1998年8月4日，厄勒海峽通道E13管節在隧道基槽上方制定的位置將要被下放到碎石基床上。突然間，南側鐵路行車道東端的鋼封門發生位移，管節被淹沒。管節以一種無法控制的狀態落在了碎石基床上。
承包商隨後採取行動：評估管節的狀況以及為了恢復E13而採取的措施。本文重點描述承包商、設計師和業主為制定管節修復和再次使用的驗收標準而作出的努力，修復E13管節的成功操作，以及業主對隧道工程這一關鍵階段的管理和專業精神的看法。
圖1 E13管節
事故發生
E13管節的沉放作業計劃在1998年8月4日星期二進行。為了確保一切都在控制之中，海事處將這個管節命名為12A。E13管節從哥本哈根北港拖出，一切都按照之前約定的程序進行。所有的檢查都像之前的12個管節一樣進行，並且在有利的天氣和洋流條件下，當天中午進行沉放操作。
下午3時45分左右，正在進行管節沉放作業，就在E13管節沉放至距離基床約1.3m時，海水開始進入管節，管節內部充滿了水並很快落入到隧道基槽底部，落在了基槽內碎石基床上，距離E12管節東側約3m。
在沉放過程的初始階段，一切都按照正常程序進行。管節沉放開始後，沒有任何跡象表明會有事故發生。
圖2 E13管節正在沉放，事故發生前10分鐘
下午3時45分，管節突然開始傾斜並下沉，幾秒鐘就沉到海底並帶動與之相連的安裝船下沉。第二個跡象是，人孔井的蓋子本來是關閉著以防止水進入，結果蓋子被衝開併發出像爆炸一樣的巨響。幾秒鐘後，空氣從人孔井中溢出。大約30秒後，控制塔才發現其中一個鋼封門失效，而此時情況已經失控。
幸運的是，這個管節下沉時，距離鋪設好的基床只有約1.3米。否則安裝船將被拖入水中，甚至可能會造成人員傷亡。根據後來的計算，我們發現空氣以每秒數百立方米的速度溢出！然後人孔井發出刺耳的像管風琴一樣的聲音。
當水到達管節頂部和人孔井入口時，水與空氣一同發生氣升，從人孔井裡噴出的水達30多米高，艙內所有東西皆被帶出來。雖然每個人都非常害怕，但是，卻沒有人驚慌失措。
圖3 水從人孔井噴湧而出
此時，首要的挑戰就是再次掌控局面。幾個主要部件都需要處理。人為因素需要優先考慮。同時，必須要首先找出事發原因，調查必須馬上開始，同時需要危機組來協調一切。
事故發生的當晚，潛水員進行檢查證實，在管節東端南側鐵路行車道處的臨時鋼封門和混凝土反力梁失效，致使海水湧入管節內部。從已有的檢查視頻看，在管節底部起支撐作用的混凝土反力梁被剪斷了。後來對底板與臨時混凝土頂梁之間的接頭進行了檢查，發現少了加固鋼筋。
圖4 加固鋼筋
即刻行動
事發後，業主代表與承包商管理部門、工程部門和海事部門馬上進行了密切溝通。
為避免進一步的事故惡化，並確保工人的平安，需要立即行動來確定需要採取的必要措施。主要項目是已安管節E11和E12、預製廠漂浮著的管節E14和人工島暗埋段位置已經安裝好的鋼封門。由於事故原因尚不清楚，這些位置的混凝土反力梁都需要加固。設計方案已經制定，加固工作立即開始。
行動分為兩步。第一步是拆除之前隧道E13管節的“殘骸”，並將其放置在可進行檢查的位置，從而不妨礙進一步的行動。第二步就是要修理“殘骸”或完全清除。兩者都必須在極短的時間內得到詳細的研究，首要目的就是讓預製廠繼續生產。
圖5 1998年8月4日 不同管節的情況
Symonds公司，工程的設計者，在哥本哈根的OTC辦事處成立了一個專門的“TE13團隊”，以便能夠與承包商和海事部門密切合作。他們的任務是確定以下兩個階段的驗收標準——
