路面塌陷問題原因分析及預防

楊承霖

（中國石油西部管道甘肅輸油氣分公司 甘肅蘭州市 730030）

路面塌陷問題原因分析及預防

楊承霖

（中國石油西部管道甘肅輸油氣分公司 甘肅蘭州市 730030）

道路塌陷已成為最主要的城市災害，使社會經濟遭受了嚴重損失，對其成因的研究及制定預防措施具有重要的理論意義及工程實用價值。結合工程相關的資料，查明了道路塌陷異常區的分布、地下地層差異壓實及管線破損情況，并得出了地質和水文地質條件是決定路面塌陷發生的內在因素，而路面的荷載及潛水面與污水管的水勢是路面塌陷的直接原因，對路面塌陷問題原因進行探討。

路面坍塌；原因分析；預防對策

1 引言

近年來，道路塌陷已成為城市的一大地質災害，我國各大城市均陸續發生路面塌陷，且有同一地點多次塌陷的情況。這給城市交通、地面建筑、地下設施造成嚴重破壞，甚至導致人員傷亡。因此，對其成因機制的研究及制定防治措施已迫在眉急，是當前城市道路塌陷研究的一個熱點問題。本文對路面坍塌問題的原因進行了分析，并提出了相應的防治措施，對今后道路塌陷的進一步研究、減少災害損失有較大的參考價值。

2 工程概況

2.1 工程背景

2.1.1 項目實施的背景

蘭州作業區在今年的幾次強降雨后，站內出現大量下沉坍塌，地面坍塌造成水泥路面、彩磚、滲水磚破壞嚴重，對人員巡檢造成一定的安全隱患，同時嚴重影響了站場視覺效果，建議進行回填整改。

2.1.2 項目實施依據

甘肅輸油氣分公司12月專項維修計劃。

2.1.3 地理位置

蘭州作業區蘭州原油商業儲備庫。

2.2 現場施工條件

2.2.1 地理環境條件

蘭州由于地處大陸內地，遠離海洋，大陸性氣候顯著，降水偏少，日光充足，蒸發量非常大，氣候非常干燥。春季干旱多風，夏季酷暑，降水集中，秋季涼爽，冬季寒冷少雪，全年平均氣溫6℃左右，年平均降水量在300～500mm之間。

2.2.2 外部依托

蘭州作業區站場整治施工地點，距作業區站控制室大約為500m，距當地中心醫院大約為1.5km，據消防隊大約為350m，距派出所大約為2km，發生緊急情況時可以得到及時有效的救援。

2.3 主要工程內容及工程量

2.3.1 主要施工內容

蘭州作業區出現大量下沉坍塌，造成彩磚損壞嚴重，相關施

工單位對其進行回填整改，對損壞的消防路面進行混凝土恢復以及彩磚、滲水磚更換平整。

2.3.2 主要工作量

（1）需要拆除原來舊的彩磚面積：閥組區650m2；計量區370m2。

（2）需要重新鋪設滲水磚面積：閥組區650m2；計量區370m2。

（3）三七土鋪設面積大約為900m2，碎石鋪設面積大約為900m2。

（4）巡檢路滲水磚鋪設面積大約為18m2。

（5）損壞道牙石更換400m。

（6）破除400m2水泥路面，向下挖掘30cm，使用3：7灰土進行回填夯實，用商品混凝土恢復表層，再對表面進行伸縮縫切割。

3 路面塌陷問題原因分析

根據現有收集資料，研究區內并無采礦活動和地下工程建設，基巖為上石炭統-二疊系碎屑巖，推測地表塌陷應該與采空區、隧道、地下墓群等無關，也不可能是巖溶縫洞塌陷造成的。同時，針對海泰東路9個鉆孔20m深度內土體進行了飽和粉土液化判定實驗，其粘粒含量為3～14.3%，為非液化土層。因此前人提出的“液化說”也不適用于本研究區。綜合分析認為該區塌陷的原因是軟塑土差異壓實，側向發生了位移，管線發生了破損，地下的土體被掏空，地表發生了塌陷。

3.1 公路負載過重

經濟的發展不僅引起了車流量增加，而且隨著運輸行業的發展更大載重的貨車受到歡迎。貨運量的增加直接引起對消防路載重的要求升高，再加上很多違規超重現象的發生，對公路的破壞力度越來越大。車輛載重過多通過公路時，引起路面向下彎沉，路基下層受到的拉力變大，當上層壓力過大時可能導致路基下層受力太集中引起斷裂，下層斷裂上層結構就很難維持，導致路面塌陷發生。

3.2 施工材料不勻導致沉降

公路建設需要的砂石種類比較多，砂礫石料的大小不一，填充的次序也不盡相同。通常是大的石塊打基礎，再用小的沙石填充縫隙，其次澆灌其他材料。監管不嚴的工地可能存在就地取材的現象，就近取的沙石規格不統一，硬度也千差萬別，質量無法與標準材料相比。這種施工材料的運用可能導致公路建成一段時間后，路面振動導致施工材料填充不勻重新沉降，產生很多的縫隙，降低路面承重能力，引起路面塌陷問題。

