摘要：近年来，我国城市频繁发生城市道路塌陷事故，影响了城市正常秩序和人民生命财产安全，引发了社会广泛关注。该文对部分城市道路塌陷事故成因、采取的对策措施，道路塌陷成因和检测技术进行了分析，并在此基础上提出了对策，为城市道路塌陷预防提供建议。
       近年来，我国城市建设迅猛发展，伴随着城市地下空间的不断开发利用，全国各地频繁发生城市道路塌陷灾害事故。特别是近三年来，全国范围的城市道路塌陷灾害开始进入集中爆发期。当前灾害发生呈现出，范围大、频次高、财产损失重大等特点。
       大范围：目前，城市道路塌陷灾害的发生已经遍及全国各个省市，从北京、上海、广州、深圳这样的一线城市，到郑州、太原这样的二线城市，以及兰州、银川这样的西部边远城市均有发生，甚至张家口、大同、保定这样的中等城市也同样面临着不断发生塌陷灾害的严重威胁。
       高频次：不仅在全国范围，即便在一座城市中，道路塌陷灾害发生的频次越来越高，呈现普遍集中爆发的特点。2012年，北京市市区道路全年严重塌陷灾害次数高达300余次；2017年，深圳市发生严重道路塌陷238次。
       生命财产损失愈发惨烈：当前，全国范围导致多人死伤的恶性道路塌陷灾害事故接连发生，生命财产损失惨烈。2012年哈尔滨市一处塌陷灾害4人坠坑，2死2伤。2013年深圳一处塌陷灾害6人坠坑5死1伤。
       全国范围的城市道路塌陷灾害接连发生，造成了重大的生命财产损失和恶劣的社会影响，直接威胁到公众安全，影响了城市的和谐可持续发展，灾害防范治理已经刻不容缓。
       通过对部分城市道路塌陷案例的成因分析可以看出，地下空洞、地下水位变化幅度大对路基稳定性产生影响、路基土被地下管网损坏产生的动水冲刷、淘蚀，土粒随水流失、地下被破坏或掩埋的防空洞及较大规模的空洞体、车辆荷载超标造成路面承载力不足、施工扰动土体，回填不实等等都是造成城市道路塌陷的原因。

       典型案例分析
       太原市汾河以东的中北部地区属于典型的湿陷性黄土区和老城区，2009年至2015年连续发生20余次大面积、大深度塌陷事故。道路塌陷一般伴随着输水、排水管道断裂。其中2015年十月北中环从敦化北路至新敦北化路口之间300余米长的路段上连续发生4次大面积塌陷，最大的一次塌陷面积30平方米。据太原市市政工程管理处分析，塌陷事故之前地下空洞早已形成，空洞的形成是一个不断积累和渐变的过程，土体受水的作用逐渐流失形成空洞。主要成因包括：湿陷性黄土在水的浸润下强度降低，形成凹陷，在水流冲刷下极易发生水土流失；市政排水、自来水、热力老化渗漏，长时间冲刷土基形成空洞；砖砌检查井防水效果差，在井内积水、雨水、环卫冲洗道路水通过井室渗漏、沿管线冲刷导致土体流失；二十世纪六七十年代修建的防空洞老化、坍塌，形成土体流失的空间等。
       北京市2007至2009年发生严重道路塌陷事故277起，特别是2012年北京发生7.21水灾之后短时间内发生道路塌陷灾害近百处。根据北京市市政工程设计研究总院、北京市政一建设有限责任公司分析，7-9月是北京市主汛期，降水丰沛，地下水位变化幅度大，对路基稳定性影响大，易形成道路塌陷。北京市道路塌陷的成因还包括：道路改扩建提高了道路等级，原慢车道、人行道改为车行道，但路基与管线基础、管线覆土深度未提高，在重载车辆荷载作用下可能破坏管线设施，导致道路塌陷；地下管线施工回填不实、地铁施工扰动、地下设施施工降水打破原来土壤平衡，导致土壤疏松，在地下水和各类扰动作用下发生淘蚀现象，最终导致空洞的产生；地下管线尤其是给排水管线渗漏、穿孔、断裂对周边土基冲刷，带走泥土，长期发展形成富水、疏松、空洞；废弃防空洞、排水沟出现破损及塌方，在水和各类扰动作用下，大量泥土进入洞中，形成空洞；地质、地下水作用，如断层裂隙带，黏土、沙土厚度较厚，地下水超采等。
       银川市西夏区的路面经常出现一些陷坑，这些陷坑直径小则1米，大则数米，这些陷坑经常出现在污水井或污水管道接缝附近，陷坑附近先是出现冒水、微小沉陷或环装裂缝，如不及时处理，在车辆经过时随时都有塌陷的危险。根据宁夏固原建筑管理站、宁夏大学等分析认为，路面塌陷是因为路基土被水冲刷、淘蚀，土粒随水流失引起的。其中动水是土产生渗透破坏的罪魁祸首，动水的来源包括给水管道漏水、排水管道堵塞导致水压压差增高、排水管道溢水、绿化灌溉用水。其次，银川市属于黄土土质，土质疏松，孔隙度大、透水性高、强度低，填充于粗颗粒间的细颗粒易随水流而产生潜蚀。第三，路面塌陷与修筑排水系统密切相关，排水管道接口，管道与检查井接口在管道铺设完毕或砌筑完成后常存在回填不实，土随水进入排水系统流失。
       2011年之前的几年时间内，兰州市伏龙坪城市道路在金属文件柜厂西围墙段多次发生塌陷事故，且每次发生塌陷的地点都十分相似。中国市政工程西北设计研究院勘察分院通过对道路塌陷周边环境分析，认为导致道路塌陷原因主要有以下几点：塌陷区域分布有众多的防空洞，已经被破坏或掩埋；陷坑附近分布有较大规模的空洞体，经连续多年坍塌，剩余土层厚度约7米，在车辆震动下发生冒顶；降雨沿道路流淌渗透导致湿陷性黄土强度降低，在空洞体附近塌落，引发塌陷；排水管道破裂溢水冲刷电力、通信管线周边回填土，导致水土流失。
       2014年4月至12月短短8个月的时间，郑州市西三环发生了18次塌陷。郑州大学力学与工程科学学院研究认为，西三环塌陷的因素主要有以下几点：道路交通压力大，荷载超标，造成地面承载力不足；新建管道扰动土体，回填不实；旧管道老化渗漏，潜蚀管道周边土体；新老路基结合极易产生差异沉降；路基土壤主要为中细沙、粉砂和粉质黏土，在长期地质作用下存在较多裂隙，受水冲刷易形成松散土体或空洞；地下水超采导致的不均匀沉降。