1.使管節內部海水能夠被排出，提升並移動到臨時位置（恢復標準）。
2.評估管節是否適合繼續使用，以及實現這一目標所需的工作量和工作方法（再次使用的標準）。
標準
起初，不可能對管節進行詳細的檢查；因此，管節受損程度不確定。風險評估採用潛水員檢查、ROV視頻檢查和事件報告的做法。主要檢查了以下兩個方面——
1.管節內的排水
2.提升並轉移到一個臨時的碎石基床上
在初步調查的基礎上，沒有發現管節受到重大損害。沉沒過程中的荷載需進行分析測算，以確定可能的過載和破壞區域。承包商和業主舉行了多次會議，來分析測算假設條件，並充分利用各方所有可用的專業知識，分析結果被用來指導後續檢查和恢復。
結構損壞
潛水員檢查顯示，過載並未造成管節的重大裂縫。因此，由於衝擊力而導致的結構損害是不太可能的，儘管局部可能會出現一定程度的過度應力。在可能產生的負荷下對結構進行了分析，結果令人放心。結構的任何部分都沒有承受過多的彎曲與剪力荷載。雖然這種衝擊顯著地增加了橫向沉放載荷，但是仍低於永久使用狀態的荷載。
考慮到不可預見性，在上抬作業時對管節能夠容忍的開裂程度進行了預估。估算表明高達5mm的裂縫可接受，這個數值是一個實際的考慮，因為起吊之前的可見性和清潔度較差。
預應力
檢查發現，一些接頭髮生了運動，因此存在部分臨時預應力筋可能被拉斷了的風險。
因此，第一個行動是通過壓載將這個管節調節為上拱的形式，從而保護可能已經有些損害的預應力筋。此外，該管節的提升限制在豎向3米以內，使得管節兩端的水壓力可以補償一部分損失的預應力筋。
圖6 節段接頭底板允許最大張開量
剪力鍵
管節節段之間的剪力鍵是關鍵的結構構件，最初的潛水員檢查發現其中幾個有裂縫。衝擊過程中最初計算的載荷大於剪力鍵的載荷。但實際上，剪力鍵並沒有明顯的損傷，可能是計算高估了衝擊載荷，以及預應力與接頭摩擦對剪力鍵有一定保護作用。檢查表明，剪力鍵的能力並未受到影響，而且有裂縫似乎是一個適用性問題，不會影響恢復操作。
滲水
節段接頭的張開可能已經損壞了止水帶。在抽水過程中無法被泵控制而發生大漏水的概率並不大。為了驗證這一點，在人孔井進行了一個降水試驗。
艙壁和支架
潛水員檢查發現，失效支撐梁區域的墊板沒有顯著損壞。然而，正如前文提到的，其餘頂梁是否完好無損不能僅僅依靠眼睛判斷，依然需要進一步加固。端封門頂部的幾個鋼製固定支架損壞。這些都被更換，並且所有支架的壓緊螺栓都被移除並檢查。
吊耳
在事故發生時，吊耳承受的負荷遠遠超過了設計載荷。但是，潛水員檢查沒有發現損壞的跡象。起吊時吊耳失效帶來的衝擊力非常高，因此，所有吊耳都要經過2.5倍的起吊負荷測試，以確保其穩定性。
驗收標準
分析和調查的結果是在提升和運輸管節之前，必須滿足一系列標準。雖然已經安排對管節進行恢復，但還是對整個結構進行更加精細的衝擊載荷分析。確定了當管節放置於一個臨時位置時，需要檢查的關鍵區域，便於建立分析情況與管節實際狀況的關聯。同時還提出了修復方案，使其長期性能和耐久性不會受到損害。
管節的永久變形
為了評估可能的荷載效果，分析考慮瞭如下幾點——
◆海水從端封門開口進入的速度
◆在海水裝載作用下的管節的動力
◆管節與基槽底部發生碰撞時產生的力
◆在下沉事故發生的關鍵階段，管節的橫向、縱向分析在發生永久性變形的情況下，需要確定可接受的永久變形程度的標準。對於運營極限工況結構的表現與原設計方案一致，前提是應變帶來的裂縫被注漿修補。但是對於極限工況，永久應變導致一些延性的損失。估算了延性的富裕度，因而最大允許裂縫寬度，可以簡單地通過在結構的多個點進行注漿來完成。但實際情況是，衝擊的分析表明這些裂縫寬度是不會出現的。
