排除城市地面塌陷風(fēng)險方法探討

宗俊秀

(江蘇省南京工程高等職業(yè)學(xué)校，江蘇 南京 211100)

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶來了城市化建設(shè)的速度加快，城市地面塌陷的事故頻繁發(fā)生，僅僅在2021年，我國的地面塌陷事故就達(dá)到285起。有時地面塌陷會毫無預(yù)警的出現(xiàn)在城市的道路上，來往車輛和行人不注意就會掉入塌坑之中，生命安全受到挑戰(zhàn)。因此，應(yīng)對城市地面塌陷要有排查和預(yù)警，為以后的道路修建提供經(jīng)驗教訓(xùn)，保證城市道路暢通無阻。

1 城市地面塌陷概述

1.1 地面塌陷的內(nèi)涵及危害

地面塌陷是指地表巖、土體受自然因素作用或人類工程活動影響向下塌落，并在地面形成塌陷坑(洞)而造成災(zāi)害的一種過程，具有隱蔽性和突發(fā)性[1]，形成原因復(fù)雜并且可能會在同一路段出現(xiàn)多處塌陷。地面之所以會塌陷本質(zhì)上是因為塌陷的地方路面下土地空洞，承受不住地面的壓力，一處地面塌陷往往還會伴隨著附近也會道路塌陷的現(xiàn)象發(fā)生。因此，相關(guān)人員在對地面塌陷進(jìn)行治理修復(fù)的時候，應(yīng)該對附近的區(qū)域也進(jìn)行全面的探測，防止再有塌陷發(fā)生。

地面塌陷不容易被發(fā)現(xiàn)，但是一旦塌陷就會迅速的塌出一個坑，有大有小，塌陷速度快，塌陷大的地方危害程度極大。在2018年，廣東省佛山市的一處地面塌陷就奪去了11條鮮活的生命，還有8人受傷，1人失聯(lián)，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)5 000萬以上。除了人民的生命財產(chǎn)安全，地面塌陷還會破壞城市的基礎(chǔ)設(shè)施。城市的地下排水管道、熱力管道、電力設(shè)施等都會受到影響，造成人們的恐慌，影響人們的正常生活。

1.2 地面塌陷的原因

基于上述的說法，地面塌陷主要是由自然和人為導(dǎo)致的。人為原因包括地鐵、隧道的修建會造成地下的水土流失；地下排水管道保養(yǎng)不慎、過度老化會導(dǎo)致管道破裂，噴出的水會直接沖刷路基，造成地下空洞；地下水的過度開采導(dǎo)致地下空洞；道路施工的過程中，地基處理沒有做好，造成淺表和局部的塌陷；人類聚集，活動頻繁加大了地面塌陷的風(fēng)險。自然因素包括城市的土質(zhì)疏松，容易發(fā)生空洞，地震、火山還有暴雨加速了土層的陷落。但城市地面的塌陷主要是人為原因所致。

2 排除地面塌陷的方法

2.1 施工方面

想要減小地面塌陷的風(fēng)險，首先就要從施工方面入手。

修路公司在設(shè)計道路的時候，要對即將施工的道路進(jìn)行全面的風(fēng)險排查，對有風(fēng)險的地方立即進(jìn)行填土處理，將地下路基壓實，減小日后水管破裂對路基的沖擊風(fēng)險。還要對施工路面的水管進(jìn)行防護(hù)維修，做好防水處理，避免水管破裂，水體高噴而出。除了水管，其他地下管道和地下設(shè)施都應(yīng)該做好防水處理。加強(qiáng)各類地下管線在規(guī)劃設(shè)計階段的管理，盡量建設(shè)綜合管溝，將沒有安全隱患可以共同埋沒的管線設(shè)計在綜合通道內(nèi)[2]。將各種管道綜合管理之后，能避免施工時將管道破壞，也避免施工時重復(fù)開挖，將壓實的土層再次松動開來。

地下路基設(shè)計好之后要對地面進(jìn)行排水的設(shè)計，防止路面積水下沉，對于地勢低洼的地區(qū)要進(jìn)行填土處理，以免日后會有雨水大量堆積，壓迫地下管道。對于施工的工人要進(jìn)行培訓(xùn)，很多的工人并沒有修建道路的專業(yè)知識，因此，在進(jìn)行修建道路前，工程的負(fù)責(zé)人應(yīng)該對施工工人進(jìn)行相關(guān)知識的培訓(xùn)，保證在施工的過程中不出差錯。

