上海地区道路空洞排查和综合修复方法探讨

何智龙，凌宏伟

（1.上海市浦东新区市政工程建设事务中心，上海市 201210；2.上海浦东建筑设计研究院有限公司，上海市 201206）

0 引 言

上海市部分地区道路修建时间较久，目前一般通过常规日常养护和专项检测后进行大中修，可以解决路表坑槽、车辙、不平整、抗滑减弱、路面结构强度不足等典型病害。但是，近年来由于排水管道损坏或渗漏引发的水土流失、各类地下管道和地下构筑物施工引起的土地松动、路面结构破坏或路表路基水损害导致的土基空洞等多方面因素，造成道路路面局部坍陷或沉陷问题时有发生（见图1），对道路的正常交通通行和人员安全造成了一定的影响。因此，为消除安全隐患，同时避免道路损坏范围扩大，确保城市基础设施安全运行，对道路路面下空洞的提早发现、科学诊断、合理评估和及时针对性防治是非常有必要的。

现结合笔者近年参与的上海市相关项目研究和建设实践，对道路路面下空洞病害原因进行梳理，对相关检测和评估方法进行初步总结和分析，并提出若干修复技术对策，为今后的相关工作开展提供参考。

1 主要成因分析

从上海地区近年来发生的一些路面应急事件可以看到，道路空洞主要病害表现为道路路面的不均匀沉降、突发沉陷或坍塌等问题。根据目前经验，梳理和总结了若干主要成因：

一是原水泥混凝土路面板块接缝或裂缝处未做好接缝防水措施，或原沥青混凝土路面裂缝处未及时修补，造成基层、垫层等水损害，导致基层或路基长期渗入乃至浸润雨水，结构强度降低，最终形成道路路面下局部空洞。这种病害情况是由上至下发展而引发的，表现为道路路面下的浅层疏松或空洞。

二是随着道路沿线的经济发展，以及居民生活和企事业单位生产需要，对各类公用管线的需求逐年增加，近年来有大量采用非开挖技术新排的煤气、通信、上水等公用管道穿越道路，部分非开挖扩孔部分未及时进行加固修复，久而久之就引起土地松动的情况。这种病害情况是由下至上发展而引发的，表现为道路路面下的浅层或深层疏松或空洞。

三是雨、污水排水管道，以及各类公用管线存在破裂、沉陷、脱节、渗漏等问题，而导致管道顶部或周边的土体松动、下沉和水土流失的情况。这种病害情况也是由下至上发展而引发的，表现为道路路面下的浅层或深层空洞。

四是因原道路施工时，土体回填不密实或未很好地处理暗浜等软土地基, 造成土体的不均匀沉降，最终导致路面局部的不均匀沉降或沉陷。这种病害情况也是由下至上发展而引发的，表现为道路路面下的深层空洞。

五是因沿线地下建筑、地下轨道交通或地下市政工程等构筑物施工引起的道路下土体松动和水土流失。

另有一些路面坍塌事故是在自然条件下，受地质、地下水等综合作用引起的[1]。

综上所述，道路路面下引发空洞的原因有很多，有可能是单方面原因引起，也有可能是多方面综合因素导致。相关事故存在一定的不可预见性，安全隐患和可能造成的社会影响较大，如何有效诊断病害并及时防治显得尤为重要。

2 空洞病害排查的主要检测和评定方法

2.1 空洞病害排查的主要检测方法

根据《城镇道路养护技术规范》（CJJ 36—2016）[2]等现行技术规范，目前路面的技术状况评定内容包括：路面行驶质量、路面损坏状况、路面结构强度、路面抗滑等指标，但对于道路空洞的预防性检测和评价标准是有所缺失的。

现根据实践经验对主要成因分析后，初步总结了道路空洞病害的一些综合检测技术方法，类别包括：目测、检测和校验。主要的检测方法大致有6 类，具体见表1 所列。

表1 道路下空洞病害排查的主要综合检测方法一览表

路表沉降调查是通过人工巡查和测量等简单设备以目测方法，及时发现路表不均匀沉降点。弯沉检测则是采用常规路面弯沉仪等检测设备，及时发现路面结构强度不足和薄弱处。弯沉检测的成果案例如图2 所示。

图2 沥青混凝土路面弯沉检测结果案例图示（单位：mm）

地质雷达探测技术是一种借助频率在106～109Hz范围内的无线电波来确定地下介质分布的一种无损探测技术[3，4]。其主要原理是利用电磁脉冲接收地下不同介质界面的反射波，分析地下空洞的边界情况，判定地下介质的结构及界面的埋深，探测成果可以全面掌握老路路基、路面状况、管道顶部土体状况和道路下脱空、空洞等情况，检测成果案例如图3 所示。

