上海地區(qū)道路空洞排查和綜合修復(fù)方法探討

何智龍，凌宏偉

（1.上海市浦東新區(qū)市政工程建設(shè)事務(wù)中心，上海市 201210；2.上海浦東建筑設(shè)計研究院有限公司，上海市 201206）

0 引 言

上海市部分地區(qū)道路修建時間較久，目前一般通過常規(guī)日常養(yǎng)護和專項檢測后進行大中修，可以解決路表坑槽、車轍、不平整、抗滑減弱、路面結(jié)構(gòu)強度不足等典型病害。但是，近年來由于排水管道損壞或滲漏引發(fā)的水土流失、各類地下管道和地下構(gòu)筑物施工引起的土地松動、路面結(jié)構(gòu)破壞或路表路基水損害導(dǎo)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問題時有發(fā)生（見圖1），對道路的正常交通通行和人員安全造成了一定的影響。因此，為消除安全隱患，同時避免道路損壞范圍擴大，確保城市基礎(chǔ)設(shè)施安全運行，對道路路面下空洞的提早發(fā)現(xiàn)、科學(xué)診斷、合理評估和及時針對性防治是非常有必要的。

現(xiàn)結(jié)合筆者近年參與的上海市相關(guān)項目研究和建設(shè)實踐，對道路路面下空洞病害原因進行梳理，對相關(guān)檢測和評估方法進行初步總結(jié)和分析，并提出若干修復(fù)技術(shù)對策，為今后的相關(guān)工作開展提供參考。

1 主要成因分析

從上海地區(qū)近年來發(fā)生的一些路面應(yīng)急事件可以看到，道路空洞主要病害表現(xiàn)為道路路面的不均勻沉降、突發(fā)沉陷或坍塌等問題。根據(jù)目前經(jīng)驗，梳理和總結(jié)了若干主要成因：

一是原水泥混凝土路面板塊接縫或裂縫處未做好接縫防水措施，或原瀝青混凝土路面裂縫處未及時修補，造成基層、墊層等水損害，導(dǎo)致基層或路基長期滲入乃至浸潤雨水，結(jié)構(gòu)強度降低，最終形成道路路面下局部空洞。這種病害情況是由上至下發(fā)展而引發(fā)的，表現(xiàn)為道路路面下的淺層疏松或空洞。

二是隨著道路沿線的經(jīng)濟發(fā)展，以及居民生活和企事業(yè)單位生產(chǎn)需要，對各類公用管線的需求逐年增加，近年來有大量采用非開挖技術(shù)新排的煤氣、通信、上水等公用管道穿越道路，部分非開挖擴孔部分未及時進行加固修復(fù)，久而久之就引起土地松動的情況。這種病害情況是由下至上發(fā)展而引發(fā)的，表現(xiàn)為道路路面下的淺層或深層疏松或空洞。

三是雨、污水排水管道，以及各類公用管線存在破裂、沉陷、脫節(jié)、滲漏等問題，而導(dǎo)致管道頂部或周邊的土體松動、下沉和水土流失的情況。這種病害情況也是由下至上發(fā)展而引發(fā)的，表現(xiàn)為道路路面下的淺層或深層空洞。

四是因原道路施工時，土體回填不密實或未很好地處理暗浜等軟土地基, 造成土體的不均勻沉降，最終導(dǎo)致路面局部的不均勻沉降或沉陷。這種病害情況也是由下至上發(fā)展而引發(fā)的，表現(xiàn)為道路路面下的深層空洞。

五是因沿線地下建筑、地下軌道交通或地下市政工程等構(gòu)筑物施工引起的道路下土體松動和水土流失。

另有一些路面坍塌事故是在自然條件下，受地質(zhì)、地下水等綜合作用引起的[1]。

綜上所述，道路路面下引發(fā)空洞的原因有很多，有可能是單方面原因引起，也有可能是多方面綜合因素導(dǎo)致。相關(guān)事故存在一定的不可預(yù)見性，安全隱患和可能造成的社會影響較大，如何有效診斷病害并及時防治顯得尤為重要。