政府在將道路建設(shè)承包給公司的時候，要對公司進(jìn)行全方位的考察，判斷公司是否有從業(yè)資格，謹(jǐn)防假冒。要規(guī)定道路的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，讓公司按照標(biāo)準(zhǔn)去修路，并且在修路的過程中政府要派人不定期地去抽查，查看修路的過程中，施工隊有沒有偷工減料。修完路要仔細(xì)的驗收，確保道路的質(zhì)量。

2.2 成立路面塌陷監(jiān)管小組

對于經(jīng)常發(fā)生地面塌陷的城市，政府應(yīng)成立路面塌陷監(jiān)管小組，負(fù)責(zé)地面塌陷風(fēng)險的排查和預(yù)警。監(jiān)管小組應(yīng)定期排查路面塌陷風(fēng)險，在多雨的季節(jié)應(yīng)加大排查力度。

地面監(jiān)管小組應(yīng)設(shè)立詳細(xì)制度，制定地下水的開采標(biāo)準(zhǔn)，避免地下水開采過度，埋下日后路面塌陷的隱患。并在道路兩旁設(shè)置綠化帶，多種樹木，在吸收空氣中的二氧化碳的同時樹木的根部還能深入地下，防止水土流失。但是要注意樹木與管道的距離，可以將樹木深入地下種植，在管道之下，避免樹木的根部與管道相互影響。

同時也要注意地下水的監(jiān)管，一旦地下水位大幅度下降，就應(yīng)該對此路段設(shè)置禁止通行的地標(biāo)，防止行人過多路面承受不住壓力發(fā)生坍塌，也保護(hù)人們的人身安全。監(jiān)管小組要治理公路超負(fù)荷運行的現(xiàn)象，在容易超載的路段設(shè)置交警站，在高峰時期派交警站崗指揮，確保道路運行通暢。

3 排查地面塌陷風(fēng)險的方法

隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代的地質(zhì)勘測技術(shù)能夠有效的對城市地面進(jìn)行勘探，排查地下空洞。城市地面監(jiān)管小組該利用地質(zhì)勘測手段對地面塌陷風(fēng)險進(jìn)行排查，當(dāng)然，地質(zhì)勘探的裝備需要政府配備。

3.1 探地雷達(dá)的應(yīng)用

探地雷達(dá)是一種無損探測技術(shù)，根據(jù)地下介質(zhì)的電性差異，利用天線向地下發(fā)射電磁脈沖，并接收由地下不同介質(zhì)界面的反射波，通過分析反射波的特征和路徑時間，可以分析判斷地面塌陷的范圍埋深和地下土體類型等[3]。

探地雷達(dá)現(xiàn)在已經(jīng)能用車載的方式進(jìn)行地質(zhì)勘測，三維雷達(dá)可以設(shè)置多通道同時采集數(shù)據(jù)，可搭載車輛進(jìn)行高密度、快速探測，適應(yīng)性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，具有較高的探測精度和分辨率。

三維車載探地雷達(dá)能對勘測地段進(jìn)行迅速的數(shù)據(jù)采集，但對車速有要求，車速不能過快也不能過慢，按照正常的行駛速度行駛就可以。在正常的行駛路上就能將相關(guān)數(shù)據(jù)采集，不影響道路交通。

單用一臺探地雷達(dá)測的數(shù)據(jù)可能會有偏差，所以，需要同時采用多臺探地雷達(dá)對路段進(jìn)行勘測，三臺就可以，但注意要選擇不同研發(fā)單位，中心頻率不同赫茲的雷達(dá)系統(tǒng)。將三臺雷達(dá)采集的數(shù)據(jù)做對比，對共同的異常點進(jìn)行開挖論證、如果真有空洞的情況出現(xiàn)，立即填洞加固處理。

3.2 管道檢測技術(shù)

3.2.1 管道潛望鏡

管道潛望鏡是一款操作簡單，既快速又高效地探測城市地下管道的工具?？赏ㄟ^操作桿將自帶探照攝像頭的潛望鏡放到管道口，通過遠(yuǎn)程操控，將管道內(nèi)的狀況透過監(jiān)視器展現(xiàn)出來。管道潛望鏡也可以進(jìn)行錄像，方便維修管道的技術(shù)人員隨時查看。

