理论教育 海底隧道E15沉管安装失败案件分析

海底隧道E15沉管安装失败案件分析

时间:2023-09-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:第二次事故发生在被保险人在排除回淤物后,2015年3月24日准备第二次重新下放E15沉管进行安装时,又发现基槽坡壁滑塌,安装失败。2014年11月14日,隧道基础施工监控组根据检验数据,下达了同意按照窗口安排开展E15沉管浮运安装的施工指令。在E15沉管安装出现基槽异常回淤的情况下,项目部及时启动应急预案,11月17日18点E15沉管正式开始回撤。

海底隧道E15沉管安装失败案件分析

1.工程概况

某大桥工程路线东起香港国际机场附近的香港口岸人工岛,向西横跨南海伶仃洋后连接珠海和澳门人工岛,止于珠海洪湾立交,全长55 km。主体工程采用桥岛隧结合方案,穿越伶仃西航道和铜鼓航道段约6.7 km采用隧道方案,其余路段约22.9 km采用桥梁方案。主体工程采用双向六车道高速公路标准建设,设计速度采用100 km/h。工程总投资额1 269亿元,于2009年12月15日动工建设,2017年7月7日实现主体工程全线贯通,2018年2月6日完成主体工程验收,2018年10月24日上午9点开通运营。

该海底隧道是目前世界最长的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道,也是我国第一条外海沉管隧道。海底隧道总长5 664 m,由33节巨型沉管和1个合龙段最终接头组成,每节沉管长180 m、宽37.95 m、高11.4 m、重约7.4万t。基槽开挖水深相对较大,相对挖深在30~40 m,设计基槽宽度为41.9 m,基槽边坡坡度自下而上分别为1∶2.5和1∶5。

2.案情介绍

本工程海底隧道在安装E15沉管过程中共发生两次事故。第一次事故发生在2014年11月15日,E15沉管在满足各项安装条件准备下放时,发现水底有回淤物,基槽突淤导致安装失败。第二次事故发生在被保险人在排除回淤物后,2015年3月24日准备第二次重新下放E15沉管进行安装时,又发现基槽坡壁滑塌,安装失败。因为被保险人认为两次事故的事故原因基本一致,在保险索赔时被保险人按照一次事故进行了报损。

1)第一次安装失败事故

(1)案情简介。

本工程海底隧道2013年5月1日第一节沉管成功安装,至2014年10月完成了E1~E14沉管的安放,基槽内泥沙回淤相对较小,淤积物较细,沉管安放顺利。

2014年11月13日,E15沉管基床进行了多波束扫测验收,经监理确认E15沉管基床验收数据满足设计和标准要求。2014年11月14日,隧道基础施工监控组根据检验数据,下达了同意按照窗口安排开展E15沉管浮运安装的施工指令。2014年11月15日,按照程序安排进行了E15沉管浮运沉放前的最后一次常规多波束扫测。通过与13日完成的多波束扫测数据进行对比,分析发现垄顶回淤物厚度平均增加了4.1 cm。隧道基础施工监控组及总经理部立即组织进行潜水探摸,报告发现碎石基床顶面有回淤物5~7 cm,但呈流态。所取底层样品经试验室检测,平均密度为1.14 g/m3,最大密度小于1.26 g/m3,在设计允许范围内,仍满足安装条件。

2014年11月16日上午8点,E15沉管沉放前安排潜水员对基床进行了再次检查,发现基床垄顶存在黏稠状回淤物,厚度大多在2~3 cm,局部在4~6 cm,且具有一定的强度。现场决策组对此问题进行了紧急磋商,认为回淤物的性状发生了变化,若继续安装会存在不确定性,可能造成不可预知的结果,最终审慎决定终止E15沉管的安装工作。

(2)应急及修复处理情况。

沉管浮运安装是沉管隧道施工中难度最大、风险最高的工序,在出现问题和紧急事故的情况下,需要考虑回坞后重新安装。但将已经出坞的巨型沉管往回拖,全世界还没有先例。相比往外浮运,往回撤更加困难。一旦回拖过程中出现任何意外,不仅价值上亿的沉管会报废,更会危及伶仃洋航道的安全。为此,项目部研究制定了沉管拖航回坞应急预案。

