1 引言

2021年5月3日, 墨西哥首都地鐵12號線發生地面軌道橋面坍塌事故, 迄今為止死亡25人, 79人受傷. 這是墨西哥城地鐵系統自1969年啟用以來最嚴重的事故之一. 事故原因還在調查之中, 這個筆記簡要分析一下事故發生的原因.

2 事故簡述

事故發生在世界上最繁忙的地鐵服務之一---12號線的奧利沃斯站附近, 首都東南郊區最近建成的一段線路上。橋面距地面約5米，從下面的事故圖中可以看出, 地鐵建造的是雙向軌道, 也就是說, 地鐵可以相向而行. 從這個圖中也可以看出,整個橋面完全塌落.

現場監控顯示, 當地鐵通過該區域時, 一根支撐的橫梁飛出, 從而導致整個橋面坍塌. 作為對比, 下圖所示的是這段橋梁未發生事故時的面貌, 該照片攝于2019年.

下圖所示的則是同一地段事故發生后的狀況.

3 事故原因

確切的事故原因還在調查之中, 除了墨西哥官方出面調查外，還從挪威聘請了專門從事風險管理的公司DNV-GL對該事件進行深入調查。在此僅作一點猜測性分析.

3.1 施工質量問題

該線路自從開通以來一直受到各種問題的困擾，包括火車車輪和鐵軌的過早磨損。按照常理來說, 作為已經運行了40多年地鐵的國家, 設計方面應該不存在問題, 最大的問題可能是使用的材料和施工質量引起的. 因為該線路的高架部分，包括這次斷裂的區段，已經在2014年不得不關閉進行了多次維修。根據報道, 2017年，當時的城市地鐵主任就曾經說過，這條線路 "生來就存在一些問題，在它的生命中永遠不會得到解決，它將需要 永久的維護"。如此悲觀的說法顯示出當局已經意識到這條線路存在的問題. 地鐵系統發布的一份報告顯示，由于在2010年建造時沒有使用足夠量的鋼筋箍筋，支撐鐵軌的一個橋墩的底座已經開裂, 脫落了一層混凝土。箍筋的作用一方面加強整體骨架, 另一方面提高橋墩的抗剪能力.

3.2 地震誘發問題

墨西哥是多震強震國家, 歷史上講, 1985年發生的M8.0級地震, 曾經造成至少5000人死亡. 同處于西太平洋板塊邊緣的洛杉磯,舊金山,西雅圖,溫哥華這幾個大城市其實也一直擔心某一天強震會發生, 如下圖所示, 加利福尼亞的活動斷層象一顆不定時炸彈, 隨時可能爆發. 

下表所列的是最近10年墨西哥發生的超過M7.0級的地震. 其中2017年發生在墨西哥城(Mexico City)的7.1級地震應該是這次事故的導火線. 

日期	地區	震級	死亡人數
2020-06-23	Oaxaca	7.7	4人
2018-02-16	Oaxaca	7.2	14
2017-09-19	Mexico City	7.1	370
2017-09-07	Chiapas, Oaxaca	8.2	98
2014-04-18	Guerrero	7.2	0
2012-03-20	Guerrero, Oaxaca	7.4	2

2017年地震后，地鐵線路的結構就出現了裂縫，當時僅對橋墩和橫梁進行了簡單的修補。通過注入樹脂、用碳纖維包裹、在底座周圍建立一個額外的鋼筋套管并在周圍澆筑混凝土，相當于增大了橋墩的直徑. 不過, 橋墩不是這次事故發生的直接原因, 從下圖可以看出, 橋面斷裂后兩個臨近的橋墩沒有發生變形. 因此問題可能出在梁上.

2017年地震后發現，其中一根橫梁在橋墩的支點處松動，并且發生撓曲, 當時采取的措施是在梁的底部焊接了鋼制斜撐，然后削去了斷裂的混凝土并重新澆筑。這根梁可能就是這次事故最先掉下來的梁.

4 初步結論

導致這次事故發生的直接原因是施工質量可能存在問題, 間接原因是2017年大地震后對發現的問題沒有進行徹底解決, 只是進行了局部的修補, 從而導致了這次事故的發生.