3.3 地下空洞因素

在建設公路之前，需要對當地的土質巖層進行勘測，但是不排除有的地方有動物洞穴的存在，例如老鼠等地下穴居的動物，它們的洞穴會引起路基土壤疏松，大大降低上層路面的承重能力。有的施工項目忽略了這些情況，當公路建成通車后，由于振動，壓迫等原因可能導致洞穴坍塌，巖層疏松，可能引起地下其他管道受壓過大破裂，進而導致路面塌陷。

3.4 施工回填時壓實度不夠

蘭州均為濕陷性黃土地區，其路基均為黃土，供水、弱電、綠化噴淋等專業管線溝槽回填不密實，有部分溝槽至今未回填。其溝槽沉陷、雨水從溝槽內進入路基，直接造成路面沉陷。水活動的動力條件：1.5m寬中間綠化隔離帶區域，綠化方為滿足種樹的寬度，將路緣石后背灰鑿除，水從路緣石后背滲入路基。路基回填土受水浸濕，土體結構迅速被破壞，產生顯著附加變形或下沉，隨著在水的動力作用下，土體被侵蝕和搬運。

4 路面塌陷預防對策

4.1 道路沉降及管線變形監測

當進行地下工程施工時，臨近的道路或管線由于地下土層被擾動，道路會發生沉降，當沉降量較大以及管線變形過大發生斷裂、滲漏時，道路存在塌陷的危險。通過測量手段對施工影響區域內的道路沉降及管線變形進行監測，可以一定程度掌握道路沉降及管線變形趨勢，提前發出預警，避免道路塌陷發生。

4.2 老舊管線的檢查與維修

為了對老舊管線的狀態進行有效控制，必須建立動態的隱患排查治理臺賬，清晰掌握地下管線權屬、建設年代、運行狀況、安全狀況、運行維護責任等。對排查出的隱患落實治理，實行分級管理，依輕重緩急用明顯標志區分，并制定消隱計劃。管道漏水現象具有經常性和長期性的特點，不能期望一次檢測解決漏損問題，只有通過長期的、經常性的、常規化檢測才能有效地減少管道缺陷。對于人員可以進入的大管徑管道，可以考慮由檢測人員直接進入檢查并記錄，但應采取足夠的措施保證人員安全；對于小管徑或不適于進入的管線常用的檢測方法有CCTV檢測、聲納探測等。管道分析評估主要依據CCTV或聲納檢測設備所拍攝的視頻錄像或斷面掃描圖像，對管道狀況進行評價，最終得出管道總體狀況，之后采用開挖法或翻轉法等非開挖修復技術對排水管道結構性缺陷進行修復。

4.3 雷達探測道路空洞

探地雷達技術應用于道路工程主要是基于道路下方介質電性差異，利用高頻電磁波進行探測。地下空洞、地下松散區或地層含水量異常區與周邊物質具有明顯的電性差異而構成較強的電磁波反射界面。道路下方存在空洞時，由于空氣的介電常數為1，較周圍土體的介電常數小得多，所以電磁波傳播速度較高；當空洞中含水后，受水的影響相對介電常數較大；若空洞內形成破碎、疏松的堆積物，與周圍物質的導電性、介電常數、電磁波的傳播速度、波幅等也存在不同，因此便于識別。對于城市道路空洞探測，常用100M或80M天線，其有效探測深度約為5m，再深的位置測試其精度就很難保證了。在城市道路塌陷時有發生的情況下，實施常規化的地下空洞探測，減少道路塌陷事故是非常有必要的。

5 結束語

綜上所述，解決路面塌陷的問題只有從塌陷產生的原因和機理入手，尤其是對于地下工程施工對道路土體造成的擾動及老舊管線破裂滲漏問題需要認真分析和對待。本文結合蘭州作業區給出了道路塌陷的防治對策：塌陷前，應制作牢固基底及管線覆土采用中粗砂，泥質互層的方式充填。塌陷發生后，應區別對待，灌漿法與砂石填充法有機結合，防止再次發生塌陷。降低人為因素的影響，著力于提高路基質量，是減少路面坍塌的關鍵。因此，重視施工中的質量控制，嚴格路基質量管理，減少路面塌方事故數量是可以實現的。

[1]胡郭軍.路面坍塌原因分析及其預防措施[J].科技風，2015（09）：135～136.

[2]高明生.城市道路坍塌原因分析及預防措施[J].市政技術，2014（11）：39～42.

[3]柴愛紅.路面塌陷成因及處理要點分析[J].山西建筑材，2013（13）：149～150.

TU478

A

1673-0038（2015）35-0326-02

2015-8-13