结构事故推测分析 | 厦门地铁站附近路面塌陷大水倒灌地铁

二、事故分析 

不被人注意的事物,非但不是什么阻碍,反而是一种线索。

————夏洛克·福尔摩斯

厦门的12月份并不算特别冷。

只要没有下雨，一件外套足以抵挡时而拂面的海风。在夜晚的街道上结伴而游，心情也会跟随缓慢的生活节奏变得悠然。

这一切在12号晚上的吕厝变得不一样。两辆刚刚穿越了高架桥的汽车，瞬间跌入了地底。

被录下的汽车跌入瞬间

新闻上，广州11号线事故的余温还未完全褪去，人们立刻就明白了发生了什么：

地陷。

只不过，这次是自己亲身经历的。

路口突然发生地陷

伴随着地陷发生的，是自来水管的爆裂。喷涌而出的水混合着泥土，流入了刚建成不久的吕厝地铁车站。

泥水混合物流入了车站

所幸的是，由于应急救援处置迅速，并没造成人员伤亡。

然而，多张事故照片内，都揭示了一个未被引起注意的细节：坍塌的路面下似乎不仅是大自然的泥土，还有一层人工的地下空间。

地陷边缘出露的地下空间

可以清晰地看到，在塌陷区域边缘，两根钢筋混凝土柱子与楼板被揭露了出来。这个看似平常的细节，顿时让地陷事故变得疑云重重：

为什么路面以下会存在地下空间？

塌陷区域的地面下方，是否也存在一个类似的地下空间？

为什么混凝土柱子与板边缘看不到任何伸出的钢筋？

带着这些疑问，我们开始收集事故区域的相关资料进行研究分析，尝试着去一一解答。

注：本文资料均从网上收集整理而成。

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路面下方的地下空间

首先，我们要知道事故发生的准确地点。事故照片显示，塌陷区域位于十字路口的偏右侧，在左侧是一条标志性的高架桥。

塌陷区域左侧为标志性的高架桥

通过这个特点，很容易就会在地图上找到位置：嘉禾路、吕岭路及湖滨北路三路的交接口地段。

事故路口的实景，左侧为标志性的高架桥

从实时路况也可以印证我们的发现。由于地陷事故，路段出现临时的交通封闭。另外，地图上显示，事发区域正好临近厦门地铁的吕厝站。

事故区域实时路况

塌陷边缘出露的地下空间是否就是地铁站的一部分？

下一步，我们需要深入了解吕厝站的建设情况，看看塌陷区域是否发生在地铁站地下空间范围内。

资料显示，吕厝站为厦门地铁1号线及2号线的换乘站。

吕厝站为1号线与2号线的换乘站

其中，1号线车站沿嘉禾路南北向铺设，为地下两层岛式站台车站，车站总长392.172m，深度约17米；2号线车站沿湖滨北路东西向铺设，为地下三层岛式站台车站，车站总长187.974m，深度约25米。在空间上，两者分别与所在道路平行，呈约90°相接。

吕厝站的平面布置规划

如果将事故点参照地图上的位置进行放置，可以发现地陷区域确实位于吕厝站的地下空间范围内。

地陷区域与地铁站地下空间的关系

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塌陷区域下方的研究

我们基本上可以确定塌陷边缘出露的地下结构是地铁车站的一部分。但是，其余两个问题还没得到彻底解答。

虽然塌陷区域位于地铁车站的地下空间范围内，但只是规划的空间范围。我们并不清楚塌陷区域的地下结构是否在实际中已经施工；同时，我们也还不清楚出露的地下结构到底属于车站的哪个部位。

如果出露的地下结构属于车站主体结构的一部分，那么塌陷会否影响吕厝站的正常开通运营？

这些问题都与塌陷的诱发原因息息相关。接下来，我们需要进一步深入了解吕厝站的建设时序，看看是否能找到事故区域在不同时期的建设情况。

2018.10

在最近一次拍摄的卫星地图上，可以看到位于高架桥右侧的吕厝站2号线车站主体仍在施工。位于高架桥左侧的地陷区域虽然无明显的地下施工痕迹，但施工围挡的位置应该是与现在一致的。我们先把塌陷区域在图上标注出来。

