城市道路路面塌陷的原因分析与防治措施探讨

徐 迎 春

(太原市市政公共设施管理处，山西 太原　030024)



城市道路路面塌陷的原因分析与防治措施探讨

徐 迎 春

(太原市市政公共设施管理处，山西 太原030024)

摘要：结合处置城市道路塌陷的工作经验，分析了道路塌陷的原因，从加强设施巡查、管道隐患排查、地面空洞检测等方面，提出了城市道路路面塌陷的预防措施，最后给出了一些建立完善道路塌陷应急处置制度的建议。

关键词：道路塌陷，管线，巡视管理，应急处置

繁华闹市中，道路突然塌陷，形成大小、深度不等的“陷阱”，随后道路交通管制，市政、自来水、煤气、热力等单位的工程抢险人员迅速奔赴现场排查抢险。近几年，这些场景时常在太原市城市中心区域上演，而且次数越来越多，塌陷的规模也越来越大。道路突然塌陷，过往行人和车辆往往猝不及防，给人民群众生命财产带来严重威胁。对城市道路塌陷的防治，已经成了市政设施管理部门急需解决的问题。

1太原市城市道路塌陷的基本情况

1.1道路塌陷的重点区域

对太原市近几年的道路塌陷进行统计分析发现，塌陷区域主要在汾河以东的中北部地区。如中部的东中环、并州路、双塔东街周边。2009年—2014年，该区域共发生大面积深度塌陷9次；北部的北中环、胜利街周边，2012年—2015年，该区域共发生塌陷十余次，其中2015年10月，北中环从敦化北路至新敦化北路口之间300多米长的路段上连续发生4次大面积塌陷，最大的一处表面积30 m2，深3 m～5 m。其他区域的道路塌陷分布不均匀，次数较少。

1.2道路塌陷的破坏形式和表象特征

道路突然塌陷时，一种情况是输水、排水等管线突然破损、断裂所致，更多的情况则是路面结构层下早已形成空洞，而且没有被及时发现。空洞的形成是一个不断积累和渐变的过程，土体受水的作用，慢慢地变得疏松，脱空，随着土体不断流失，逐渐形成地下空洞，而且随着时间推移，不断扩大。另一方面，随着城市道路设计标准的提高，路面结构层很厚，承载力很强，比如城市主次

公路的抗滑性能在通车后下降幅度非常大。若单靠预防性养护维持路面抗滑性能需要大量的养护资金。本文研究的车辆轨迹横向干预措施是一个物美价廉的方案，对其研究后得出的结论如下：

1)由路面标准速度摩阻数F60变异系数的变化规律可知，F60变异系数增幅越大，轮迹越集中，反之轮迹分布越均匀；由计算结果可知，实施后F60变异系数的增幅仅为未实施的62.4%(方案一)，92.9%(方案二)，横向干预后路面轮迹相对于未干预的路面分布更均匀了，由此说明横向干预措施能使轮迹横向迁移。2)本次横向干预研究选择有两种标线方案，分别为方案一(迁移距离0.3 m)，方案二(迁移距离为0.5 m)。通过对这两种方案的F60变异系数变化情况对比分析得到结论，方案二实施断面相对于未实施断面C.V值减小的百分比小于方案一，故方案一相对于方案二有更加明显的减小变异系数增长的作用，方案一试验断面的轮迹分布更加均匀，其横向迁移轮迹的效果更好。

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干道及快速路的设计标准，除对软弱基础进行处理外，道路设计结构层一般为40 cm～60 cm水泥稳定碎石基础，6 cm粗粒式沥青混合料、5 cm中粒式沥青混合料、4 cm细粒式改性沥青混合料，这样的结构层刚度大，承载力强，空洞只有发展到一定程度、一定规模时，在车辆重力荷载等外力作用下使路面结构层失稳，突然发生塌陷。

2道路塌陷的原因分析

1)从地质构造分析，太原市中北部地区土质属典型的自重湿陷性黄土。湿陷性黄土土质较均匀、结构疏松、孔隙发育，在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小，但在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低，主要引起病害有路基路面发生变形、凹陷、开裂，道路边坡发生崩塌、剥落，道路土基易被水冲蚀成土洞和暗河。

2)从城市建设分析，太原市中北部地区为老中心城区，城市道路下面，市政雨污水，热力、自来水等输水、排水管道大都建设于20世纪，经过多年运行，管道老化严重，发生局部漏水或渗水的几率增大，长时间冲刷土基，在路面下形成空洞。

3)城市道路中输水、排水管道的管材本身及检查井等附属构筑物防水设计标准高，但通信、消防、路灯、燃气等各类地下管线一般为直埋方式，通常不做防水处理，且检查井大部分为砖砌结构，井室防水效果差， 因下雨或环卫部门冲洗道路在检查井内形成积水，通过井室渗水或沿着管线冲刷路基，土体不断流失形成空洞。

4)因历史原因，二十世纪六七十年代，太原市修建了大量的防空洞，设施已老化，且因各种因素土体受到水的浸润或冲刷，极易发生损毁、坍塌。

5)设施巡视、管理方面的原因。目前，城市道路的地上设施属市政设施管理部门管理，而地下各类管线又属各产权单位管理，虽然各自有专门的巡视机构，但没有形成统一的管理机制，而且市政设施巡视还基本停留在感官认识的层面，侧重于观察道路是否有下沉、坑槽、人行便道缺失等表面病害，不重视的道路结构层下可能存在的空洞等隐患，同时也缺乏发现手段，不能够及时发现路面下的空洞隐患。