在E15沉管安装出现基槽异常回淤的情况下,项目部及时启动应急预案,11月17日18点E15沉管正式开始回撤。拖航过程中,遇到了较为恶劣的海况,浮运指挥团队严密盯防,技术人员通宵达旦,预防每一个细微的风险点;海事部门亦启动应急预案,全程提供安全保障;国家海洋环境预报中心11名专家进驻现场,担负气象窗口预报和现场服务保障。11月18日上午9点,E15沉管历经62小时的艰难海上旅程返回了坞口。

(3)事故原因分析。

交通运输部的协调下,天津水运工程科学研究院、南京水利科学研究院、中山大学河口海岸研究所、中交四航院等国内25位对珠江口泥沙、潮汐和气象方面最有研究的专家,成立技术攻关国家队,开展基槽回淤专题研究。

几个月时间里,专家组先后召开数十次专题会,8次集体会诊施工现场。为测量水体含沙量,专家们在施工现场周边120 km2海域布设6组固定监察基站、24组监测仪器。为弄清楚上下游泥沙的因果关系,技术人员开展每天18 km长距离巡测,即每隔1 km取样检测一次,每天取样18个点。在完成200组地质取样普查、30多次密度检测后,专家组得出了统一的结论:基槽出现的异常回淤的主要泥沙来源是内伶仃岛附近采砂作业,如图16-37所示。采砂形成的高含沙浑水以直接输移和再搬运方式进入基槽。在探明原因的基础上,专家们给出了两大系、五大类、数十条突淤处置意见。

在中央相关部委、港澳办以及广东省政府的大力支持下,为确保海底隧道建设的顺利施工,广东省海事、海洋与渔业等部门联合在施工海域采取采砂区临时关闭专项行动。在不到两天的时间里,现场100余艘船舶全部停止采砂作业。专家们的研究成果也很快得到了数据验证。上游采砂企业停止作业后,经过持续观测,E15沉管基槽的回淤回复到正常水平,满足了沉管安装的条件。

2)第二次安装失败事故

(1)案情简介。

在解决了E15沉管基槽回淤问题并选择最佳气象窗口后,E15沉管再次启程,第二次出征伶仃洋。2015年2月24日上午11点,浮运路程过半,正在指挥部紧张部署接下来的安装计划的时候,一个突如其来的消息打乱了既定计划。多波束测深系统在对基床进行扫描测量时,发现基床东北部有大面积堆积物,总量达2 000 m3,最厚处达到60 cm。E15沉管再度被拖回沉管预制厂,沉管安装再次受挫。

(2)事故原因。

根据专家组调查分析,本次事故原因如下:

①滑塌部分在北坡1∶5的下部与1∶2.5衔接处,滑塌的深度在70~120 cm,滑塌的下界面为基槽的原初始断面,这表明滑塌物主要为近两年来的淤积物。

②攻关组成立以来,所做的大面积水深测量图与2008年的水深图对比,在基槽北坡铜鼓浅滩处有大面积的淤涨,最高可达到59 cm,平均淤积40 cm。因此,边坡上的淤积和基槽北坡以北的大面积浅滩的淤积是一体的,都是近年来内伶仃岛附近采砂区的采砂作业所造成。

③边坡局部滑塌后基槽上堆存物取样证明,大部分为稀软淤泥夹杂少量硬块,这表明滑塌物主要是近两年的淤积物滑塌后冲带了部分原始边坡上的突出原状土。

图16-37 内伶仃岛附近采砂作业

④基槽南北坡原设计断面均为1∶2.5衔接1∶5,北坡产生局部滑塌前一天的测量表明,南北坡的坡度没变,只不过北坡由于淤积物而增高了1 m左右,南坡淤积物较少,基本没有变化;北坡局部滑塌边坡1∶5部分变为1∶4.5,南坡仍保持不变。这也进一步表明北坡的淤积物是滑塌的主要外因。

