1998年8月4日，厄勒海峡通道E13管节在隧道基槽上方制定的位置将要被下放到碎石基床上。突然间，南侧铁路行车道东端的钢封门发生位移，管节被淹没。管节以一种无法控制的状态落在了碎石基床上。
承包商随后采取行动：评估管节的状况以及为了恢复E13而采取的措施。本文重点描述承包商、设计师和业主为制定管节修复和再次使用的验收标准而作出的努力，修复E13管节的成功操作，以及业主对隧道工程这一关键阶段的管理和专业精神的看法。
图1 E13管节
事故发生
E13管节的沉放作业计划在1998年8月4日星期二进行。为了确保一切都在控制之中，海事处将这个管节命名为12A。E13管节从哥本哈根北港拖出，一切都按照之前约定的程序进行。所有的检查都像之前的12个管节一样进行，并且在有利的天气和洋流条件下，当天中午进行沉放操作。
下午3时45分左右，正在进行管节沉放作业，就在E13管节沉放至距离基床约1.3m时，海水开始进入管节，管节内部充满了水并很快落入到隧道基槽底部，落在了基槽内碎石基床上，距离E12管节东侧约3m。
在沉放过程的初始阶段，一切都按照正常程序进行。管节沉放开始后，没有任何迹象表明会有事故发生。
图2 E13管节正在沉放，事故发生前10分钟
下午3时45分，管节突然开始倾斜并下沉，几秒钟就沉到海底并带动与之相连的安装船下沉。第二个迹象是，人孔井的盖子本来是关闭着以防止水进入，结果盖子被冲开并发出像爆炸一样的巨响。几秒钟后，空气从人孔井中溢出。大约30秒后，控制塔才发现其中一个钢封门失效，而此时情况已经失控。
幸运的是，这个管节下沉时，距离铺设好的基床只有约1.3米。否则安装船将被拖入水中，甚至可能会造成人员伤亡。根据后来的计算，我们发现空气以每秒数百立方米的速度溢出！然后人孔井发出刺耳的像管风琴一样的声音。
当水到达管节顶部和人孔井入口时，水与空气一同发生气升，从人孔井里喷出的水达30多米高，舱内所有东西皆被带出来。虽然每个人都非常害怕，但是，却没有人惊慌失措。
图3 水从人孔井喷涌而出
此时，首要的挑战就是再次掌控局面。几个主要部件都需要处理。人为因素需要优先考虑。同时，必须要首先找出事发原因，调查必须马上开始，同时需要危机组来协调一切。
事故发生的当晚，潜水员进行检查证实，在管节东端南侧铁路行车道处的临时钢封门和混凝土反力梁失效，致使海水涌入管节内部。从已有的检查视频看，在管节底部起支撑作用的混凝土反力梁被剪断了。后来对底板与临时混凝土顶梁之间的接头进行了检查，发现少了加固钢筋。
图4 加固钢筋
即刻行动
事发后，业主代表与承包商管理部门、工程部门和海事部门马上进行了密切沟通。
为避免进一步的事故恶化，并确保工人的平安，需要立即行动来确定需要采取的必要措施。主要项目是已安管节E11和E12、预制厂漂浮着的管节E14和人工岛暗埋段位置已经安装好的钢封门。由于事故原因尚不清楚，这些位置的混凝土反力梁都需要加固。设计方案已经制定，加固工作立即开始。
行动分为两步。第一步是拆除之前隧道E13管节的“残骸”，并将其放置在可进行检查的位置，从而不妨碍进一步的行动。第二步就是要修理“残骸”或完全清除。两者都必须在极短的时间内得到详细的研究，首要目的就是让预制厂继续生产。
图5 1998年8月4日 不同管节的情况
Symonds公司，工程的设计者，在哥本哈根的OTC办事处成立了一个专门的“TE13团队”，以便能够与承包商和海事部门密切合作。他们的任务是确定以下两个阶段的验收标准——
