理论教育 盾构接收井洞门透水致损失案例及风险保险

盾构接收井洞门透水致损失案例及风险保险

时间:2023-09-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:事故后分析,由于该处周边环境十分复杂,冷冻壁可能存在无法判断的薄弱点,所以在盾构接收过程中出现涌水涌砂的情况,是造成事故的主要原因。

盾构接收井洞门透水致损失案例及风险保险

1.工程概况

1)项目简介

某市轨道交通5号线C1站—农业站区间起始于商洛路与九江路交叉口,止于农业路与龙口路交叉口。区间沿线自西向东依次下穿黄河路、昆河、龙口南路,最后到达农业站。左线为左DK11+064.701—左DK12+465.825,长度为1 399.729 m(含短链1.395 m);右线为右DK11+064.701—右DK12+465.825,长度为1 401.124 m。盾构隧道埋深为18.2~31.3 m。区间隧道断面为单线圆形隧道,曲线半径最小为400 m,管片外径为φ6.2 m,内径为φ5.5 m,全环由1块封顶块、2块邻接块、3块标准块共6块管片组成。管片厚度为35 cm,环宽为1.5 m,管片混凝土强度等级C50,抗渗等级为P12。管片纵缝与环缝采用平接头,不设置凹凸榫;管片的环与环、块与块间均以M30弯螺栓连接,采用通用衬砌环错缝拼装。

2)工程地质水文情况

区间隧道接收段910~933环埋深约为23.9 m。

地层从上到下依次为:杂填土,②31A层黏质粉土,②32层黏质粉土,②21层粉质黏土,②33层黏质粉土,②22层粉质黏土,②34层粉质黏土,②51层细砂。

根据地质勘查报告,该区域地下水类型主要为第四系松散层孔隙潜水和微承压水。本区间地下水主要赋存于砂(黏)质粉土、粉砂、细砂及粉质黏土层中,隧道接收段地下水埋深约10 m。其补给来源主要为大气降水和地下水径流补给,实测该区域降水井水位为15.8 m。

3)周边环境

区间隧道在农业路站西端头井处接收,农业路站为地下三层站,围护结构为地下连续墙。

隧道接收段区域主要建筑物为某医院和地铁5号线5标项目部,该医院急诊楼距右线最近为6.26 m,距左线最近为22.5 m,该门诊楼地上4层,地下2层,基础形式为素混凝土桩复合地基,柱下独立基础。

接收段上部管线涉及:一道污水管(DN1000)和两道热力管(DN426+550 mm)。污水管位于左线隧道919~921环上方,埋深10 m,混凝土材质。

4)接收端地层加固情况

盾构接收段地层加固方式为冻结加固,采用“杯形”冻结壁,冻结壁有效厚度“杯底”3.5 m、“杯壁”2 m,长度12.0 m(不包含地连墙、内衬墙),冻结壁设计平均温度不高于-10℃。

2.案情介绍

1)事故经过及施救、修复总体介绍

2017年10月24日,盾构机推进至C1站—农业路站区间左线928环时,停机清理刀盘前冻土及混凝土块(此时刀盘穿过车站内衬墙,进入农业站),下午6:00发现刀盘左下方突然出现渗水,造成隧道内多环成型管片发生错台和破损。

事故经过及修复的重要时间节点见表16-6。

表16-6 事故经过及修复重要时间节点

(续表)

2)施救过程

险情发生后,施工单位将事件发生情况向监理单位和建设单位进行了汇报,先后组织召开了4次专家会,根据专家意见采取了以下抢险措施:

(1)采取应急封堵措施,控制出水、出砂量,同时盾构机加速推进尽快出洞,将盾尾留置在隧道内,采用钢板将盾尾和洞门预埋钢环进行全封闭焊接,作为最终封堵措施。盾尾割除现场见图16-13。

