城市路面塌陷特征及防治对策分析

城市路面塌陷特征及防治对策分析

周利澹 1

重庆交通大学 土木工程学院，重庆 400074

摘要：随着城市的快速发展及各项基础设施的建设，导致城市路面塌陷呈波动式上升，影响正常生活秩序，严重威胁群众生命安全。城市路面塌陷的特征主要有突然性、复发性和严重性等，引起路面塌陷的主要原因有水文地质的影响、地下空洞、城市隧道工程施工的影响等。本文根据城市路面塌陷的特征及原因，提出相关的防治对策。

关 键 词：路面塌陷；城市；特征；对策

地面塌陷是指地表岩、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的一种动力地质现象，具有隐蔽性、突发性、群发性、复杂性等特点^[1]。与其发生密切相关的是地质条件和作用因素，其中不仅是由于降雨在时间和地区上的过度集中，也与人们为了进行经济工程活动而违反自然规律密切相关。为此，白凌燕等分析了北京的采矿地面塌陷和工程地面塌陷这两种地面塌陷类型的致灾因子^[1]；李智强指出土层因素、管道渗漏和管道回填是引起城市路面塌陷的主要原因，并将城市地面塌陷的发育过程分为细颗粒流失、隐伏土洞形成和临界塌陷状态三个阶段^[2]。高明生统计了部分城市道路塌陷事故的原因和危害，指出道路沉降和管线变形监测时应注意的问题^[3]。

本文通过分析总结有关国内路面塌陷相关文献，研究城市由工程引起的路面塌陷，分析其特点和成因，提出防治对策，以达到进一步认识路面塌陷灾害并降低灾害损失的目的。

1 城市路面塌陷特征

1.1 隐蔽性和突发性

路面塌陷在发生前虽然路面还未有任何损坏迹象，但往往其路基或地基内已有空洞形成，因此常规方法难以检测。而塌陷的发生往往只在片刻之间，预警措施又很难及时提出。所以，当路面塌陷的隐蔽性与突发性相结合时，就加大了塌陷的危害程度。

1.2 群发性和复发性

路面塌陷的实质是路面下土体内部存在连续的空洞，导致路面承载力不足，因此当其中一处路面塌陷时，必然会加剧其周边地区的水土流失，若未对该地区进行全面和详细的检查，仅仅只控制某处塌陷，那么塌陷就很容易复发。

1.3 严重性

路面塌陷的突发性往往会导致行人或车辆掉入坑中，造成路面建筑物的破坏，危及人民群众的人身及财产安全。若塌陷造成对地下管线，如电力、热力、燃气管线的损坏，后果则更加严重。同时，突发性路面塌陷很可能引起群众恐慌，不利于社会和谐。

2 城市路面塌陷成因分析

2.1 不良水文地质条件影响

我国地域幅员辽阔，水文地质条件多样，许多城市的地质条件都十分复杂。以南京市为例,南京市地貌以丘陵岗地为主，其城市中心区位于由长江河漫滩、滁河河漫滩、秦淮河漫滩等三部分组成的平原区，地下水资源较丰富。近年来南京市地下工程的施工，基础设施建设工程量大，工程塌陷多发生在人口密集区，危害极大，已成为一种新型灾害^[4]。

2.2 地下空洞因素

受天然地质的影响，一些城市路面下方可能存在有蚁穴、兽洞或天然溶洞等，有些城市还遗留有过去工程所形成的空洞。这些情况可能在某些道路施工时被忽略或未引起足够重视。在水的作用下，路基土体进入洞中，导致路基密实度下降；或道路通车后，先前的空洞由于车辆通过的振动而导致坍塌，进而引起路面塌陷^[5]。

2.3 过度开采地下水

当深层地下水被过度开采时，承压含水层的向上水头压力下降，土壤浮力降低。同时，土中孔隙水被排出导致水位急剧下降，土体内孔隙水的压力转移到了土体骨架后降低。在自重作用下土体压密，土体体积减小，引起地层变形，导致表层土体承载力不足。