1.使管节内部海水能够被排出，提升并移动到临时位置（恢复标准）。
2.评估管节是否适合继续使用，以及实现这一目标所需的工作量和工作方法（再次使用的标准）。
标准
起初，不可能对管节进行详细的检查；因此，管节受损程度不确定。风险评估采用潜水员检查、ROV视频检查和事件报告的做法。主要检查了以下两个方面——
1.管节内的排水
2.提升并转移到一个临时的碎石基床上
在初步调查的基础上，没有发现管节受到重大损害。沉没过程中的荷载需进行分析测算，以确定可能的过载和破坏区域。承包商和业主举行了多次会议，来分析测算假设条件，并充分利用各方所有可用的专业知识，分析结果被用来指导后续检查和恢复。
结构损坏
潜水员检查显示，过载并未造成管节的重大裂缝。因此，由于冲击力而导致的结构损害是不太可能的，尽管局部可能会出现一定程度的过度应力。在可能产生的负荷下对结构进行了分析，结果令人放心。结构的任何部分都没有承受过多的弯曲与剪力荷载。虽然这种冲击显著地增加了横向沉放载荷，但是仍低于永久使用状态的荷载。
考虑到不可预见性，在上抬作业时对管节能够容忍的开裂程度进行了预估。估算表明高达5mm的裂缝可接受，这个数值是一个实际的考虑，因为起吊之前的可见性和清洁度较差。
预应力
检查发现，一些接头发生了运动，因此存在部分临时预应力筋可能被拉断了的风险。
因此，第一个行动是通过压载将这个管节调节为上拱的形式，从而保护可能已经有些损害的预应力筋。此外，该管节的提升限制在竖向3米以内，使得管节两端的水压力可以补偿一部分损失的预应力筋。
图6 节段接头底板允许最大张开量
剪力键
管节节段之间的剪力键是关键的结构构件，最初的潜水员检查发现其中几个有裂缝。冲击过程中最初计算的载荷大于剪力键的载荷。但实际上，剪力键并没有明显的损伤，可能是计算高估了冲击载荷，以及预应力与接头摩擦对剪力键有一定保护作用。检查表明，剪力键的能力并未受到影响，而且有裂缝似乎是一个适用性问题，不会影响恢复操作。
渗水
节段接头的张开可能已经损坏了止水带。在抽水过程中无法被泵控制而发生大漏水的概率并不大。为了验证这一点，在人孔井进行了一个降水试验。
舱壁和支架
潜水员检查发现，失效支撑梁区域的垫板没有显著损坏。然而，正如前文提到的，其余顶梁是否完好无损不能仅仅依靠眼睛判断，依然需要进一步加固。端封门顶部的几个钢制固定支架损坏。这些都被更换，并且所有支架的压紧螺栓都被移除并检查。
吊耳
在事故发生时，吊耳承受的负荷远远超过了设计载荷。但是，潜水员检查没有发现损坏的迹象。起吊时吊耳失效带来的冲击力非常高，因此，所有吊耳都要经过2.5倍的起吊负荷测试，以确保其稳定性。
验收标准
分析和调查的结果是在提升和运输管节之前，必须满足一系列标准。虽然已经安排对管节进行恢复，但还是对整个结构进行更加精细的冲击载荷分析。确定了当管节放置于一个临时位置时，需要检查的关键区域，便于建立分析情况与管节实际状况的关联。同时还提出了修复方案，使其长期性能和耐久性不会受到损害。
管节的永久变形
为了评估可能的荷载效果，分析考虑了如下几点——
◆海水从端封门开口进入的速度
◆在海水装载作用下的管节的动力
◆管节与基槽底部发生碰撞时产生的力
◆在下沉事故发生的关键阶段，管节的横向、纵向分析在发生永久性变形的情况下，需要确定可接受的永久变形程度的标准。对于运营极限工况结构的表现与原设计方案一致，前提是应变带来的裂缝被注浆修补。但是对于极限工况，永久应变导致一些延性的损失。估算了延性的富裕度，因而最大允许裂缝宽度，可以简单地通过在结构的多个点进行注浆来完成。但实际情况是，冲击的分析表明这些裂缝宽度是不会出现的。