       各地根据成因分析结果分别采取了相应的应对措施
       首先是提高设计、施工标准，如对湿陷性路基黄土进行换填、改进检查井防水处理、推广应用综合管沟等。同时开展新建排水管道、运行排水管道视频检测与评估，对设施隐患整理存档，提出改造计划；对供热、供水管道开展检测评估，发现漏水隐患及时处理；对非输水管道检查井定期检查井内积水，并及时排除。在此基础上，加强城市道路地下空洞雷达探测。
       太原市自2013年开展管道检测、隐患排查以来，同时通过对重点区域开展空洞探测，及时处置了一批隐患，但如何更准、更快的探测地下空洞仍处于探索阶段。
       采用探地雷达、调查等手段对旧沟、人防、溶洞开展调查与安全评估，采取注浆或开挖回填等措施进行处理。按照群防群策的原则，对重点路段，在重点时期进行重点巡查，尤其是地下施工路段、汛期前后。强化地下管线施工管理，减少由于地下管线施工回填不实引发的路面塌陷。开展地下穿越工程安全影响评价及监测，在设计和施工指标上进行严格控制。
       在2017年11月16日-17日中规划协地下管线专业委员会年会在西安举行，原北京市市容市政管理委员会地下管线管理处处长、中规划协地下管线专业委员会顾问专家吴其伟介绍，北京市自2012年开展全市地下管线消隐和道路大修五年滚动计划项目五年计划项目。其目的是实现地下管线消隐项目与道路大修工程同步实施，工作内容包括管线单位建立五年的结构性隐患排查信息数据、道路部门建立五年的道路大修数据库，通过进一步落实“管路互随”理念，动态提升“管”“路”施工计划匹配率，促进地下管线消隐工程与道路大修工程同步实施，逐步减少反复开挖道路的“马路拉锁”现象，保障市民出行便利与安全。通过该项工作的实施，全市百公里地下管线事故由2011年的8.70起下降至2016年的1.55起；2014年以来，共有66条道路大修与77项地下管线消隐工程同步实施，减少了路面反复开挖的“马路拉锁”现象；2012年以来，地下管线自身结构性隐患事故数量下降了69%，由地下管线结构性缺陷引发的道路塌陷同步大幅减少。
       银川市引起路面塌陷的主因是地基土的性质和动水，但地基土的处理工程量大，不经济，仅在局部范围内采取地基土处理措施，防治重点工作是排水管道接口和检查井处理改造。具体包括：设计、施工时做好管道接口与检查井的防渗漏措施；采取地面防水和排水措施，使地表雨水等集中有序进入排水收水口；改善路边绿化灌溉方法。
       查明不良地质因素与塌陷区域基岩特征，采取应力管桩加土工栅格地基处置
兰州市早期道路塌陷治理一方面采取调查与工程地质测绘的方法，查明影响道路稳定的人类工程活动或不良地质因素，另一方面采取钻探、重型触探等方法查明塌陷区域基岩特征，判断道路塌陷的成因与发展方向。对由大埋深人防、地下溶洞体引发的道路塌陷处置采取预应力管桩加土工栅格地基处置。
       据兰州市勘察测绘研究院地理信息中心张清彦主任介绍，2017年开始开展了部分道路雷达探测并启动了兰州市道路地下安全预警系统建设项目。一是通过探地雷达等先进的技术手段，对兰州市域内道路塌陷隐患进行普查，查明这些隐患的具体位置、规模、深度、病害等级、风险等级，建立道路地下病害体数据库。二是集成基础地理信息框架数据、地下管线数据、钻孔勘探数据、以及城市地铁及人防数据，应用计算机网络技术、地理信息系统技术、二三维一体化技术、虚拟现实技术，以群测群防、群专结合的方式，辅以完善的管理体系和管理机制，建立一整套道路地下病害体的管理和道路塌陷预警与防治体系。
       郑州市早期道路塌陷治理一是对已经形成的塌陷进行针对性修复，并进行施工备案；二是对可能发生塌陷路段进行探查预防处理，探查目标为地下管线和空洞，探查范围为交通压力大和新老路基结合道路。
       据郑州市市政工程管理处扶涛涛科长介绍，当前郑州市道路塌陷防治由应急处置向预防为主、标本兼治转变。一是建立网格化管理体系，做到设施巡查全覆盖、无缝隙。二是建立道路塌陷应急抢修队，加强突发事件应急处置能力机制。三是采用探地雷达检测车探测地下隐患（脱空和空洞），填充空洞，以治标。四是采用CCTV和QV等手段检测排水管道隐患，以治本。五是引进非开挖修复技术对排水管道和路基空洞进行修复。

