雷六斤

(溫州市經(jīng)緯地理信息服務(wù)有限公司，浙江溫州325000)

一、引 言

近年來(lái)，有關(guān)城市道路塌陷的報(bào)道經(jīng)常見諸于電視、報(bào)紙、網(wǎng)絡(luò)等媒體中，因塌陷造成的經(jīng)濟(jì)損失慘重，其場(chǎng)景讓人怵目驚心，道路的塌陷給人們的生命、財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的威脅，催生了人們的恐慌心理，對(duì)社會(huì)產(chǎn)生了非常嚴(yán)重的負(fù)面影響。解釋、預(yù)防、解決城市道路塌陷的問(wèn)題與成為城市建設(shè)者的一項(xiàng)重要工作，需要了解道路塌陷的成因，及時(shí)發(fā)現(xiàn)道路塌陷潛在的危險(xiǎn)和隱患，做到對(duì)城市道路塌陷災(zāi)害能夠提前預(yù)警，防患于未然，使危害減輕、降低甚至杜絕危害的發(fā)生。

二、道路塌陷的危害

塌陷是指地表巖層、土體在自然或人為因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑(洞)的一種地質(zhì)現(xiàn)象，其成因:一般有自然現(xiàn)象導(dǎo)致的塌陷和人為生產(chǎn)導(dǎo)致的塌陷。塌陷發(fā)生的規(guī)模有區(qū)域大范圍的，也有局部小范圍的。區(qū)域大范圍的塌陷形成一般需要較長(zhǎng)的時(shí)間，其塌陷的位置、塌陷的規(guī)模主要依附特定的地質(zhì)條件，一旦發(fā)生波及的范圍大、深度深、破壞力強(qiáng)，導(dǎo)致大范圍的房屋倒塌、人畜失亡，造成的經(jīng)濟(jì)損失不可估量。局部小范圍的塌陷形式較多，本文主要針對(duì)城市道路塌陷進(jìn)行分析。城市道路塌陷具有區(qū)域大面積塌陷波及的，也有城市道路上局部特有，相對(duì)區(qū)域大范圍的塌陷，城市道路中的塌陷在規(guī)模上相對(duì)要小、塌陷深度相對(duì)較淺、發(fā)生的頻率相對(duì)要高，道路塌陷的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致交通癱瘓、管線斷裂、甚至車毀人亡，直接威脅著人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全。

三、道路塌陷的成因分析

塌陷的發(fā)生一般需具備3個(gè)條件:空洞的形成;一定厚度的蓋層、致塌力;空洞的形成原因多種多樣，有自然形成的、有人為形成的，有既有存在的、也有后期形成的;致塌力的產(chǎn)生既有外力的作用如蓋層上空的重壓，也有蓋層自身產(chǎn)生的作用力，如蓋層的重力等。綜合國(guó)內(nèi)近幾年對(duì)道路塌陷調(diào)查公布的結(jié)果進(jìn)行分析，城市道路塌陷的形成原因一般有以下幾種。

1.自然地質(zhì)條件引起的塌陷

在巖溶地貌地發(fā)達(dá)的城市中，地下水(特別是地下河)對(duì)周邊土層進(jìn)行滲透，滲流帶動(dòng)泥土顆粒遷移產(chǎn)生溶蝕現(xiàn)象，使土層松軟產(chǎn)生空洞。當(dāng)?shù)叵滤簧禃r(shí)，松軟土層的間隙或空洞內(nèi)的壓強(qiáng)產(chǎn)生變化，土層或空洞上方產(chǎn)生隆起、塌陷。在地表水系發(fā)達(dá)地區(qū)地表水的垂直滲流也會(huì)使土體結(jié)構(gòu)破壞，土顆粒隨滲流運(yùn)移，產(chǎn)生塌陷。在地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)帶，巖層的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生斷裂、塌陷等。

2.生產(chǎn)、生活造成的塌陷

對(duì)地下水進(jìn)行過(guò)度開采，或者長(zhǎng)期干旱都會(huì)使地下水水位降低，一方面地下水水位下降使地下松散地層固結(jié)壓縮形成空洞，另一方面地下水水位的下降會(huì)對(duì)土體產(chǎn)生潛蝕、搬運(yùn)作用，形成空洞。在沿海地區(qū)由于地下水水位的降低會(huì)引起不同程度的海水入侵，地下水產(chǎn)生不同程度的咸化，海水、咸化地下水對(duì)土層進(jìn)行侵蝕，破壞土層承重，引起地面塌陷。人們?cè)谏a(chǎn)生活中對(duì)污水的肆意排放使得地面、地下水質(zhì)污染，污染水質(zhì)同樣對(duì)地層起到破壞作用，形成地面沉降、塌陷。

3.城市建設(shè)施工引起的塌陷

城市道路地下空間的施工或道路周邊地區(qū)地下空間施工如地鐵、地下人防工程等施工及道路周邊地面的建筑基礎(chǔ)工程施工都會(huì)催生形成道路塌陷的條件。在這些施工過(guò)程中或破壞了道路地基的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，形成產(chǎn)生空洞、蓋層的條件，或施工開挖直接產(chǎn)生空洞、蓋層形成塌陷隱患，或提供致塌力觸發(fā)道路中已有的塌陷隱患，導(dǎo)致道路塌陷。道路工程本身施工時(shí)的質(zhì)量原因也會(huì)造成地面的塌陷，如道路施工時(shí)未按要求進(jìn)行，如盲目趕工期抓進(jìn)度、地基未夯實(shí)、采用的原材料不達(dá)標(biāo)等。