2.4 城市隧道工程施工的影响

城市隧道工程主要包括地下铁道、公路隧道、穿越障碍物的各种地下通道以及各种市政地下工程和地下人防设施等^[6]。近几年来，以城市地铁隧道和城市道路隧道为主体的大型城市隧道工程的施工过程中，可能会使道路地基的稳定性受到影响，从而形成产生空洞、盖层的条件，甚至有可能因为施工开挖而直接产生崩落、盖层，由此产生塌陷的隐患，或产生致塌力而激活道路中已存在的塌陷隐患，最终导致道路塌陷。

2.5 老旧地下管线破裂漏水

地下管线破裂、地下管线渗水、漏水是路面塌陷的重要原因之一。许多地方的地下管道由于长期的使用，很可能会出现破损或发生泄漏，而渗漏的水将土颗粒冲走，导致路面下的土层非常疏松，从而形成了地下空洞。如果遇到大暴雨，水量将大幅增加，塌陷很可能会同时发生。

3 城市路面塌陷防治对策分析

由于城市中发达的经济和完善的基础设施，一旦发生路面塌陷，必然会扩大灾害的破坏效应，因此路面塌陷的防治刻不容缓。大部分的路面塌陷是可以通过防治而避免的。所以，我们应该端正和树立正确的理念，即“预防为主、治理为辅、防治结合”^[7]。

3.1 探查与监测

增加城市地质勘探的资金、技术投入，找出存在塌陷隐患道路的空间分布特征。

探查地下管线的分布和地下管线的工作状况。维修保养或更换老旧管线。加强对路面的定期检查与监测，尤其是要加强分层沉降监测，同时要重点关注暴雨过后重点时段的检查。

3.2 监督与管理

严格控制所在地区的地下水，减少地下水位的下降，避免地基土产生干缩和湿胀，并控制路面的变形。在进行施工时尽量减少对地下岩土体的扰动；建立集中供水设施以减少压水井的数量，减少渗流通道。推进城市地下综合管廊的建设。综合管廊的建设可以集规划、设计、施工和管理于一体，将地下各类管线都容纳于管廊内并留出够检修人员行走的通道^[8]。

4 结语

城市道路塌陷属于人为的自然灾害。路面塌陷具有隐蔽性，突发性，群发性，复发性和严重性的特点，主要原因有：水文地质、地下空洞、地下管线的破损、地下隧道工程的施工、地下水开采过度。并且塌陷的发生往往是由多种不利因素相结合而导致。其中，城市隧道工程施工是重要原因之一。对路面塌陷进行处治时，应以预防为主的前提下，注意防治相结合。

参考文献(References)：

1. 白凌燕，何静，王继明. 北京市地面塌陷特征与致灾因子分析[J]. 地质灾害与环境保护，2011，22(4):41-49.

2. 李智强.城市道路塌陷成因与机理分析[J]. 华东公路，2013(4):3-5.

3. 高明生.城市道路塌陷原因分析及预防措施[J]. 市政技术，2014(增刊1):39-42.

4. 张泰丽，周爱国，冯小铭等. 南京市地面塌陷发育特征及防治对策[J]. 中国安全科学学报，2011，21(3):3-8.

5. 陶连金，袁松，安军海. 城市道路地下空洞病害发展机理及对路面塌陷的影响[J]. 黑龙江科技大学学报，2015，25(3):289-293.

6. 施成华. 城市隧道施工地层变形时空统一预测理论及应用研究[D].长沙：中南大学，2007.

7. 胡聿涵，白玉川，徐海珏. 近10年中国城市道路塌陷原因及防治对策分析[J]. 公路，2016，61(09):130-135.

8. 钟雷，马东玲，郭海斌. 北京市市政综合管廊建设探讨[J]. 地下空间与工程学报，2006，(S2)：1287-1292.