深圳市中康生活區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，深圳市福田區梅林中康生活區6號住宅樓南側室外健身廣場發生了突發性地面塌陷，塌陷坑直徑約5 m，威脅6號住宅樓及人員的安全。事故發生后，深圳市交委軌道辦、福田區安監局、福田區建設局、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，在涉險區設置警戒區等一系列應急措施，基本控制了險情發展。

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6號住宅樓南側室外健身廣場發生了地面塌陷，過程持續2 min～3 min，塌陷坑洞內夾雜大量泥漿及地下水。塌陷發生后，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間隧道的上方，隧道頂距離地面約25 m。

中康生活區地面塌陷未造成人員傷亡，附近6號住宅樓位于塌陷區附近，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。

地面塌陷現場圖見圖1，注漿現場圖見圖2。

圖1 地面塌陷現場圖

圖2 注漿現場圖

2 地面塌陷成因分析

2.1 地質環境條件

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

1)地形地貌。深圳市中康生活區所在場地原始地貌為山前平原，地勢北高南低，生活區房地產開發階段順坡向平整場地，現狀地形呈臺階狀地貌。6號樓及樓前小區道路地坪標高為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 號樓及樓前小區道路高程為25.81～25.93。

2)隧道圍巖條件。根據廣深港客運專線勘察資料，塌陷區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，調查區域及臨近200 m范圍內未見地表水體，無地下水露頭。區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)周邊環境。中康路生活區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。據廣深港客運專線ZH-4標項目部提供的資料，區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，事先發現問題，是預防事故發生的重要舉措之一。而施工管理不到位常是釀成事故發生的重要原因。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，設置安全警示標志以防人員誤入。同時加強地表建(構)筑物和地面變形監測，積極采取災害預防及治理措施。4)對地面塌陷危險區地質條件及周邊環境進行詳細勘查，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)塌陷區周邊建筑范圍已出現的地面不均勻沉降現象，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。據外觀初步分析，上述現象均屬緩發性事件，經歷了一段歷史形成和發展演變過程，與本次突發性地面塌陷無直接的聯系，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展趨勢。

4 結語

1)深圳市福田區梅林中康生活區發生的地面塌陷地質災害是工程施工引起的突發性地質災害。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，區間隧道盾構施工是地面塌陷的誘發因素。3)地面塌陷發生后有關單位應積極采取有效措施，控制災害進一步發展，并使其得到有效治理，同時為接下來的施工總結經驗教訓，避免地面塌陷的再次發生。

［1］李少剛.地下互通立交隧道設計參數優化及施工技術研究［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.