3.2.2 管道檢測機(jī)器人

管道檢測機(jī)器人可以代替維修工人進(jìn)入管道內(nèi)查看管道的情況，會對管道進(jìn)行電視成像，能對管道實施全方位的檢查?？萍枷冗M(jìn)的管道機(jī)器人還能針對管道的問題生成規(guī)范的檢測評估報告，能給工人維修管道提供專業(yè)實效的建議。

對管道的維修保養(yǎng)，關(guān)乎路基的安全，從而降低地面塌陷的風(fēng)險。

3.3 淺層地震技術(shù)

淺層地震勘探技術(shù)是利用反射波法通過人工激發(fā)的地震波分析勘測地帶地層結(jié)構(gòu)和巖性等信息的方法。

在城市中應(yīng)用淺層地震技術(shù)勘探地下空洞也是可以的。淺層地震波需要人為制造震源，對于城市來說用炸藥制造震源當(dāng)然是不行的，可以用錘擊震源。錘擊震源使用方便又安全，既可以激發(fā)橫波也可以激發(fā)縱波。但錘擊震源有一定的局限性，勘測的極限深度為100m，激發(fā)的地震波頻帶比較窄，主頻低分辨率也低，不過對于測城市道路地下空洞也足夠了。要想測得更準(zhǔn)確一些可以用陸地氣槍震源，這個就需要疏散人群。如果還想要更進(jìn)一步，那就用上述的雷達(dá)探測法。

淺層勘探技術(shù)的使用方法是將多個地震檢波器安置在被勘探地帶的地表，地震波到達(dá)時會引起地表微弱的震動，這時地震檢波器會將這微弱的震動轉(zhuǎn)換成微弱的電信號，將電信號通過電纜輸送給地震儀記錄。需要注意的是，在勘探現(xiàn)場要設(shè)置正確的觀測系統(tǒng)和觀測儀的參數(shù)。觀測系統(tǒng)就是電纜、檢波器、各個檢波器之間的距離還有檢波器與地震激發(fā)點的距離，它們的位置和排列方式就是觀測系統(tǒng)，這些距離被稱為觀測系統(tǒng)參數(shù)。地震儀在工作時設(shè)置的采樣間隔時間，采樣的數(shù)目等被稱為觀測儀的參數(shù)。對于新采樣的地點需要進(jìn)行幾遍參數(shù)測試來選取最準(zhǔn)確最合適的參數(shù)。

淺層地震波法除了可以查找一定規(guī)模的隱伏空洞、采空、巖溶外，還可以借助鉆孔進(jìn)行波速測試，且可在地面利用瑞雷波法實現(xiàn)測試，所以條件具備時可以考慮進(jìn)行治理前或治理后效果評價[4]。

4 公眾避免和降低地面塌陷帶來傷害的方法

4.1 政府應(yīng)加強(qiáng)地面塌陷預(yù)警知識的宣傳

地面塌陷雖然具有突發(fā)性、隱蔽性的特點，但是有時也會在塌陷之前顯示出一些預(yù)兆。地面將要發(fā)生塌陷的路段如果附近有泉水或者是井水，那么泉水或井水的水位會突然的上升或下降，水質(zhì)也會忽然之間就變得渾濁起來或者會翻砂，還有可能會伴有氣體的產(chǎn)生。可過往行人基本上是不會往井或泉里看的，所以，氣體的產(chǎn)生就是一個比較容易觀察到的異常景象。如果地面有積水，地面的積水也會異常，會冒泡，會有旋流。

地面即將塌陷的路段地面的形態(tài)會發(fā)生變化，地面突然間出現(xiàn)裂縫，裂縫呈環(huán)形不斷向外擴(kuò)展，局部地方地面會有鼓起或下沉的現(xiàn)象，如果在安靜的地方還有可能會聽到土層掉落的聲音。但是城市里的道路就沒有安靜的地方，所以不建議大家通過聲音的方式來判斷路面是否塌陷，見到路面有裂縫就趕緊遠(yuǎn)離。地面塌陷前附近的建筑物也會發(fā)出聲響，墻體會開裂或者整個建筑物會傾斜。如果真的聽到路面或者建筑物的發(fā)出聲音，收起好奇心，趕緊遠(yuǎn)離危險的建筑物和路段。地下土層的陷落會時附近的植物形態(tài)發(fā)生變化，會突然間下沉或者歪斜，動物也會慌張不安。