圖7 強制衝擊載荷作用下的底板彎矩
由外表面未檢測到的裂紋而導致的耐久性損失
如果在管節外表面發生開裂，除了管節底部以外，其他地方可進行注漿處理。理論上可以從內部注入灰漿，但其效果總是存在不確定性。對兩面都不進行裂縫灌漿處理的方案結果進行了評估，建立了腐蝕可接受的裂縫寬度的評估標準。
因浸入海水造成的耐久性損失
隧道內部暴露於海水的時間相對較短。因此，氯化物滲透導致鋼筋加速腐蝕的風險可以忽略不計，只要牆壁被徹底清洗，除去氯化物即可。
節段接頭的構件因接頭張開而損壞
因為節段接頭可以適應高達80mm的張開，所以不太可能損傷接頭未知的中埋止水帶。因此，較大的滲漏是不太可能的，而小的滲漏可以通過注漿處理。我們對接頭中的其他彈性體和氯丁橡膠密封件進行檢查和清潔。
管節接頭構件的損壞
管節接頭的損壞可能有三種類型——
◆由於與碎石基床撞擊而損壞塗裝系統
◆由於衝擊而造成端鋼殼錯位
◆Gina止水帶自身受損
初步檢查顯示端鋼殼沒有錯位，但進行了更詳細的調查以確認這一點。Gina止水帶的軟鼻尖也有一些輕微的損壞，不過在水下得到了修復。
隧道機電及附屬設施
相當數量的機電及附屬設備是固定或儲存在隧道內部的。必須考慮所有這些部件被海水浸泡過後的影響。但是，這些部件最終都要進行替換，所以不會影響管節本身是否可用的決定。
海上基礎作業
碎石基床的情況引起了關注。在衝擊中，沉管基礎在管節下的任何地方都可能出現輕微的變形。我們對碎石進行了詳細的調查，並在必要時進行適當的修整。不過，有人認為這樣的部分修整可能會導致原始碎石基床和修整後的碎石基床之間有不同的剛度。這樣會對未來的差異沉降造成一些不確定性，所以我們將碎石墊層頂面的高度去除了至少100mm，並重新鋪設。
驗收標準
制定了一套針對修復損壞的等級和管節可以重新使用的驗收標準。在恢復階段，所有標準都是與業主和承包商緊密合作而研發。這些標準在管節被移動之前就已經達成一致。這使得管節一旦被移動後全面檢查小組就能立即進入管節，並迅速確定管節的狀況。
現場的恢復操作
此時，人與人之間的信任度，特別是OTC內部不同團隊之間，顯得尤其脆弱，與業主關係的緊張狀態一度到了無法調和的地步。為了讓團隊之間相互瞭解，我們召開會議釋放壓力，同時展開對其他可能存在的潛在風險進行了調查。為了與業主保持良好的關係，代表們被邀請參加內部承包商會議，密切關注計劃和維修工作的進程。
一個由30名潛水員組成的小組成立，每週7天，每天24小時工作。同時設計和建造一個新的鋼封門，以取代已經破損的鋼封門。這個潛水隊還加固了未受損的混凝土支撐梁，並進行了第一次全面檢查。在這個階段，我們還必須計劃什麼時候再次進入隧道。新的鋼封門不僅將燈和電氣系統安裝在水密容器裡面，還有水泥、淡水、工具、泵、部分損壞的壓載系統和腳手架等。在新的鋼封門的板上安裝了大型水泵。
滿足了吊裝前的驗收標準，起吊系統也進行了最大限度的試驗，發現是可靠的，可在9月的第二週開始抽水。在這個階段，其他人可以進入管節，做更多的細節調查，以及做一些臨時的修理。
圖8 進行一些臨時修復後的E13管節
E12管節前方損壞的碎石墊層被去除，重新鋪設。
在檢查了管節所有方面並確立了重新使用的標準後，E13在9月下旬通過基槽運輸到最後的沉放地點。
在這個階段，不僅E14管節已經下水，而且E20和E19管節也已經下水。通過仔細規劃和優化可用資源，制定了加速近海作業的計劃。當最後一個管節在1999年1月6日完成安裝時，工程圓滿完成了，甚至比事故發生前的預計工期提前了一個月。