综上分析,第二次基槽滑塌与第一次事故的回淤物有关,边坡上方长时间有回淤物堆积导致边坡滑塌。

(3)索赔情况。(www.daowen.com)

被保险人就E15沉管的两次事故提出的索赔金额为CNY621 991 663.26,索赔项目参见表16-24。

表16-24 报损表

3.赔案处理

经过现场密切跟踪,基于合同资料及相关的结算资料,本案最终核定结果如下:

(1)2014年11月16日E15沉管安装失败的事故原因为内伶仃岛区域采砂引起的悬浮泥沙引起基槽突淤,属于意外事故。剔除间接损失、证明资料不完善的部分后,本次事故定损金额CNY99 739 204.45,扣除免赔后理算金额为CNY89 739 204.45。

(2)2015年2月24日E15沉管安装失败的事故原因为基槽边坡突发性滑坡,属于自然灾害。本次事故定损金额CNY44 883 047.73,扣除免赔后理算金额为CNY34 883 047.73。

4.案件关键点及争议点分析

1)保险定责

保险针对的风险是偶然的、突发的、不可预见的自然灾害和意外事故造成的损失。根据保险合同条款的约定,“渐变”原因引起的损失,因其不构成“意外事故”,通常属于保险除外责任。E15基槽突淤事故包含了多次泥沙搬运的过程,是否属于“渐变”除外责任?

经保险人咨询相关专家,认为:上游采砂活动导致泥沙经水动力作用运送至事故发生地点需要一定时间,且随着采砂作业的不断进行,运送至事故地点的泥沙不断增多并逐渐形成具有一定强度、黏度的淤积物,从物理、化学成因角度属于“渐变原因”。但是如果将工程整体设计及施工的规模和工期纳入考虑,上游采砂活动在工程设计及前期施工阶段均不存在,但在事故发生前出现作业加剧的情形,也可以理解为一种不可预料、不可控制的“突发性事件”。

另外对于保单条款中“突发性”的解释,与传统意义上的“突发”(如火灾、爆炸)有所不同。例如,从地形地貌的变化而言,一个月或者数月的变化是否属于渐变,对此的解读不应当同于一般意义上的理解。

经讨论分析,保险人最终认为2014年11月16日E15沉管基槽突淤事故属于意外事故,保险责任应成立。

2)损失核定

被保险人曾聘请律师要求索赔两次事故造成的所有间接损失。后期经过保险人与经纪人、业主的沟通,告知E15沉管事件引起的停窝工等费用属于间接/后果损失,不属于保单责任。

另外就事故次数,被保险人认为出险原因相近,应作为一次事故处理,扣除一次免赔。保险人经分析认为,2014年11月16日及2015年2月24日E15沉管基槽突淤及基槽边坡滑塌事故原因不同。2014年11月16日E15基槽突淤的事故原因为内伶仃岛区域采砂引起的悬浮泥沙引起基槽突淤,属于意外事故;2015年2月24日E15基槽边坡滑塌的事故原因为突发性滑坡,属于自然灾害;事故的发生时间和出险原因不同,应属于两次事故。根据保单约定,每次事故的免赔额为CNY1 000万。

5.本案针对工程建设的几点建议或启示

(1)海洋泥沙回淤是世界性工程难题,该岛隧工程从设计阶段就考虑到珠江口海底泥沙回淤,制订了施工解决方案,因此,从第一节沉管到E15沉管之前安装均顺利进行。但是随着隧道的延伸,海底水文情况逐渐发生了变化。E15沉管在安装过程中遇到了严重的技术问题,二次安装失败,造成了重大经济损失,也直接导致了该工程2016年年底通车目标无法实现。

