一起探秘地下东莞

　　2013年3月6日下午，东莞轨道交通R2线大断面盾构隧道贯通后，一名工人从盾构机后面钻出来，向同事们举手致意。

　　短短10个月，莞惠、穗莞深两条城际轨道东莞境内施工沿线出现11宗安全事故。

　　相关部门调查后认为，城轨施工接连发生安全事故，虽然与地质情况复杂有关系，但更重要的是安全监管力度不足。

　　尽管如此，接连发生的房屋坍塌地面塌陷事件，仍旧让施工沿线的居民担忧甚至心生疑窦：在我们看不见的地下深处，东莞的地质构造究竟是什么样的？这样的地质构造究竟适合修建地铁吗？地下隧道究竟是如何施工，又会出现哪些风险？

　　1地下其实很复杂

　　如果打桩只打在软土层里，那就得用混凝土浇灌土层，让地基底部变得更加坚硬和牢固，普通人自建民房就是如此。但这样的房子，就像扎进了一块豆腐里。只要豆腐安稳，房子就安全。若豆腐经不住风吹草动，房子也就有危险。

　　东莞西临珠江口，北部有东江蜿蜒而过。由西而东，东莞遍布着水乡、平原、丘陵和山地，地势由西北向东南逐渐升高。在传统说法中，东莞被分为水乡片、沿海片、莆田片、山区片和城区片，正是依照地表的形态。

　　这些是我们看得见的东莞地貌。

　　在我们生活的地面之下又是什么模样呢？地面以下的土体、岩体，工程上统称为岩土体。粗略而言，东莞从地面往下直到最深处，分别是软土层、沉积岩、变质岩和火山岩。

　　与我们日常生活发生关系的主要是软土层。诸如建地下室、房屋搭建地基、开挖地下隧道等地下施工，主要都在软土层中进行。

　　如果顾名思义地把“软土层”理解成“松软的土壤”，是不准确的——“软土”或许要比你想象的硬很多。按照专业的说法，软土是在静水和缓慢流水环境中沉积，以黏粒为主并伴有微生物作用的近代沉积物，以淤泥和淤泥质土为主要类型。

　　不过，如果是建高楼大厦，往地下打桩，还是得从软土层一直打到岩石层上，这才算得稳固。

　　如果想要偷懒，或是技术有限，打桩就只打在软土层里，那就得用混凝土浇灌土层，让地基底部变得更加坚硬和牢固。一般，普通人建自家民房，就是采用这样的措施。

　　这样的房子，就像扎进了一块豆腐里，只要豆腐安稳，房子就安全。若豆腐经不住风吹草动，房子也就有危险。

　　今年3月7日，莞惠城轨地下隧道施工造成南城周溪的民房发生倒塌和倾斜，就是因为局部地层受到地下水浸泡而出现松软，从而导致地面房屋基础松动。

　　在东莞，不同区域分布的软土层厚度不一样。如果有一张东莞岩土体的剖面图，你会发现，在西部的沿海片和水乡片，软土层分布比较广泛，厚度也比较深。比如，万江的软土层厚度在2.5米至20米不等。越往东，东莞地势越高，而软土层的厚度则越浅。

　　由于软土的土质相对松软，结构相对复杂，所以一般来说，软土层越厚的地区，地下施工的技术难度就越高，安全风险也越大。

　　也就是说，在东莞，工程建设适宜性相对较差的区域，是西部由东江冲积而成的三角洲平原，和临近珠江口岸的部分冲积平原。东部的丘陵台地区，工程建设的适宜性较强。

　　2“甬道”与“穿山甲”

　　盾构机就像一个穿山甲。其最前端的“嘴”是个大圆盘，工作起来像旋转的电风扇。每旋转一圈，“嘴”上的“钢牙”就不断将前方的泥土切削下来，并把切削下来的土“吃”进土舱，再传送至尾部的运输车运走。

　　东莞在建和规划中的市内轨道线路有4条，即R1线、R2线、R3线和R4线。此外，还有莞惠、穗莞深两条城际轨道过境东莞。这些轨道线路几乎覆盖了东莞全境，穿行于地面之上者谓之轻轨，于地面之下者即为地铁。

　　地铁施工是一项系统性的庞大工程，我们将主要介绍其中两项关键性的基础技术。

　　地下隧道施工首先要开挖基坑。为了保证工程安全，先要完成一项关键技术——打连续墙。先由机器挖出墙体外形，再将钢筋笼放置进去，然后浇筑混凝土，这面墙便牢牢地“嵌”入了软土层中。

　　连续墙主要是起到支撑和保护的作用，它要形成一个坚固的外壳，防止岩土塌陷。

　　这就像古时候的甬道。

　　2000多年前的秦末，秦将章邯与项羽在巨鹿决战，用木板在粮仓与驻地之间铺建起封闭的甬道，以此保障运粮时不被敌军侵扰。

　　连续墙也是如此，它把松软的岩土支撑起来，把施工人员保护在墙体里面。

　　当然，连续墙也有不安全的地方。由于连续墙是由墙块拼接而成，并非一次性铸就，地下水有可能就从墙块的缝隙渗漏下来。比如，2012年，杭州地铁1号线发生漏水事故，就是因为两块连续墙的墙块接驳处存在缝隙。

