全國路面塌陷事故各省市分布情況圖

表 2　典型路面塌陷事故

表 3　塌陷事故誘因、次數(shù)

1.工程概況

某市污水收集管網(wǎng)工程全長約9000m，所用HDPE管規(guī)格為De300～1200mm，管道基礎(chǔ)采用20cm碎石 （礫石砂）墊層基礎(chǔ)，管道間采用卡箍式彈性密封件接口，埋深5.5m，場地土類型主要為粉土和粉質(zhì)黏土，屬中軟土，地下水位平均埋深為5.06m，豐水期最小地下水位埋深為2.50m。工程竣工兩年后管道附近局部路面突然下陷，面層斷裂，深度******處約2m，面積約40㎡，且檢查井內(nèi)發(fā)現(xiàn)水流夾雜泥沙較多。無人員傷亡。

2.應(yīng)對措施

（1）緊急封閉事故路段交通，設(shè)立警示標(biāo)志，疏散無關(guān)人員。（2）道路管理部門協(xié)調(diào)排水等相關(guān)各方組織技術(shù)人員現(xiàn)場踏勘確定管道變形坍塌范圍，實(shí)施管道內(nèi)窺、探地雷達(dá)相關(guān)檢測，形成情況調(diào)查報(bào)告，確定處理方案。（3）對塌陷路段進(jìn)行開挖，為確保開挖時(shí)周圍地層穩(wěn)定，采用鋼板樁加內(nèi)撐進(jìn)行工作坑圍護(hù)，坑內(nèi)明排降水。（4）對附近路面設(shè)點(diǎn)監(jiān)測，防止二次坍塌。（5）更換破壞管道，道路按原設(shè)計(jì)予以恢復(fù)。（6）附近路段雷達(dá)檢測發(fā)現(xiàn)疏松不密實(shí)區(qū)域采用注漿處理。

3.原因分析

從承載機(jī)理上來講，HDPE管道屬于柔性管道，其上覆荷載由管道和管道周圍土體共同承擔(dān)，因此溝槽側(cè)原狀土力學(xué)性質(zhì)、溝槽回填材料種類和壓實(shí)質(zhì)量直接影響到管道的受力狀態(tài)。現(xiàn)場勘查檢測發(fā)現(xiàn)管側(cè)回填材料及壓實(shí)質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求；管道結(jié)構(gòu)復(fù)核驗(yàn)算發(fā)現(xiàn)溝槽側(cè)原狀土變形模量設(shè)計(jì)取值不合理；場地地下水位較高，在管道溝槽開挖過程中需要降水至基礎(chǔ)底面以下以利于施工，溝槽回填后，地下水位回升，管側(cè)土體受到浸泡，變形模量下降，對管道側(cè)向約束變小。受以上因素的綜合影響，管側(cè)土體不能按設(shè)計(jì)預(yù)期有效地提供水平抗力，上覆荷載大部分由HDPE管道承擔(dān)，從而產(chǎn)生較大變形直至發(fā)生破壞。管道周邊填土沖刷流失加快了上述過程。

4.工作建議

（1）道路管理部門應(yīng)盡快編制路面塌陷事故處理應(yīng)急預(yù)案，道路、供排水、路燈、燃?xì)?、電力等設(shè)施管理部門（產(chǎn)權(quán)單位）之間應(yīng)形成聯(lián)動機(jī)制，便于開展工作。（2）既有道路技術(shù)狀況調(diào)查應(yīng)充分考慮周邊排水管道影響，提倡“道排同治，綜合研判”。（3）具備條件地區(qū)應(yīng)盡快爭取資金開展全面的道路塌陷隱患技術(shù)排查工作。（4）新建道路、排水管道工程應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。

（二）地下工程施工導(dǎo)致掌子面失穩(wěn)

1.工程概況

某市地下工程施工，穿越地層為全斷面強(qiáng)風(fēng)化閃長巖層，遇水極易松散，節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水豐富，區(qū)間縱坡******7.32‰。該區(qū)間在施工過程中地面出現(xiàn)塌陷事故，路面下方出現(xiàn)約有共50m3的空洞。塌坑位置距地面約10m，上覆約7m的強(qiáng)風(fēng)化安山巖及約3m的填土，地下水位線距地面約3m。有數(shù)名人員被困。