图7 强制冲击载荷作用下的底板弯矩
由外表面未检测到的裂纹而导致的耐久性损失
如果在管节外表面发生开裂，除了管节底部以外，其他地方可进行注浆处理。理论上可以从内部注入灰浆，但其效果总是存在不确定性。对两面都不进行裂缝灌浆处理的方案结果进行了评估，建立了腐蚀可接受的裂缝宽度的评估标准。
因浸入海水造成的耐久性损失
隧道内部暴露于海水的时间相对较短。因此，氯化物渗透导致钢筋加速腐蚀的风险可以忽略不计，只要墙壁被彻底清洗，除去氯化物即可。
节段接头的构件因接头张开而损坏
因为节段接头可以适应高达80mm的张开，所以不太可能损伤接头未知的中埋止水带。因此，较大的渗漏是不太可能的，而小的渗漏可以通过注浆处理。我们对接头中的其他弹性体和氯丁橡胶密封件进行检查和清洁。
管节接头构件的损坏
管节接头的损坏可能有三种类型——
◆由于与碎石基床撞击而损坏涂装系统
◆由于冲击而造成端钢壳错位
◆Gina止水带自身受损
初步检查显示端钢壳没有错位，但进行了更详细的调查以确认这一点。Gina止水带的软鼻尖也有一些轻微的损坏，不过在水下得到了修复。
隧道机电及附属设施
相当数量的机电及附属设备是固定或储存在隧道内部的。必须考虑所有这些部件被海水浸泡过后的影响。但是，这些部件最终都要进行替换，所以不会影响管节本身是否可用的决定。
海上基础作业
碎石基床的情况引起了关注。在冲击中，沉管基础在管节下的任何地方都可能出现轻微的变形。我们对碎石进行了详细的调查，并在必要时进行适当的修整。不过，有人认为这样的部分修整可能会导致原始碎石基床和修整后的碎石基床之间有不同的刚度。这样会对未来的差异沉降造成一些不确定性，所以我们将碎石垫层顶面的高度去除了至少100mm，并重新铺设。
验收标准
制定了一套针对修复损坏的等级和管节可以重新使用的验收标准。在恢复阶段，所有标准都是与业主和承包商紧密合作而研发。这些标准在管节被移动之前就已经达成一致。这使得管节一旦被移动后全面检查小组就能立即进入管节，并迅速确定管节的状况。
现场的恢复操作
此时，人与人之间的信任度，特别是OTC内部不同团队之间，显得尤其脆弱，与业主关系的紧张状态一度到了无法调和的地步。为了让团队之间相互了解，我们召开会议释放压力，同时展开对其他可能存在的潜在风险进行了调查。为了与业主保持良好的关系，代表们被邀请参加内部承包商会议，密切关注计划和维修工作的进程。
一个由30名潜水员组成的小组成立，每周7天，每天24小时工作。同时设计和建造一个新的钢封门，以取代已经破损的钢封门。这个潜水队还加固了未受损的混凝土支撑梁，并进行了第一次全面检查。在这个阶段，我们还必须计划什么时候再次进入隧道。新的钢封门不仅将灯和电气系统安装在水密容器里面，还有水泥、淡水、工具、泵、部分损坏的压载系统和脚手架等。在新的钢封门的板上安装了大型水泵。
满足了吊装前的验收标准，起吊系统也进行了最大限度的试验，发现是可靠的，可在9月的第二周开始抽水。在这个阶段，其他人可以进入管节，做更多的细节调查，以及做一些临时的修理。
图8 进行一些临时修复后的E13管节
E12管节前方损坏的碎石垫层被去除，重新铺设。
在检查了管节所有方面并确立了重新使用的标准后，E13在9月下旬通过基槽运输到最后的沉放地点。
在这个阶段，不仅E14管节已经下水，而且E20和E19管节也已经下水。通过仔细规划和优化可用资源，制定了加速近海作业的计划。当最后一个管节在1999年1月6日完成安装时，工程圆满完成了，甚至比事故发生前的预计工期提前了一个月。