　　连续墙打好之后，就可以开挖基坑和隧道了。

　　目前，地铁隧道施工技术主要有明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法、矿山法、盾构法等。东莞城轨隧道施工采用的是盾构法，这是当前使用较多、安全程度较高的一种施工方法。

　　盾构法需要使用盾构机，这是一种隧道掘进的专用工程机械，就像是一个穿山甲。

　　它最前端的“嘴”是个大圆盘，工作起来像旋转的电风扇，每旋转一圈，“嘴”上的“钢牙”就不断将前方的泥土切削下来。“穿山甲”不断向前打洞，切削下来的土被它“吃”进土舱，由传送带运到尾部的运输车，运输车再将泥土拉到开挖口。

　　今年3月初，在东莞轨道交通R2线蛤地站，一个直径达6.7米的大断面盾构隧道顺利贯通，成为国内地铁盾构直径的隧道。

　　不过，在一定的地质环境里，盾构机械每掘进1米，其出土量是有严格指标的。一旦盾构机的出土量出现异常，比如出土量过大，则容易对地表沉降产生影响，出现地表隆起或沉降，严重的就会出现地裂或地陷。因此，在地铁施工过程当中，历来都特别注意防范坍塌、隧道坍塌和地表沉降等地质灾害的发生。

　　3有些事情无法预见

　　地下施工的另一个巨大安全隐患是飘忽不定的地下水。地下水行踪不定，现有技术很难准确摸清其运动规律。一般来说，地下隧道经过松散岩土、断层破碎带时，尤须防范地下河床的意外出现。

　　东莞城轨施工10个月内连发11起安全事故，这不禁引起人们疑问：东莞的地质构造是否适合修建地铁呢？

　　其实，普通民众的这个疑惑，并不是个专业问题。

　　按照业内的说法，修建地铁的安全性，关键在于工程技术、建设用材和日常管理，而非地质构造的适宜性。也就是说，只要工程技术足够严谨，建设用材质量合格，日常管理足够规范，地铁施工完全可以避免出现安全事故。

　　对于东莞城轨施工连发安全事故，官方的解释也正是：“施工单位安全意识薄弱，技术管理薄弱，问题排查不及时。”

　　地下隧道施工之所以对工程技术的严谨性有极高的要求，不仅是因为地下施工的复杂性，更是因为地下的岩土状况存在太多的未知因素。

　　目前，对于地下结构的勘察，一般是依靠钻孔技术。通过钻孔设备往地下打桩，然后携带出不同深度的各种岩土，通过岩土成分分析地下结构。

　　这种技术可以勘测出每个钻孔处的地质状况，但是钻孔与钻孔之间的地质状况只能依靠推测，这便为地下施工埋下了未知的因素。如果施工方勘察技术不严谨，或是资金投入有限，钻孔之间的距离相隔太远，地下的未知因素也就越多。

　　3月7日，城轨施工致南城周溪民房倒塌后，施工方就表示，他们每隔25米打一个钻孔进行勘察，而发生倒塌的房屋恰好位于钻孔之间的未知地带。由于施工掘进时没能根据隧道地质特点，导致隧道产生大量的“疮疤”。

　　地下施工的另一个巨大安全隐患是飘忽不定的地下水。

　　地下水渗透在岩土层的断裂带中，行踪不定，现有技术很难准确摸清地下水的运动规律。地下水的活动常常造成安全事故的意外发生。

　　一般来说，地下隧道经过松散岩土、断层破碎带时，尤须防范地下河床的意外出现。

　　今年3月1日，莞惠城轨地下隧道施工至大朗大井头时，施工人员在隧道附近抽水比较严重，造成地下水在岩层中出现孔洞，而随后的施工又未能及时应对，造成该处地表出现塌陷。

　　名词解释

　　软土▶▷

　　软土一般是指在静水和缓慢流水环境中沉积，以黏粒为主并伴有微生物作用的近代沉积物。软土是一种呈软塑到流塑状态，其外观以灰色为主的细土粒，如淤泥和淤泥质土、泥炭土和沼泽土，以及其他高压缩性饱和黏性土、粉土等。其中淤泥和淤泥质土是软土的主要类型。

　　盾构法▶▷

　　盾构法是一种全机械化施工方法，它将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构。我国近年来在城市隧道施工中采用此项技术，以替代原来落后的开槽明挖或浅埋暗挖等劳动密集型施工方法。

　　采写：南方日报记者 李书龙

　　摄影:南方日报记者 胡国球

　　策划：南小渭 王小飞 

　　特别鸣谢：东莞市国土资源局高级工程师文拥军