       对城市道路塌陷成因分析、检测技术现状与应用效果
       城市道路塌陷成因分析
       城市道路塌陷灾害的现场调查和科学研究表明，引起空洞塌陷灾害的诱因包括：地下管线老化渗漏、管线施工回填不实、非开挖铺设地下管线、城市内涝、深基坑施工、地铁施工扰动、地下人防等设施老化坍塌、湿陷性黄土垮塌、溶洞垮塌等，这些诱因直接或间接作用于管线及管线周围的土体，最终引发道路塌陷灾害事故。
       对于一般城市道路，绝大多数的塌陷灾害与城市地下管线直接相关并在空间上紧密伴生。各种诱因导致地下管线损坏或直接使管线周围土体松散，由于各种流水因素作用下发生土体流失，在管线周围产生空洞，空洞逐步发展扩大并最终导致上部路面塌陷发生灾害。




       检测技术现状与应用效果
       对城市道路下方隐伏的空洞进行探测作业，由于交通繁忙，环境干扰大，常用的工程物探方法，如高密度电法、浅层地震法、瞬变电磁法等难于施展，应用效果差，成本高，速度慢，难以大范围应用，而探地雷达具有现场实施方便、抗外部环境干扰、作业快速便捷、探测效率高，分辨率高、实施成本低廉等优势，成为当前城市道路塌陷隐患普查探测的首选技术手段和唯一现实可行的方法。国内外多年来的科学研究和工程应用实践，充分证明了探地雷达在城市地下空洞普查探测领域工程实践中表现的良好性能和取得的显著成效。
       形成有现实塌陷隐患的病害体是一个不断积累、由量变到质变的过程，探地雷达对于埋深较大、规模较小的地下病害体，或者引发这些病害的管道病害难以发现。供水管道漏水、排水管道缺陷、各类管道沟和检查井缺陷是一般城市道路塌陷的主要成因，供水管道漏水探测、排水管道CCTV检测等技术已经成熟，并普遍应用，效果良好。
        太原、北京、郑州、深圳等城市在道路塌陷预防工作中将重点路段雷达探测与管道结构性缺陷检测相结合，取得了比较好的效果。尤其是北京市自2012年以来，将地下管线结构性缺陷排查、隐患消除与城市道路五年大修相结合，地下管线自身结构性隐患事故数量下降了69%，由地下管线结构性缺陷引发的道路塌陷同步大幅减少。

       对策
       第一，基于对道路塌陷病害成因的认识，一般城市道路塌陷病害检测与治理应坚持标本兼治的原则。即道路塌陷病害检测的同时，采取经济合理、快速高效的手段对引发道路塌陷的因素进行检测与分析；道路塌陷病害治理的同时对诱发道路病害的地下管道同步进行治理，可以更有效治理道路病害，减少道路塌陷病害反复发生。
       第二，基于对道路塌陷与管道病害检测技术的认识，一般城市道路塌陷病害检测与治理应采取综合方法，以互为补充，弥补单一方法的不足。城市道路塌陷病害检测与下地下管线病害检测同步实施，对于城市一般道路以车载雷达系统实施快速普查，开展地下空洞、脱空、疏松等病害体探测，并同步开展供水管道漏水探测、排水管道CCTV检测、各类管道沟、人防通道、检查井调查等。采取综合方法，相互补充、交叉验证既可以提高资料解释的准确性，也可以更早的发现导致道路塌陷的地下管道病害，进而采取措施将这些隐患消灭在萌芽中。
       第三，对于地质断层带、旧有防空洞周边宜采取多种物探方法进行勘测，对于地铁施工、深基坑施工周边道路宜采取监测和探测相结合的方法。
       第四，城市道路塌陷在时间上具有突发性，在空间上具有隐蔽性、普遍性和随机性，在成因上具有复杂性，其预防与治理是一个长期的过程。因而，建设网格化群防群策、群专结合应急保障管理体系以应急；按一定周期开展城市道路地下病害体、地下管线隐患排查以治标；建设城市道路地下病害体、地下管线、地下空间的管理和预警防治综合管理系统以治本。  刘春明