图16-13 盾尾割除

(2)在隧道内向管片壁后压注聚氨酯进行堵水,涌水量减小后,改注水泥—水玻璃双液浆。

(3)在对应地表向地层压注水泥-水玻璃双液浆,地表注浆加固地层见图16-14。

图16-14 地表注浆加固地层

(4)采用槽钢对靠近洞门20环管片进行了多道纵向拉结,现场状况见图16-15。

图16-15 隧道内对管片纵向拉结

(5)将盾构机与后配套分离,进行隧道内管片环向支撑加固,现场状况见图16-16。

图16-16 隧道内采用型钢加固变形的管片

(6)后续加固措施。隧道稳定后,委托某隧道修复经验丰富的专业注浆队伍对910—925环管片背后注浆加固,固化管片背后2 m范围内土层。注浆加固期间,对隧道内管片变形情况连续监测,根据监测数据及时调整注浆方位及注浆参数,保证不因注浆加固引起隧道二次变形。隧道内注浆见图16-17。

图16-17 隧道内插管注浆

图16-18 钢圈拼装

3)隧道修复加固整治范围

对受损隧道采用内设钢圈的形式进行加固,具体如下:

(1)收敛变形严重的管片环:对920~925环每环采用3 cm厚、环宽600 mm和900 mm的钢板进行加固,环宽600 mm钢板骑环缝设置,各环钢板间连续满焊设计。

(2)收敛变形较严重的管片环:对919环、926环采用3 cm厚、环宽600 mm的钢板进行加固,钢板骑环缝设置。

(3)对916~918环、927~928环采用3 cm厚、环宽1000 mm的钢板进行加固,钢板非骑环缝设置。现场见图16-18。

4)事故原因

通过查阅事故调查小组的分析报告,可知造成本次洞门透水事故的原因如下:(www.daowen.com)

(1)细砂层富水,水压较大。

接收端地下水位于地面下约15.8 m,隧底埋深23.9 m,隧底位于地下水以下8.1 m,水头差大,且该处隧道位于粉质黏土与细砂的分界处,隧道大部分位于细砂层中,工程本身风险较高。

(2)隧道上方污水管渗漏影响。

盾构接收端隧道上部有一根DN1000污水主管,该污水主管位于在左线隧道919~921环上方,混凝土材质,埋深约10 m,现场无迁改条件,污水主管渗漏,对该处工程地质、水文地质造成影响。

(3)冻结加固效果影响。

该盾构接收端采用水平冻结法加固,积极冷冻期间,附近有降水井在持续降水,影响盾构接收端冷冻加固的效果,比正常冷冻时间延长20多天。

盾构机出洞过程中,采取了各种止水措施,盾构接收前也按照相关规定进行了盾构接收前的条件验收,各项指标均满足盾构接收的条件。事故后分析,由于该处周边环境十分复杂,冷冻壁可能存在无法判断的薄弱点,所以在盾构接收过程中出现涌水涌砂的情况,是造成事故的主要原因。

3.赔案处理

本次事故发生后,被保险人向保险公司提出保险索赔申请,保险人接报案后第一时间组织人员进行现场查勘,向被保险人说明理赔流程以及就本次案件制定后续理赔节点。通过后续及时复勘、定损、理算,保险双方于2018年8月就赔付金额达成CNY817万的一致意见。

赔案处理重要时间节点见表16-7。

表16-7 赔案处理重要时间节点

被保险人对出险隧道的修复方案经过隧道紧急施救、稳定、病害检测、安全评估、设计方案比选以及最终方案的优化工作,前后耗时较长,保险人对案件直接损失金额的评估紧跟整个案件善后处理,及时准确地完成了保险相关项目定损,并及时给付保险赔偿款,降低了被保险人因本次事故所产生的资金压力

索赔及赔付金额对比见表16-8。

表16-8 索赔及赔付金额对比表

在定损金额基础上扣除保单适用免赔并整体协商后,保险双方就最终赔付金额达成CNY817万的一致意见,保险人于2018年10月11日给付赔偿金,至此本案件保险理赔工作圆满结束。

4.案件关键点及争议点分析

1)保单介绍

出险事故在该项目建工一切险及第三者责任险保单项下处理保险理赔事宜,保单物质损失部分的保险责任、主要除外标的及费用、扩展条款如下:

