城市道路塌陷的成因及隐患探查

雷六斤

(温州市经纬地理信息服务有限公司，浙江温州325000)

一、引 言

近年来，有关城市道路塌陷的报道经常见诸于电视、报纸、网络等媒体中，因塌陷造成的经济损失惨重，其场景让人怵目惊心，道路的塌陷给人们的生命、财产造成了严重的威胁，催生了人们的恐慌心理，对社会产生了非常严重的负面影响。解释、预防、解决城市道路塌陷的问题与成为城市建设者的一项重要工作，需要了解道路塌陷的成因，及时发现道路塌陷潜在的危险和隐患，做到对城市道路塌陷灾害能够提前预警，防患于未然，使危害减轻、降低甚至杜绝危害的发生。

二、道路塌陷的危害

塌陷是指地表岩层、土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象，其成因:一般有自然现象导致的塌陷和人为生产导致的塌陷。塌陷发生的规模有区域大范围的，也有局部小范围的。区域大范围的塌陷形成一般需要较长的时间，其塌陷的位置、塌陷的规模主要依附特定的地质条件，一旦发生波及的范围大、深度深、破坏力强，导致大范围的房屋倒塌、人畜失亡，造成的经济损失不可估量。局部小范围的塌陷形式较多，本文主要针对城市道路塌陷进行分析。城市道路塌陷具有区域大面积塌陷波及的，也有城市道路上局部特有，相对区域大范围的塌陷，城市道路中的塌陷在规模上相对要小、塌陷深度相对较浅、发生的频率相对要高，道路塌陷的发生会导致交通瘫痪、管线断裂、甚至车毁人亡，直接威胁着人们的生命、财产安全。

三、道路塌陷的成因分析

塌陷的发生一般需具备3个条件:空洞的形成;一定厚度的盖层、致塌力;空洞的形成原因多种多样，有自然形成的、有人为形成的，有既有存在的、也有后期形成的;致塌力的产生既有外力的作用如盖层上空的重压，也有盖层自身产生的作用力，如盖层的重力等。综合国内近几年对道路塌陷调查公布的结果进行分析，城市道路塌陷的形成原因一般有以下几种。

1.自然地质条件引起的塌陷

在岩溶地貌地发达的城市中，地下水(特别是地下河)对周边土层进行渗透，渗流带动泥土颗粒迁移产生溶蚀现象，使土层松软产生空洞。当地下水位升降时，松软土层的间隙或空洞内的压强产生变化，土层或空洞上方产生隆起、塌陷。在地表水系发达地区地表水的垂直渗流也会使土体结构破坏，土颗粒随渗流运移，产生塌陷。在地质构造活动带，岩层的运动产生断裂、塌陷等。

2.生产、生活造成的塌陷

对地下水进行过度开采，或者长期干旱都会使地下水水位降低，一方面地下水水位下降使地下松散地层固结压缩形成空洞，另一方面地下水水位的下降会对土体产生潜蚀、搬运作用，形成空洞。在沿海地区由于地下水水位的降低会引起不同程度的海水入侵，地下水产生不同程度的咸化，海水、咸化地下水对土层进行侵蚀，破坏土层承重，引起地面塌陷。人们在生产生活中对污水的肆意排放使得地面、地下水质污染，污染水质同样对地层起到破坏作用，形成地面沉降、塌陷。

3.城市建设施工引起的塌陷

城市道路地下空间的施工或道路周边地区地下空间施工如地铁、地下人防工程等施工及道路周边地面的建筑基础工程施工都会催生形成道路塌陷的条件。在这些施工过程中或破坏了道路地基的稳定结构，形成产生空洞、盖层的条件，或施工开挖直接产生空洞、盖层形成塌陷隐患，或提供致塌力触发道路中已有的塌陷隐患，导致道路塌陷。道路工程本身施工时的质量原因也会造成地面的塌陷，如道路施工时未按要求进行，如盲目赶工期抓进度、地基未夯实、采用的原材料不达标等。