4.地下管線的破損或管線缺陷引起的塌陷

城市道路的地下空間中，分布了大量的地下管線，由于在地下管線的安裝過(guò)程中因質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致管線損壞、管線滲漏，或管線材質(zhì)老化進(jìn)而破損、斷裂產(chǎn)生滲漏，或者道路負(fù)載長(zhǎng)期超負(fù)荷重壓損壞地下管線，發(fā)生破裂、滲漏等原因，都有可能會(huì)造成城市道路的塌陷。有些地下管道本身就存在一定的缺陷，如排水類管線在管線與檢修井的結(jié)合處因工藝的原因不可能修葺的非常嚴(yán)密，存在滲漏等缺陷，工業(yè)管道中常年流經(jīng)的酸性液體對(duì)管道底部逐漸腐蝕，進(jìn)而產(chǎn)生滲漏、對(duì)管道周邊土體產(chǎn)生腐蝕。管道的破損及缺陷使得管線外滲的水使路基軟化，水同時(shí)又會(huì)通過(guò)管道帶走部分泥沙，對(duì)路基進(jìn)行不斷掏蝕形成空洞造成塌陷。

四、對(duì)道路塌陷隱患的探查方法

減輕、消除城市道路的塌陷對(duì)人們生命、財(cái)產(chǎn)安全的威脅，主要是對(duì)塌陷隱患進(jìn)行探查，及早發(fā)現(xiàn)塌陷隱患區(qū)域，并采取必要的措施對(duì)隱患進(jìn)行治理、消除。塌陷隱患的排查可以按將會(huì)形成的塌陷隱患、已形成的塌陷隱患兩類分別采用不同的方法進(jìn)行排查。

對(duì)將會(huì)形成的塌陷隱患主要是對(duì)有可能產(chǎn)生塌陷隱患的因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如對(duì)地下管道健康進(jìn)行探查、對(duì)地下水水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)、加強(qiáng)在道路地下空間工程施工及周邊區(qū)域地下工程施工、建筑基礎(chǔ)工程施工時(shí)對(duì)道路進(jìn)行沉降觀測(cè)等，對(duì)這些因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)預(yù)報(bào)、預(yù)警。探查地下管線的健康狀況，防止管道的損壞對(duì)路基進(jìn)行破壞形成塌陷隱患，主要采用管道潛望鏡、CCTV內(nèi)窺檢測(cè)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱CCTV)、管道測(cè)繪聲納系統(tǒng)、聲波漏水探測(cè)系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行探查。現(xiàn)階段，地下管道健康狀況調(diào)查中CCTV是常采用的方法，其工作過(guò)程是通過(guò)攝像機(jī)器人對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行全程攝像檢測(cè)，并實(shí)時(shí)將影像傳輸?shù)降孛?，由專業(yè)技術(shù)人員對(duì)影像資料進(jìn)行判讀，確定管道內(nèi)是否存在銹層、結(jié)垢、腐蝕、穿孔、裂紋等，對(duì)管道健康狀況進(jìn)行分析、評(píng)估。CCTV能夠有效地查明管道內(nèi)部防腐質(zhì)量、腐蝕狀況及涌水管道、涌水點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，為科學(xué)全面地了解管道的現(xiàn)狀，對(duì)排水管道運(yùn)行質(zhì)量及功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，管道的定點(diǎn)修復(fù)、修補(bǔ)施工監(jiān)測(cè)、修補(bǔ)后復(fù)測(cè)等提供經(jīng)濟(jì)、有效的檢測(cè)方法。

已形成的塌陷隱患一般于實(shí)地表現(xiàn)為空洞的存在，對(duì)于這些已存在的塌陷隱患，主要查明其空洞位置、深度、大小等特征，為有關(guān)部門治理這些塌陷隱患提供科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)。常用的地下空洞探測(cè)方法有普通電法、電磁法、淺層地震法等物探方法?，F(xiàn)階段對(duì)地下空洞的探查通常采用探地雷達(dá)(GPR)電磁波物理探查法，其原理是探地雷達(dá)通過(guò)發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻電磁波，通過(guò)接收天線接收反射回地面的電磁波，電磁波在地下介質(zhì)中傳播時(shí)遇到存在電性差異的界面時(shí)發(fā)生反射，根據(jù)接收到電磁波的波形、振幅強(qiáng)度和時(shí)間的變化特征推斷地下介質(zhì)(空洞等)的空間位置、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和埋深等。相當(dāng)多的實(shí)際工作證明，探地雷達(dá)在道路塌陷隱患探查起到了舉足輕重的作用，為探查成果的科學(xué)性、準(zhǔn)確性提供了保證。目前，其環(huán)境條件適應(yīng)能力還略顯不足，還需要與其他的檢測(cè)方法、檢測(cè)手?jǐn)嗯浜鲜褂貌拍塬@得更大的效益，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，探地雷達(dá)制造工藝、數(shù)據(jù)的處理手?jǐn)嗟榷紩?huì)得更大的改善，探地雷達(dá)在塌陷隱患調(diào)中將會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展。

五、結(jié) 語(yǔ)

城市道路塌陷在眾多的城市中都有發(fā)生，其危害性已嚴(yán)重地影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。地下水的過(guò)度開采、污水的肆意排放、管道施工的不規(guī)范、日益加快的城市建設(shè)、地下空間管道設(shè)施的破損失修等因素一直在加劇道路塌陷的發(fā)生，但是積極采取一些監(jiān)測(cè)、探查的辦法還是能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)道路塌陷隱患，及早進(jìn)行防治，減少道路塌陷的發(fā)生，對(duì)重大的塌陷隱患能及時(shí)地進(jìn)行預(yù)警，減少塌陷發(fā)生時(shí)的損失。

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