(1)保险责任:在保险期间内,本保险合同分项列明的保险财产在列明的工地范围内,因本保险合同责任免除意外的任何自然灾害意外事故造成的物质损坏或灭失,保险人按本保险合同的约定负责赔偿;在保险期间内,由于上述保险责任事故发生造成保险标的的损失所产生的以下费用,保险人按照保险合同的约定负责赔偿;保险事故发生后,被保险人为防止或减少保险标的的损失所支付的必要的、合理的费用,保险人按照本保险合同的约定也负责赔偿。

(2)除外标的及费用:对施工用机具、设备、机械装置,未经保险合同双方特别约定并在保险合同中载明保险金额的,不属于保险合同的保险标的;对罚金、延误、丧失合同及其他后果性损失,保险人不负责赔偿。

(3)主要扩展条款:不作比例赔付处理条款、免赔额条款、重大过失扩展条款、赔偿基础条款、设计师责任扩展条款、地下工程条款。

2)案件理赔进展

本案的保险理赔进展见表16-9。

表16-9 案件理赔进展

3)保险定责定损争议点分析

理赔处理过程中,保险人根据经验对抢险阶段的人工、材料及机械台班投入予以旁站,对修复过程中是否按照既定修复图纸和方案进行现场跟踪复勘,旨在减少后续定损争议。但是,因为对保险合同中涉及的相关定责定损条款的理解差异,难免会发生不同程度的理赔争议,如下就保险人在本次事故的定责定损中,碰到的理赔争议点以及如何处置进行阐述。

(1)盾尾加工

本次事故在抢险阶段,盾构机盾尾因止水以及避免移出对洞门渗漏的进一步恶化状况的发生,在抢险阶段予以了割除后留置在洞门位置的措施。事实证明,该项措施对抢险施救工作起到了积极的作用,但是因此被保险人也发生了需要重新制作加工盾尾部分的费用,因此,被保险人提出盾尾制作加工费用的赔偿诉求。在本张保险合同中明确了施工用设备为非保障范围内标的,根据该约定对于盾尾制作加工费用不能在本保险合同内得到赔偿,但是对于盾尾留置洞门位置处所发挥的积极的施救措施,保险人可以赔偿割除盾尾及留置过程中所发生的相关费用。

(2)水平冻结增加费用

因事故发生,产生的端头井水平冻结时间的延长导致相关费用的增加,保险人通过对实际增加时长的现场查勘予以核实,并获取了冷冻设备的工作相关参数,主要定损项目为电费增加、设备台班消耗和人员工资。

(3)地下工程条款

本张保单扩展了“地下工程条款”,约定了“若发生全部或部分倒塌,保险人负责赔偿由物质损失直接引起的修理、重建、重置和其他为使工程完工而采取的合理措施的费用,在隧道工程发生本保单责任范围的损失时,本保单的最高赔偿限额(不包括施救费用和清理残骸费用)将以受损财产恢复至受损前之状态或受损前之相应技术状况的费用为限,并且不超过受损区域平均每米的原始建造价的150%乘以实际受损区段长度”。隧道测量及检测情况如下:因左线接收井发生透水事故,左线隧道在917~928环范围内出现环间错台、水平位移、横向收敛变化量都较大的现象,横向最大收敛38 cm(以向外扩张为正),竖向最大收敛-30 cm;且在918环与920环至924环拱顶附近发现较多裂缝,裂缝分布于隧道拱顶左右30°范围内。本张保单扩展的地下工程条款约定,受损区域平均每米的原始建造价的150%乘以实际受损区段长度作为最高赔偿限额,其中不包括施救费用和清理残骸费用。经计算,实际隧道修复部分的金额未超过最高赔偿限额,另考虑赔偿基础条款解释,保险人按照隧道修复部分的合理价格进行了赔偿。

5.本案针对施工的几点建议

本案例所反映的是盾构到达接收井过程中的施工风险,较为典型,从本次事故直接反映出盾构到达风险,如何识别并管控风险对广大工程建设者十分重要。盾构到达工作需要确保盾构按照设计线路贯通,防止盾构在隧道贯通过程中出现坍塌,保持周围土体稳定,同时保证进洞段管片衬砌不渗水。根据工程地质条件、隧道埋深、盾构直径合理设计洞口土体的加固方案,实施合适的盾构进洞施工技术措施,以确保盾构进洞安全。