業主的觀點和行動
在1998年8月4日E13管節損壞並沉沒的消息被證實時，業主的第一反應是不相信。因為沉放操作及其後續的準備工作已經徹底完成，並且是成功的，所有的沉放設備都已經使用過，與以前的操作唯一的區別是水深有小幅的增加。
經過深思熟慮後，我們決定通過仔細研究沉沒過程，以及與之相關的所有方面來做好準備。事件發生後的第一批報告表明，鋼封門已經洩漏，這表明結構已經破壞。
基於積極主動的態度，提出了一些問題，即可能出現什麼問題，承包商計劃如何解決E13管節帶來的挑戰。由於沒有充分意識到這個問題，我們或多或少地以“傳統”的方式與承包商會面，我們採用更熟悉的姿態，這更符合合同規定。
我們之前期待收到更多詳細信息以及如何解決該問題的計劃。但是，我們沒有收到上述期待的資料，承包商提供的事故原因是用錄像作為支撐材料。其他管節的安全性是他們優先考慮的問題，因此他們希望討論。作為業主，我們需要一份更詳細的報告來說明事故發生的原因。由於事故對承包商的影響，他們還沒有準備好如何回答我們的問題。承包商的反應也是傳統式地“控制信息”“走一步看一步”。
雙方都評估了當時的情況，並審查了事故的結果。首先明確的是，E13管節已躺在下一次沉放安裝位置，結構或其他損壞還不清楚，但是將一個可能損壞的管節移走的抉擇是無法想象的。建立一個新管節是可能的，但非常昂貴。同樣重要的是，這個項目剛剛找到一點狀態，如果處理不好， E13管節的問題可能導致退步。雖然合約期權很可能會減少，但我們意識到應該讓繼續向前和解決問題同時進行，而不是愚蠢地指責誰。顯而易見， E13管節事件的解決需要聯合，因為任何延誤都會大大影響業主和承包商。
漸漸地，隨著更多檢查事實的浮現，在結構上看不到真正的破壞。節段接頭明顯張開，因此，E13管節可能沒有受到預期的極限載荷。我們開始逐步找到解決方法。如果結構部件損壞，如果它們可以被修復，那麼繼續前進是可行的。然而，這需要工程式地來處理信息和制定檢查計劃。最終，我們要尋找一個方法，可以確定管節沒有超載，並且在檢查和結果的基礎上確定是否可以重新使用管節。我們與承包商討論，並表示可以開始工作，先假設E13管節能被再利用，除非事實否定。然而這需要額外的工程努力，需要就檢查計劃達成一致以確定管節的狀況。
建立一個解決方案
事件發生後的第二個星期，其他管節都被證實是安全的，但討論、驗收方法和結果，對雙方來說都需要時間和精力。承包商需要大量時間來準備恢復和確定事故期間發生後的工作，遠遠超出現場具備的能力。
因此，我們改變了方針，並更直接地與承包方交談，不僅指出我們會給他們時間來提供解決方案，而且還提出幫助他們的團隊更有效地一起工作。當然，我們需要他們的承諾，並以更加開放的態度與我們分享他們的信息和想法，以加速獲得解決方案的過程。
項目本身從一開始就被賦予了優先權，而不是指責誰對事故負責。通過彼此給予信任，共同努力，取得了較好的結果，並且我們相信，以更快的速度合作，激發創造力，並以專業的方式迎接這一挑戰。
致謝：感謝Michael T幫助提供原文
本文刊載 / 《橋樑》雜誌 2019年 第6期 總第92期
作者 / Lars-Goran Nilsson等
作者系厄勒海峽隧道承包商工程經理
譯 / 王其珍
技術校核 / 王曉東 林巍
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