6)掘路施工管理不到位的原因。城市道路各类的地下管线，除了大型的改扩建工程项目，可以做到同步改造施工，其余大部分的施工改造，日常维护均各自为政，导致一条道路重复开挖，原有道路结构层整体性遭到破坏，因掘路回填不密实导致的路面塌陷时有发生，甚至有的施工单位将雨水连管破坏后，不修复即回填，导致雨水从进水口渗入地下，引起路面塌陷。一句话，水是导致道路塌陷，形成陷阱的元凶。

3预防措施建议

3.1设计、施工阶段

1)在湿陷性黄土区域建设市政道路，应对土路基础进行换填处理，增加路基厚度，减少水对土基的影响。

2)提高各类管线检查井的防水处理。检查井是地下管线不可或缺的组成部分，一般来说，市政雨污水自重流管道及自来水、热力等带压输水管道的检查井防水设计标准高，而煤气、通信、电力、路灯等不带水管线的检查井防水设计标准低，应提高防水设计标准。

3)通信、电力等不带水管线单独敷设时，应避免采用直埋方式，采用加套管、在检查井内设沉淀池等防水措施。

4)推广应用综合管沟。加强各类地下管线在规划设计阶段的管理，尽量建设综合管沟，将没有安全隐患可以共同埋设的管线设计在综合通道内。比如，强电(高压电、长途光缆及各种动力电缆)，弱电(各种通信、网线、有线电视)，压力管线(自来水、热力)、重力管线(雨污水管线)等管线设施集中于综合管廊内，进行统一管理，既避免管理无序，重复开挖，互相破坏，又集中管理，避免防水等级设计的差距引起的水泄漏。

5)绿化带外侧的侧平石设计标准要提高，加厚水泥混凝土基础和背灰，以阻止水侵入地基，减少道路塌陷。

3.2建立健全地下管线检测、隐患排查治理制度

太原市目前的地下管线由各产权单位管理维护，所以各产权单位应采用各类仪器和科技手段，对各自的设施进行排查，对设施运行情况进行评估，特别是对老久管网隐患排查尤为重要，及时发现隐患，及时采取针对性措施。

1)从2014年11月至2015年12月，结合雨污水分流设施普查工作，太原市市政公共设施管理处使用QS管道潜望镜、排水管道检测系统(爬行机器人)对正在管理和新建未移交接管的雨污水管道进行排查、体检，共排查雨污水管道2 121 km，对雨污水管道运行状况进行评估，一路一档，将发现的设施隐患问题整理存档，提出建议改造计划，暂时不能改造的，列入重点监控路段，为下一步设施维护提供基础性资料。

2)供热、供水等输水管线产权单位也应组建管道检测机构，使用地下管道防腐层探测检漏仪、电子听漏仪器、漏水相关仪、听音杆等仪器对所辖管道设施进行全面检测、排查，及时发现渗水等隐患，并及时处理。

3)电力、通讯等非输水管道产权单位应定期检查检查井内积水情况，发现积水，及时抽除。

4)加强地面空洞的探测。基于道路塌陷，往往是没有及时发现地下空洞隐患这一观点，为及早发现道路下空洞隐患，太原市市政公共设施管理处从2013年开始，积极与国内的检测机构和物探公司合作，对城市地下空洞开展检测工作。同时在单位内部组建了检测中心，购置仪器设备，使用地质雷达(又名探地雷达)对路面疑似空洞进行探测，分别选择中国科学院电子研究所自主研发的探地雷达系统、中心频率分别为100 MHz，200 MHz的天线；美国GSSI探地雷达系统、中心频率分别为100 MHz和400 MHz的天线；中国电波研究所自主研发的雷达矩阵系统、中心频率分别为100 MHz，270 MHz和400 MHz的天线；进行了空洞检测，并对比探测效果。对探地雷达系统检测出的异常点进行钻探或开挖论证，对空洞进行加密注实处理。三年来，共发现70余处疑似隐患问题，并进行了处置，从而消除了一部分安全隐患。

4应急处置措施

城市道路塌陷的预防和处置是一个复杂的系统工程，既要利用现有的检测手段用数据说话，做到提前发现、提前预警，又要发挥人的主观能动性，加强对道路设施的日常巡视和监管，从而形成健全完善的市政设施监管系统，这样才能有效预防和减少道路塌陷事故的发生。目前，太原市在预防和处置道路方面，主要采取了以下措施。

4.1强化市政设施巡视管理

建立以太原市数字化城乡管理指挥中心为平台，市政公共设施管理处设施巡视员与数字化城乡管理指挥中心信息采集员共同巡视的办法，通过培训，掌握辨别道路空洞隐患的专业知识，把及时发现、报告道路塌陷隐患作为日常的一项重要工作，建立道路塌陷排查治理常态化工作机制。

4.2应急抢险保障管理

建立健全应急保障队伍，完善应急预案。以数字化城乡管理指挥中心为信息平台，建立市政、自来水、煤气、热力等各类地下管线产权单位联动机制，保证有险情出现时，第一时间启动应急预

Experimental study on the effect of wheel track migrating based on the vehicle trajectory transverse interference

Jiang Zibin

(SchoolofCivilEngineeringandTransportation,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510000，China)

Key words:road engineering, transverse interference, distribution of wheel track, migration distance

Abstract:The paper choose Shao-Gan expressway Datang to Danxia paragraph for the research entities, the implementation of interventions for lateral variation coefficient of friction before and after the standard rate of the number ofF60analyses. The results show that: the use of lateral intervention vehicle trajectory make wheel path transverse migration lane section along the wheel tracks distributed more evenly, increasing the efficiency of the road, so that a greater proportion of participation pavement road skid.

文章编号：1009-6825(2016)14-0138-03

收稿日期：2016-03-04

作者简介：徐迎春(1972- )，女，工程师

中图分类号：U418.6

文献标识码：A