2.應(yīng)對措施

（1）有關(guān)單位迅速成立工程搶險(xiǎn)組、交通調(diào)流組、管線搶修組、工程監(jiān)測組、綜合保障組，開展應(yīng)急處置工作。對事發(fā)路段進(jìn)行臨時(shí)交通管制。（2）組織人員現(xiàn)場全力搜救被困人員，采用人工配合機(jī)械清淤方式擴(kuò)大搜救范圍。（3）事故現(xiàn)場澆注混凝土，拋填加氣塊，并對工程本體及周邊環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測，防止二次塌陷。（4）邀請專家對現(xiàn)場救援處置工作進(jìn)行指導(dǎo)。（5）所有在建線路全面停工整頓，暗挖工程嚴(yán)格按規(guī)范要求做好掌子面封閉加固，設(shè)備停工做好倉內(nèi)保壓，確保掌子面土體穩(wěn)定和設(shè)備安全。停工期間，做好安全值守工作。（6）組織開展事故原因調(diào)查。（7）做好輿論宣傳工作，回應(yīng)社會關(guān)切。

3.原因分析

（1）設(shè)備掘進(jìn)至某環(huán)時(shí)，停機(jī)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動螺旋輸送機(jī)出土，渣土超排，導(dǎo)致土艙上、左中、右中土壓為0，土艙壓力不足以與開挖面的水、土壓力相抗衡，導(dǎo)致開挖面釋放應(yīng)力，掌子面失穩(wěn)，上方土體坍塌。（2）設(shè)備掘進(jìn)地層為強(qiáng)風(fēng)化閃長巖，巖體呈散體狀結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較差，該類型地層土壓設(shè)置偏低，極容易引起掌子面失穩(wěn)，發(fā)生地表沉降超限，進(jìn)而發(fā)生地面塌陷。

4.工作建議

（1） 提高地下隧道、軌道交通、綜合管廊等大型地下工程風(fēng)險(xiǎn)意識，開展全面的質(zhì)量安全檢查，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)源辨識、風(fēng)險(xiǎn)等級評估及風(fēng)險(xiǎn)防范措施。（2）加強(qiáng)施工監(jiān)測，建立第三方委托監(jiān)測制度，明確監(jiān)測單位報(bào)警職責(zé)。（3）完善加強(qiáng)項(xiàng)目現(xiàn)場安全質(zhì)量保證體系（人員、設(shè)備、制度、技術(shù)管理力量）。（4）加強(qiáng)重要關(guān)鍵工序條件驗(yàn)收。（5）建立健全突發(fā)事故應(yīng)急預(yù)案，落實(shí)防坍塌搶險(xiǎn)實(shí)戰(zhàn)演練。

（三）地下多處廢棄巷道導(dǎo)致地面塌陷

1.工程概況

某城市主干路，雙向8車道，全寬28m，路面結(jié)構(gòu)組成為10cm瀝青混凝土路面+30cm水泥穩(wěn)定碎石基層+30cm12%石灰穩(wěn)定土底基層，交通量大。2015年，K1+450～K1+475段出現(xiàn)路面沉降且局部塌陷損毀形成坑槽，坑槽面積約6㎡，最深處約35cm，無人員傷亡，但構(gòu)成安全隱患。此地為傳統(tǒng)礦區(qū)，路面以下30m處有多處廢棄巷道。

2.應(yīng)對措施

（1）封閉事故路段交通，設(shè)立警示標(biāo)志。（2）道路管理部門組織技術(shù)人員現(xiàn)場踏勘確定道路沉降范圍，實(shí)施探地雷達(dá)等相關(guān)檢測，形成情況調(diào)查報(bào)告，確定處理方案。（3）雷達(dá)檢測結(jié)果顯示該段道路下部地層20m范圍內(nèi)波形穩(wěn)定，同相軸連續(xù)，地層分布均勻，無強(qiáng)反射波出現(xiàn)，無明顯異常，未發(fā)現(xiàn)有明顯空洞或不密實(shí)區(qū)域。通過400MHz天線探測分析，該段道路下部1～3m范圍內(nèi)地層波形紊亂，同相軸斷裂，有部分強(qiáng)反射出現(xiàn)，雷達(dá)波衰減迅速。推測路面下部1～3m范圍內(nèi)地層松散、不密實(shí)或地層飽含水。局部開挖驗(yàn)證結(jié)果與雷達(dá)檢測結(jié)果相符。（4）對問題路段全面開挖，將含水量較大，不密實(shí)的土層全部挖除至堅(jiān)實(shí)土層，平整壓實(shí)，然后用級配良好的碎石土分層填筑碾壓至路床頂面，嚴(yán)格保證壓實(shí)質(zhì)量，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合市政道路路基設(shè)計(jì)、施工規(guī)范相關(guān)要求。依據(jù)原路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，恢復(fù)路面功能。（5）對事故路段設(shè)點(diǎn)長期觀測，如沉降不收斂，考慮采用注漿法充填巷道等措施根治路面沉降。

3.原因分析

雷達(dá)檢測20m范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)空洞，據(jù)道路管養(yǎng)人員反映，路面雖幾經(jīng)維修處理，但變形仍持續(xù)發(fā)生，故推測與深部巷道有一定關(guān)系。長期變形積累、交通荷載等都對路面結(jié)構(gòu)有一定的損傷。

