)生的重要原因。例如渣土排出量與掘進進尺不均衡時，應引起重視，往往是頂板有坍塌的前兆。

3 防范對策、措施

1)盾構施工全面停工，施工單位進行全面排查，并向居民公布事故原因、處理辦法和日常監(jiān)測結果。2)成立應急搶險工作組，迅速組織搶險。3)在隱患尚未完全消除之前，在地面標識隧道施工邊界及可能影響的范圍，列為危險區(qū)，設置安全警示標志以防人員誤入。同時加強地表建(構)筑物和地面變形監(jiān)測，積極采取災害預防及治理措施。4)對地面塌陷危險區(qū)地質條件及周邊環(huán)境進行詳細勘查，加強坍塌事故原因分析，預測預報地表建(構)筑物變形沉降，對災害進行趨勢分析，落實好防災減災工作。5)復工前，充分論證施工的可行性，重點考慮隧道頂部坍落松散土體和原狀土體如何有效加固。6)塌陷區(qū)周邊建筑范圍已出現(xiàn)的地面不均勻沉降現(xiàn)象，如圍墻近水平張拉裂縫、散水層脫離墻體張拉裂縫、道路及地坪裂縫。據(jù)外觀初步分析，上述現(xiàn)象均屬緩發(fā)性事件，經(jīng)歷了一段歷史形成和發(fā)展演變過程，與本次突發(fā)性地面塌陷無直接的聯(lián)系，但隧道施工可能會加劇此類地面不均勻沉降，需進一步觀測和掌握其發(fā)展趨勢。

4 結語

1)深圳市福田區(qū)梅林中康生活區(qū)發(fā)生的地面塌陷地質災害是工程施工引起的突發(fā)性地質災害。2)風化不均形成上軟下硬的巖石復合地層是地面塌陷的主控因素，區(qū)間隧道盾構施工是地面塌陷的誘發(fā)因素。3)地面塌陷發(fā)生后有關單位應積極采取有效措施，控制災害進一步發(fā)展，并使其得到有效治理，同時為接下來的施工總結經(jīng)驗教訓，避免地面塌陷的再次發(fā)生。

［1］李少剛.地下互通立交隧道設計參數(shù)優(yōu)化及施工技術研究［D］.北京：北京交通大學，2011：67-68.

［2］張成平.城市隧道施工誘發(fā)的地面塌陷災變機制及其控制［J］.北京交通大學隧道及地下工程教育部工程研究中心，2010，31(sup)：303-309.