1)风险识别

盾构从隧道穿越土层进入工作井时,面临以下主要风险:端头井加固失效,案例中表现为冻结加固部分失效,加上水位差作用击穿冻结壁致使洞门渗水直至透水。在其他保险理赔中也有较多的围护结构存在薄弱环节受水土压力作用而发生洞门透水事故的情况。

2)风险管控

针对土体加固不当,应制订合理的土体的加固方案,在进接收井施工过程中还可以辅以降水措施降低正面水压;在接收井土体的加固经检验达到设计强度合格后,才能开始进行此段的掘进施工。接收施工阶段实行地面隆沉的24 h监控。加固体的检测方法多种多样,主要检测手段有竖向抽芯检测以及水平抽芯检测,检测取芯时建议打斜孔,可检验咬合部分的芯样质量;在接收方案比选阶段,对“水平冻结+注浆”的接收方案,不可控的风险较高,且当险情发生后比较好的补充措施可选范围小,方案变更方向为水下接收或钢套筒接收,这两种方案经济性和可操作性均较好。当隧道接收处于承压水层,或者接收端地层土体加固存在缺陷时,易造成盾构与洞门因间隙位置涌水涌泥,为确保盾构接收期间洞内外水土压力的平衡,在洞门混凝土凿除之后,向工作井内回填黏土,后续灌入水,采用盾构水中接收的方式进洞,该方案实施需要辅以接收端搅拌桩加固、冷冻加固和强降水的措施。在接收端管线拆迁困难影响地层加固,或者工期紧张对常规的地层加固措施造成无法实施的情况下,盾构机在钢套筒内接收为很好的施工方案。该接收方式具有施工速度快、适应地层广的特点,过程中控制好围护结构的破除,确保围护结构内外水土压力的平衡,辅以适当的地层加固方式,为盾构接收提供了很好的安全保障。

3)事故施救建议

洞门透水事故往往情况紧急,事态发展迅速,对车站、隧道工程本身以及周边环境都会造成不可估量的风险,抢险施救工作的方式必须简单有效。工程现场需要配备必要的抢险物资,比如聚氨酯、水泥、水玻璃、钢材、棉被棉絮、钻孔及注浆设备、泥浆泵等;当发生险情时,现场需立即上报,及时采取抢险措施。对渗漏点以堵和疏导引流为主;及时遣散无关人员和机械;加密地面建(构)筑物的监测;洞内成型管片及时拉紧,对洞门止水装置进行加固拉紧。在本次事故中,在洞门渗漏水明显减小的时机下,盾构机迅速平稳进洞,并割除盾尾留置洞内,处理方式果断,效果明显,对后续赢得隧道修复的工作面起到重要作用。

6.本案引发的几点思考

本次洞门透水案件的理赔处理中,保险公司与被保险人之间沟通比较有成效,案件得以在工程修复完成后及时结案,这离不开过程中的扎实工作,包括隧道修复部分按照被保险人实际合理费用定损、抢险施救过程中费用的及时确认,这些对案件快速结案起到重要的作用。由本案所引出的保单条款设置、理赔过程管控的一些经验如下。

随着国内地铁工程建筑安装工程一切险及第三者责任险的保险市场发展和行业竞争趋势,对于意外事故引起的车站及区间的免赔设置,很难再看到简单的“车站每次事故100万元或损失金额的10%,以高者为准”的免赔约定了。目前国内常见的约定为“同一施工单位同类事故:车站第一次事故30万元、第二次事故50万元、第三次事故100万元”。实际理赔中较难碰到同一施工单位有发生两起或以上同类事故的情况,所以保险公司在免赔额制定上做了较大的让步,这使得一批100万元损失金额以下的案件得到保险赔偿。保险公司如何通过理赔数据库对该类事故发生概率进行评估,设置更为合适的免赔额条款就显得尤为重要。

洞门透水事故,如果引起了进一步隧道区间的损失,往往后续的修复方案的论证以及修复都需要较长时间。对保险公司赔款准备金的评估准确性提出了较高的要求,保险公司需要紧密了解工程病害的检测评估以及修复方案的论证,对赔款准备金及时做出调整。

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