4.地下管线的破损或管线缺陷引起的塌陷

城市道路的地下空间中，分布了大量的地下管线，由于在地下管线的安装过程中因质量问题导致管线损坏、管线渗漏，或管线材质老化进而破损、断裂产生渗漏，或者道路负载长期超负荷重压损坏地下管线，发生破裂、渗漏等原因，都有可能会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，如排水类管线在管线与检修井的结合处因工艺的原因不可能修葺的非常严密，存在渗漏等缺陷，工业管道中常年流经的酸性液体对管道底部逐渐腐蚀，进而产生渗漏、对管道周边土体产生腐蚀。管道的破损及缺陷使得管线外渗的水使路基软化，水同时又会通过管道带走部分泥沙，对路基进行不断掏蚀形成空洞造成塌陷。

四、对道路塌陷隐患的探查方法

减轻、消除城市道路的塌陷对人们生命、财产安全的威胁，主要是对塌陷隐患进行探查，及早发现塌陷隐患区域，并采取必要的措施对隐患进行治理、消除。塌陷隐患的排查可以按将会形成的塌陷隐患、已形成的塌陷隐患两类分别采用不同的方法进行排查。

对将会形成的塌陷隐患主要是对有可能产生塌陷隐患的因素进行监测，如对地下管道健康进行探查、对地下水水位进行监测、加强在道路地下空间工程施工及周边区域地下工程施工、建筑基础工程施工时对道路进行沉降观测等，对这些因素进行监测，发现异常及时预报、预警。探查地下管线的健康状况，防止管道的损坏对路基进行破坏形成塌陷隐患，主要采用管道潜望镜、CCTV内窥检测系统(简称CCTV)、管道测绘声纳系统、声波漏水探测系统等设备进行探查。现阶段，地下管道健康状况调查中CCTV是常采用的方法，其工作过程是通过摄像机器人对管道内部进行全程摄像检测，并实时将影像传输到地面，由专业技术人员对影像资料进行判读，确定管道内是否存在锈层、结垢、腐蚀、穿孔、裂纹等，对管道健康状况进行分析、评估。CCTV能够有效地查明管道内部防腐质量、腐蚀状况及涌水管道、涌水点的准确位置，为科学全面地了解管道的现状，对排水管道运行质量及功能进行评价，管道的定点修复、修补施工监测、修补后复测等提供经济、有效的检测方法。

已形成的塌陷隐患一般于实地表现为空洞的存在，对于这些已存在的塌陷隐患，主要查明其空洞位置、深度、大小等特征，为有关部门治理这些塌陷隐患提供科学、准确的依据。常用的地下空洞探测方法有普通电法、电磁法、浅层地震法等物探方法。现阶段对地下空洞的探查通常采用探地雷达(GPR)电磁波物理探查法，其原理是探地雷达通过发射天线向地下发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的界面时发生反射，根据接收到电磁波的波形、振幅强度和时间的变化特征推断地下介质(空洞等)的空间位置、结构、形态和埋深等。相当多的实际工作证明，探地雷达在道路塌陷隐患探查起到了举足轻重的作用，为探查成果的科学性、准确性提供了保证。目前，其环境条件适应能力还略显不足，还需要与其他的检测方法、检测手断配合使用才能获得更大的效益，随着技术的不断发展，探地雷达制造工艺、数据的处理手断等都会得更大的改善，探地雷达在塌陷隐患调中将会得到进一步的发展。

五、结 语

城市道路塌陷在众多的城市中都有发生，其危害性已严重地影响到人们的生命财产安全。地下水的过度开采、污水的肆意排放、管道施工的不规范、日益加快的城市建设、地下空间管道设施的破损失修等因素一直在加剧道路塌陷的发生，但是积极采取一些监测、探查的办法还是能够及时发现道路塌陷隐患，及早进行防治，减少道路塌陷的发生，对重大的塌陷隐患能及时地进行预警，减少塌陷发生时的损失。

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