 4.工作建議

（1）加強(qiáng)采空區(qū)范圍城市道路巡查密度，建立問題路段檔案。（2）應(yīng)盡快查明道路下伏采空區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，收集相關(guān)資料，開展采空區(qū)穩(wěn)定性評價(jià)，研判其對道路的實(shí)際影響。（3）對問題路段加強(qiáng)變形監(jiān)測，結(jié)合道路改造提升予以妥善處理。

三 目前的主要困難

1.受資金不足等問題束縛，不能及早地針對隱患采取措施。筆者在實(shí)地調(diào)查中發(fā)現(xiàn)有很多城市道路下面的排水設(shè)施老化，形成了安全隱患，但是由于資金不足，治理工作遲遲未開展。2.路面塌陷事故誘因復(fù)雜，往往牽涉到道路、供排水、路燈、燃?xì)?、熱力、沿線建設(shè)單位等多個部門（產(chǎn)權(quán)單位），工作難以協(xié)調(diào)。3.責(zé)任難以劃分，因此需要專業(yè)鑒定機(jī)構(gòu)介入做出準(zhǔn)確判斷。4.技術(shù)手段尚有缺陷。

四 防治對策

（一）全面開展轄區(qū)內(nèi)路面塌陷事故調(diào)查摸底工作。以山東省為例，應(yīng)面向全省各地市，尤其是沿黃粉土、粉質(zhì)黏 土分布廣闊的地市，如東營、濱州、聊城、菏澤等地，組織人員進(jìn)行塌陷事故的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，調(diào)查內(nèi)容側(cè)重總體數(shù)量、事故范圍，塌陷深度、水文地質(zhì)情況、附近管道類型、接口型式、后續(xù)處理措施，總結(jié)事故發(fā)生特點(diǎn)、時(shí)空分布規(guī)律，分類精準(zhǔn)施治。

（二）道路主管單位應(yīng)盡快向上級部門爭取專項(xiàng)資金，組織開展道路地下病害體安全隱患排查，具備條件的應(yīng)委托專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)開展相關(guān)工作。應(yīng)重點(diǎn)排查部位有：公交車站、路口等重車啟停路段；已出現(xiàn)沉降路段、地下采空區(qū)路段；軌道交通等地下工程建設(shè)影響路段；供排水管涵年代久遠(yuǎn)、破損滲漏的路段等。要把城市道路地下病害體檢測與評價(jià)作為一項(xiàng)重要內(nèi)容納入到道路養(yǎng)護(hù)工作中來，相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范也要隨之更新。

（三）由道路管養(yǎng)部門牽頭，各有關(guān)部門參與，形成長期協(xié)同機(jī)制，共享信息，增強(qiáng)綜合研判和協(xié)同治理能力，落實(shí)應(yīng)急預(yù)案的演練。山東省目前正在推動市政基礎(chǔ)設(shè)施信息管理系統(tǒng)省級平臺建設(shè)，可專門就此增設(shè)板塊，系統(tǒng)權(quán)限按需分級，把各地地下病害體巡查、檢測數(shù)據(jù)信息建立在3S技術(shù)(GPS、RS、GIS)之上，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)融合，以提高工作效率。此類平臺的建設(shè)給協(xié)同機(jī)制的形成提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

（四）關(guān)口前移，提高道路排水工程設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，加強(qiáng)新建道路排水工程施工質(zhì)量控制。筆者在追溯多起路面塌陷事故的過程中，發(fā)現(xiàn)事故起因與設(shè)計(jì)、施工均有關(guān)聯(lián)，甚至需負(fù)主要責(zé)任。如設(shè)計(jì)中未充分考慮水文地質(zhì)條件，一味簡單套圖，選擇不合適的管材和工藝等，不尊重當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，缺乏客觀判斷，同時(shí)在施工中未能嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，不規(guī)范行為屢有發(fā)生，給工程埋下了安全隱患。因此需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案論證和施工質(zhì)量監(jiān)管。

（五）深挖探地雷達(dá)等既有技術(shù)手段潛力，探索研發(fā)新技術(shù)，如管內(nèi)雷達(dá)等，更精準(zhǔn)地給問題定性，同時(shí)新的傳感技術(shù)如筆者與山東大學(xué)合作研發(fā)的拉敏式土工格柵等在采空區(qū)、巖溶區(qū)路基抗變形設(shè)計(jì)中得以應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了路基塌陷的早期預(yù)警。

（作者：連峰　張旭光　劉治　張廣龍　劉近龍）

（作者單位：山東省建筑科學(xué)研究院有限公司；山東省淄博市城市管理服務(wù)中心）