2018.06

时间倒回至6月份，此时塌陷区域的围挡还没架立起来。

2018.03

高架桥左侧的车站主体基坑还没开挖，此时仍然看不出塌陷区域的任何施工动静。

2017.10

另一个清晰的证据。现在我们反而对基坑的阳角位置更感兴趣，因为它的外侧很可能就是坍塌边缘出露的地下结构。

2016.05

时间已经回到了3年前，显示的是吕厝站一期工程的建设情况。需要注意的是，吕厝站作为1号线、2号线的换乘站，它的车站主体结构建设可以分为3部分：1号线车站主体、2号线车站主体，以及1号线与2号线的换乘节点。

2015.08

更加明显的换乘节点基坑。

现在，基本上已经搞清楚吕厝站的建设过程。

2015~2016年左右，吕厝站在进行1号线车站主体与换乘节点的建设；

2017年，塌陷区域下方的地下空间进行建设；

2018年，2号线车站主体进行建设。

根据这些资料，我们可以形成一个初步的结论：塌陷区域下方很大可能同样存在着已建好的地下空间结构，而塌陷边缘出露的地下结构则是地铁车站换乘节点的主体结构。

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看不到钢筋的板和柱

既然塌陷区域也存在地下结构，为什么出露的柱子和板并没有看到任何伸出的钢筋，将两边的地下结构相连接？

如果是故意而为之，那这里很可能是地铁车站主体结构与附属商业空间结构的变形缝（Movement Joint）。

如之前所述，吕厝站1号线车站为地下两层，2号线车站为地下三层，而塌陷区域的附属空间则为商业用途的地下1层结构。

吕厝站立体示意图

地下附属空间的平面示意图

由于车站主体有2~3层，附属结构只有1层，两者的重量与地基土质情况都不一样，所以未来两部分的地基沉降量也不一样。如果用钢筋将两者连接在一起，将来发生不均匀沉降时，很容易导致在相接部位发生变形破坏。

所以，一般情况下，在设计时会事先将两者分为独立部分，使各部分能自由独立的变化。这种将建筑物垂直分来的预留缝就称为变形缝。

主体与附属结构之间设置的变形缝

变形缝实例照片

这可能就是为什么出露的地下结构完全看不到钢筋的痕迹。

另一个视角观察出露的地下结构

如果我们仔细看地下附属空间的总平图，可以发现设置在中间的出入口与现场照片情况能够形成吻合。

附属空间总平与实际情况的对比

按照实际的距离推算，变形缝应该是设置在下图所示边界。而此处的另一边刚好就是吕厝站的换乘节点，属于车站主体结构的一部分，符合变形缝设置在车站主体与附属结构之间的推理。

部分变形缝推测位置

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初步推测

经过一系列推理分析，我们知道塌陷区域存在已建成的一层商业地下附属结构。那么，塌陷的诱发原因就有两个最大的可能性：

1.地下附属结构出现问题（柱子、梁、板），引起结构破坏；

2.地下附属结构的地基出现问题。

从地陷的形态和深度来看，似乎1的可能性更大。

首先，地陷发生的深度较浅，最深处并未超过负一层底板；其次，与广州11号线的深层土体塌陷不同，吕厝站的地陷并未随着时间发生持续下陷；另外，如果是地基存在问题，在地下结构承载力充足的前提下，很难解释为什么这么长一段时间内路面没有发生明显的变形沉陷，而是突然发生坍塌。

现场照片显示，因为塌陷，路面都倾斜滑向了同一点。

三方路面倾斜的交汇点

而这里，应该正好是变形缝相接处附属结构的边柱。