国内外专家通过数月的研究攻关,发现周边的采砂活动对岛隧工程沉管基槽回淤影响较大,基槽出现异常回淤的主要泥沙来源是内伶仃岛附近采砂作业,采砂形成的高含沙浑水以直接输移和再搬运方式进入基槽。情况探明后,项目部立即向广东省政府汇报。广东省依据攻关组大量翔实、严谨的研究结果做出了自2015年2月10日至3月31日沉管作业区上游十几千米范围内的7个采砂点停止采砂的决定。事故的发生说明沉管隧道对于周边环境是比较敏感的,也为后续沉管隧道建设提供了借鉴。

(2)高精度、高时效的回淤预警预报和合理工程方案,可以保障沉管的顺利、安全沉放。E25节沉管在安装前一天,建设人员也发现沉管隧道的海底基床有回淤加重迹象,如不能有效处理,E15沉管“三次浮运、两次回拖”的遭遇极可能重演。通过严密的论证,总经理部认为,E25沉管安装成功的关键在于能否在基床回淤超标前完成安装作业,遂果断决定将原定于4月1日6:30开展安装的计划提前到3月30日下午5:30。这一调整得到了广东海事局、大桥管理局的全力支持。施工计划调整对珠江口航运有很大的影响,也涉及十几家配合单位的工作安排,各相关方面都顾全大桥建设大局,给予了全力配合,计划调整工作一路绿灯。通过每一位建设者都在争分夺秒地工作,历时近22 h后,E25沉管终于成功安装,避免了类似事故的再次发生。

6.本案引发的几点思考

(1)高风险工程需要高水准的保险保障。

该工程为罕见的“桥、岛、隧”一体化交通集群项目,施工工艺复杂。该工程涵盖了众多创新工法和装备,但创新越多也意味着项目难度越大,随之而来的风险更是不同寻常。高风险工程需要高水准的保险方案,全方位地对建筑工程风险进行防控。

2010年12月10日,该工程大桥管理局发布中标公示,由人保财险、平安产险、太平洋产险等六大保险公司合作承担了主体工程项目建筑工程一切险及第三者责任险,保险期限约为6年,合同投保金额高达人民币278亿元,创下广东乃至全国单个工程保险标的新高。除实力强大的共保体外,该项目的大部分保险份额也得到了国际再保险市场的支持。瑞士再保险公司、苏黎世保险有限公司作为联合首席再保险人,共同分担项目风险

自承保开始,保险公司每季度都会派出风险管理工程师进行现场访问、查勘,并通过专题风险查勘报告向业主单位反馈现场查勘发现的潜在风险、提供相应的风险处理建议。共保体不断跟踪风险的处理进展,直至大桥建设完成。同时,工程出险后,共保体积极履行赔付责任。E15沉管安装失败后,共保体及时预赔5 000万元,减轻客户资金压力。后续又聘请专业第三方公估公司进行核算,并最终确定赔付金额为CNY124 622 252.18。

本工程险保单保险公司虽出现较大亏损,但也真真切切地体现出保险为国家超级工程发挥保障的基本职能,同时在共保体的风险管理配合下,该工程建设过程中没有出现大的安全事故、质量事故环境污染事故,实现了海上“三零”(零死亡、零污染、零事故)。

(2)沉管隧道是一个很小的工程领域,在港珠澳大桥建设之前,掌握沉管隧道先进技术的国家是美国、荷兰和日本。工程建设初期,与我国合作的外方沉管安装专业公司先是提出了1.5亿欧元的咨询费用,虽最终调整为7 300万欧元,但仍然高出了6.3亿元人民币的沉管安装预算

面对这种情况,建设者们积极开拓进取,最终决定走自主创新的道路。因为只有这样才能解决工程问题,同时掌握核心技术。他们充分利用自有的技术能力,历时一年半,先后开展了33项试验研究,并在沉管安装实践中,不断学习,不断总结,最终开发了14套系统和装备,形成了具有自主知识产权的技术成果。

该工程创造了多项世界之最。这座大桥成熟的技术,是几代人艰苦努力的结果。通过十几年的工程设计与建设实践,更加明确了核心技术领域,我们必须走自主创新之路。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