业主的观点和行动
在1998年8月4日E13管节损坏并沉没的消息被证实时，业主的第一反应是不相信。因为沉放操作及其后续的准备工作已经彻底完成，并且是成功的，所有的沉放设备都已经使用过，与以前的操作唯一的区别是水深有小幅的增加。
经过深思熟虑后，我们决定通过仔细研究沉没过程，以及与之相关的所有方面来做好准备。事件发生后的第一批报告表明，钢封门已经泄漏，这表明结构已经破坏。
基于积极主动的态度，提出了一些问题，即可能出现什么问题，承包商计划如何解决E13管节带来的挑战。由于没有充分意识到这个问题，我们或多或少地以“传统”的方式与承包商会面，我们采用更熟悉的姿态，这更符合合同规定。
我们之前期待收到更多详细信息以及如何解决该问题的计划。但是，我们没有收到上述期待的资料，承包商提供的事故原因是用录像作为支撑材料。其他管节的安全性是他们优先考虑的问题，因此他们希望讨论。作为业主，我们需要一份更详细的报告来说明事故发生的原因。由于事故对承包商的影响，他们还没有准备好如何回答我们的问题。承包商的反应也是传统式地“控制信息”“走一步看一步”。
双方都评估了当时的情况，并审查了事故的结果。首先明确的是，E13管节已躺在下一次沉放安装位置，结构或其他损坏还不清楚，但是将一个可能损坏的管节移走的抉择是无法想象的。建立一个新管节是可能的，但非常昂贵。同样重要的是，这个项目刚刚找到一点状态，如果处理不好， E13管节的问题可能导致退步。虽然合约期权很可能会减少，但我们意识到应该让继续向前和解决问题同时进行，而不是愚蠢地指责谁。显而易见， E13管节事件的解决需要联合，因为任何延误都会大大影响业主和承包商。
渐渐地，随着更多检查事实的浮现，在结构上看不到真正的破坏。节段接头明显张开，因此，E13管节可能没有受到预期的极限载荷。我们开始逐步找到解决方法。如果结构部件损坏，如果它们可以被修复，那么继续前进是可行的。然而，这需要工程式地来处理信息和制定检查计划。最终，我们要寻找一个方法，可以确定管节没有超载，并且在检查和结果的基础上确定是否可以重新使用管节。我们与承包商讨论，并表示可以开始工作，先假设E13管节能被再利用，除非事实否定。然而这需要额外的工程努力，需要就检查计划达成一致以确定管节的状况。
建立一个解决方案
事件发生后的第二个星期，其他管节都被证实是安全的，但讨论、验收方法和结果，对双方来说都需要时间和精力。承包商需要大量时间来准备恢复和确定事故期间发生后的工作，远远超出现场具备的能力。
因此，我们改变了方针，并更直接地与承包方交谈，不仅指出我们会给他们时间来提供解决方案，而且还提出帮助他们的团队更有效地一起工作。当然，我们需要他们的承诺，并以更加开放的态度与我们分享他们的信息和想法，以加速获得解决方案的过程。
项目本身从一开始就被赋予了优先权，而不是指责谁对事故负责。通过彼此给予信任，共同努力，取得了较好的结果，并且我们相信，以更快的速度合作，激发创造力，并以专业的方式迎接这一挑战。
致谢：感谢Michael T帮助提供原文
本文刊载 / 《桥梁》杂志 2019年 第6期 总第92期
作者 / Lars-Goran Nilsson等
作者系厄勒海峡隧道承包商工程经理
译 / 王其珍
技术校核 / 王晓东 林巍
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