图3 三维雷达数据水平切片分析图案例图示（单位：cm）

另外，由于地下管道的破裂、沉陷、脱节、渗漏等问题而导致管道顶部或周边的土体松动、脱空，会造成路面不均匀沉降和局部或整体空洞，因此管道检测和排查也尤为重要, 管道CCTV 检测成果案例如图4 所示。

图4 管道CCTV 成像结果案例图示

实践表明，空洞病害排查采用单一的手段来判断并不十分全面。比如：路表沉降和路面弯沉结果差并不代表路面一定存在空洞病害，地质雷达探测技术有时会受地下水、地下管线等的影响较大，地下管道损坏也不代表一定存在空洞病害等；经过对比，有部分空洞病害处的弯沉状况和雷达探测结果也并不一定相互对应。因此，路表沉降调查、路面弯沉检测、雷达探测、管道CCTV 检测等手段应结合使用，相互验证和判定，以更为全面、准确地评定空洞病害状况，这样才可以为道路隐患排查和维修方案的制定提供更为科学、有效的决策依据。

通过上述目测、检测手段初步判定的空洞病害，可采取“无损”或“微创”等低影响方法进行校验，主要通过浅层钻芯取样调查（有效深度一般在0.8～1.5 m），以及更深层钻孔（深度一般在1.5 m 以上）加以视频采集等手段进行验证。

2.2 空洞病害分类评定

首先，应收集现状道路的相关基础资料，包括：道路沿线地质资料。道路竣工资料，包括：路面结构、地基处理措施，以及地下管线、排水管道竣工资料等，作为空洞病害分类评定和修复方案制定的基础资料。

现根据实践经验，结合前述空洞病害排查的检测方法，总结了若干主要评定方法和分类（见表1）。

表1 道路下空洞病害主要评定方法和分类一览表

3 主要分类修复对策研究

3.1 路面结构下空洞修复对策

根据路面下空洞的深度、面积等进行路面结构和路基修复方案制定。一般道路和路基修复可采用开挖修复法和非开挖修复法。

道路下土体无局部疏松或明显空洞的，按常规道路路面维修标准进行路面维修。

A1 类，道路下土体有浅层（深度1.5 m 以内）局部疏松的情况，可采取非开挖修复法。局部疏松处可进行注浆等填充、加固法，并修复路面结构。

A2 类，道路下土体有浅层（深度1.5 m 以内）大面积疏松的情况，可采取开挖修复法。应采取开挖、路基加固等措施，并修复路面结构。

B1 类，道路下土体有浅层（深度1.5 m 以内）局部空洞的情况，可采取非开挖修复法。局部空洞处进行注浆或注泡沫混凝土等填充物进行加固，并修复路面结构。

B2 类，道路下土体有浅层（深度1.5 m 以内）大面积空洞的情况，可采取开挖修复法。应采取开挖、路基加固、回填空洞、分层压实等措施，并修复路面结构。

C 类，道路下土体有深层（深度1.5 m 以下）局部空洞的情况，可采取非开挖修复法，局部空洞较小处进行注浆等加固法，并修复路面结构。局部空洞较大的情况，可采取开挖修复法，开挖并回填空洞等措施，并修复路面结构，回填料应分层压实，开挖较深时需做好施工期基坑维护。

3.2 排水管道隐患修复对策

D 类情况，若排水管道损坏并引起路面下空洞或者存在其他较大隐患的，应先对排水管道进行病害维修，防止其因破裂、沉陷、脱节、渗漏等造成水土流失和沉降等病害的进一步发生,然后进行路面和路基加固修复。一般排水管道可采用开挖修复法和非开挖修复法进行分类修复。

对存在局部结构性缺陷的管段，优先选择非开挖修复方式，可采用地区较为成熟的施工方法，尽量减少对周边环境和交通的影响，缩短修复周期；对存在结构性缺陷较为集中或损坏严重的管段，采用整体式开挖修复，按原管位、管径、坡度、标高等开槽翻排；点状修复则采用土体注浆辅助修复。

3.3 公用管道隐患修复对策

上水管等其他公用管道的破裂、渗漏等也是引起路面下空洞的原因之一。经诊断发现该类情况的，应及时通知相关管线管理单位和养护单位，进行及时堵漏、加固和修复。

4 结 语

本文结合实践经验，对道路下空洞病害的主要成因进行了分析和梳理，初步总结提出了病害排查的主要综合检测方法，研究提出了空洞病害修复整治的若干对策。由于道路下空洞的成因较多，且地下各类设施相对复杂，路表下情况又不可见，为减少突发事故的发生，建议道路管理部门重视并加强道路空洞的巡查和检测工作，做到提早发现、科学诊断、及时防治。