2 空洞病害排查的主要檢測和評定方法

2.1 空洞病害排查的主要檢測方法

根據(jù)《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（CJJ 36—2016）[2]等現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范，目前路面的技術(shù)狀況評定內(nèi)容包括：路面行駛質(zhì)量、路面損壞狀況、路面結(jié)構(gòu)強度、路面抗滑等指標，但對于道路空洞的預(yù)防性檢測和評價標準是有所缺失的。

現(xiàn)根據(jù)實踐經(jīng)驗對主要成因分析后，初步總結(jié)了道路空洞病害的一些綜合檢測技術(shù)方法，類別包括：目測、檢測和校驗。主要的檢測方法大致有6 類，具體見表1 所列。

表1 道路下空洞病害排查的主要綜合檢測方法一覽表

路表沉降調(diào)查是通過人工巡查和測量等簡單設(shè)備以目測方法，及時發(fā)現(xiàn)路表不均勻沉降點。彎沉檢測則是采用常規(guī)路面彎沉儀等檢測設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)強度不足和薄弱處。彎沉檢測的成果案例如圖2 所示。

圖2 瀝青混凝土路面彎沉檢測結(jié)果案例圖示（單位：mm）

地質(zhì)雷達探測技術(shù)是一種借助頻率在106～109Hz范圍內(nèi)的無線電波來確定地下介質(zhì)分布的一種無損探測技術(shù)[3，4]。其主要原理是利用電磁脈沖接收地下不同介質(zhì)界面的反射波，分析地下空洞的邊界情況，判定地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)及界面的埋深，探測成果可以全面掌握老路路基、路面狀況、管道頂部土體狀況和道路下脫空、空洞等情況，檢測成果案例如圖3 所示。

圖3 三維雷達數(shù)據(jù)水平切片分析圖案例圖示（單位：cm）

另外，由于地下管道的破裂、沉陷、脫節(jié)、滲漏等問題而導(dǎo)致管道頂部或周邊的土體松動、脫空，會造成路面不均勻沉降和局部或整體空洞，因此管道檢測和排查也尤為重要, 管道CCTV 檢測成果案例如圖4 所示。

圖4 管道CCTV 成像結(jié)果案例圖示

實踐表明，空洞病害排查采用單一的手段來判斷并不十分全面。比如：路表沉降和路面彎沉結(jié)果差并不代表路面一定存在空洞病害，地質(zhì)雷達探測技術(shù)有時會受地下水、地下管線等的影響較大，地下管道損壞也不代表一定存在空洞病害等；經(jīng)過對比，有部分空洞病害處的彎沉狀況和雷達探測結(jié)果也并不一定相互對應(yīng)。因此，路表沉降調(diào)查、路面彎沉檢測、雷達探測、管道CCTV 檢測等手段應(yīng)結(jié)合使用，相互驗證和判定，以更為全面、準確地評定空洞病害狀況，這樣才可以為道路隱患排查和維修方案的制定提供更為科學(xué)、有效的決策依據(jù)。

通過上述目測、檢測手段初步判定的空洞病害，可采取“無損”或“微創(chuàng)”等低影響方法進行校驗，主要通過淺層鉆芯取樣調(diào)查（有效深度一般在0.8～1.5 m），以及更深層鉆孔（深度一般在1.5 m 以上）加以視頻采集等手段進行驗證。

2.2 空洞病害分類評定

首先，應(yīng)收集現(xiàn)狀道路的相關(guān)基礎(chǔ)資料，包括：道路沿線地質(zhì)資料。道路竣工資料，包括：路面結(jié)構(gòu)、地基處理措施，以及地下管線、排水管道竣工資料等，作為空洞病害分類評定和修復(fù)方案制定的基礎(chǔ)資料。

現(xiàn)根據(jù)實踐經(jīng)驗，結(jié)合前述空洞病害排查的檢測方法，總結(jié)了若干主要評定方法和分類（見表1）。

表1 道路下空洞病害主要評定方法和分類一覽表

3 主要分類修復(fù)對策研究

3.1 路面結(jié)構(gòu)下空洞修復(fù)對策

根據(jù)路面下空洞的深度、面積等進行路面結(jié)構(gòu)和路基修復(fù)方案制定。一般道路和路基修復(fù)可采用開挖修復(fù)法和非開挖修復(fù)法。

道路下土體無局部疏松或明顯空洞的，按常規(guī)道路路面維修標準進行路面維修。

A1 類，道路下土體有淺層（深度1.5 m 以內(nèi)）局部疏松的情況，可采取非開挖修復(fù)法。局部疏松處可進行注漿等填充、加固法，并修復(fù)路面結(jié)構(gòu)。

A2 類，道路下土體有淺層（深度1.5 m 以內(nèi)）大面積疏松的情況，可采取開挖修復(fù)法。應(yīng)采取開挖、路基加固等措施，并修復(fù)路面結(jié)構(gòu)。

B1 類，道路下土體有淺層（深度1.5 m 以內(nèi)）局部空洞的情況，可采取非開挖修復(fù)法。局部空洞處進行注漿或注泡沫混凝土等填充物進行加固，并修復(fù)路面結(jié)構(gòu)。

B2 類，道路下土體有淺層（深度1.5 m 以內(nèi)）大面積空洞的情況，可采取開挖修復(fù)法。應(yīng)采取開挖、路基加固、回填空洞、分層壓實等措施，并修復(fù)路面結(jié)構(gòu)。

C 類，道路下土體有深層（深度1.5 m 以下）局部空洞的情況，可采取非開挖修復(fù)法，局部空洞較小處進行注漿等加固法，并修復(fù)路面結(jié)構(gòu)。局部空洞較大的情況，可采取開挖修復(fù)法，開挖并回填空洞等措施，并修復(fù)路面結(jié)構(gòu)，回填料應(yīng)分層壓實，開挖較深時需做好施工期基坑維護。

3.2 排水管道隱患修復(fù)對策

D 類情況，若排水管道損壞并引起路面下空洞或者存在其他較大隱患的，應(yīng)先對排水管道進行病害維修，防止其因破裂、沉陷、脫節(jié)、滲漏等造成水土流失和沉降等病害的進一步發(fā)生,然后進行路面和路基加固修復(fù)。一般排水管道可采用開挖修復(fù)法和非開挖修復(fù)法進行分類修復(fù)。

對存在局部結(jié)構(gòu)性缺陷的管段，優(yōu)先選擇非開挖修復(fù)方式，可采用地區(qū)較為成熟的施工方法，盡量減少對周邊環(huán)境和交通的影響，縮短修復(fù)周期；對存在結(jié)構(gòu)性缺陷較為集中或損壞嚴重的管段，采用整體式開挖修復(fù)，按原管位、管徑、坡度、標高等開槽翻排；點狀修復(fù)則采用土體注漿輔助修復(fù)。

3.3 公用管道隱患修復(fù)對策

上水管等其他公用管道的破裂、滲漏等也是引起路面下空洞的原因之一。經(jīng)診斷發(fā)現(xiàn)該類情況的，應(yīng)及時通知相關(guān)管線管理單位和養(yǎng)護單位，進行及時堵漏、加固和修復(fù)。

4 結(jié) 語

本文結(jié)合實踐經(jīng)驗，對道路下空洞病害的主要成因進行了分析和梳理，初步總結(jié)提出了病害排查的主要綜合檢測方法，研究提出了空洞病害修復(fù)整治的若干對策。由于道路下空洞的成因較多，且地下各類設(shè)施相對復(fù)雜，路表下情況又不可見，為減少突發(fā)事故的發(fā)生，建議道路管理部門重視并加強道路空洞的巡查和檢測工作，做到提早發(fā)現(xiàn)、科學(xué)診斷、及時防治。