政府應(yīng)將地面塌陷的預(yù)警印刷成冊，通過社區(qū)或者敬老院發(fā)給不經(jīng)常接觸網(wǎng)絡(luò)的老人；通過網(wǎng)絡(luò)的微信、抖音、快手等新媒體平臺向網(wǎng)絡(luò)用戶宣傳；通過學(xué)校向?qū)W生宣傳。幫助人們判斷地面塌陷，規(guī)避地面塌陷帶來的危險。

但政府加強(qiáng)對地面塌陷知識宣傳的同時，還要在宣傳的頁面上醒目地標(biāo)注上不是所有的地面塌陷都會有上述那些明顯的特征，再次強(qiáng)調(diào)地面塌陷是有隱蔽性和突發(fā)性的。要教育人們在發(fā)現(xiàn)有人掉進(jìn)塌坑時要及時撥打120和119，伸出援助之手。但是地面塌陷也會有再次發(fā)生的可能，所以要向公眾強(qiáng)調(diào)伸出援助之手是要及時請專業(yè)的人員來救援，或者借用可用的工具，不要貿(mào)然前往，使自己也陷入危險之中。

4.2 政府應(yīng)宣傳自救的知識

萬一真的不幸掉進(jìn)地面塌坑之中，應(yīng)雙手抱頭減小掉落物對頭部的傷害，雙手抱頭時應(yīng)注意用小臂護(hù)住臉部，毀容是小事，對眼睛或者是鼻子造成不可逆的傷害會影響一生。同時要把臉埋在雙膝之間，保留呼吸的空間。掉入塌坑之中不要驚慌失措，保持鎮(zhèn)定，不能緊急往坑外爬，要小心地挪動身體，防止因為劇烈的震動使其他物體掉落下來造成二次傷害。待穩(wěn)定之后要護(hù)住口鼻，地面塌陷必定會伴有塵土的產(chǎn)生，地下的塵土由于長時間不見陽光可能會帶有細(xì)菌，護(hù)住口鼻，因此避免吸入塵土。吸入細(xì)菌會造成肺部細(xì)菌感染，嚴(yán)重時會危及生命。

待一切穩(wěn)定之后檢查手機(jī)能否打電話，如果可以就立即撥打急救電話，如果手機(jī)損壞就要大聲呼救。若長時間沒有人前來的話要注意保存體力。如果身邊有管道，就用石頭敲擊管道以引起過路人的注意。

若汽車掉進(jìn)了塌坑，那就要等到汽車穩(wěn)定之后迅速逃離汽車，可以借助汽車向外攀爬。如果被困在汽車內(nèi)，打開車窗，同樣大聲呼救或利用手機(jī)呼救。但上述自救方法都只針對意識清醒的人，如果出現(xiàn)地面塌陷，發(fā)現(xiàn)的人應(yīng)立即撥打相關(guān)人員的電話，請專業(yè)人士來前來處理。政府可以用上述同樣的方法宣傳自救知識，同時也要將相關(guān)部門的電話在宣傳頁面表示出來。

5 總 結(jié)

城市地面塌陷破壞性大，自我國步入快速的城市化建設(shè)道路以來，地面塌陷曾給城市居民帶來的災(zāi)難，極大地影響了人們的生活，嚴(yán)重時甚至?xí){生命安全。因此，對于城市地面塌陷的防治，需要政府引導(dǎo)。在施工時就要將地面塌陷的風(fēng)險考慮進(jìn)去，夯實路基，采用質(zhì)量高的地下管道；建立地面道路監(jiān)管組織，購買能查出地面塌陷隱患的勘測裝備，做到及早發(fā)現(xiàn)，及早防范，減少地面塌陷發(fā)生的幾率。但城市地面塌陷的影響因素多種多樣，地面塌陷是會突發(fā)的，即使預(yù)防也會有突發(fā)的情況，所以，政府要對地面塌陷的相關(guān)知識多加宣傳，也要對自救知識進(jìn)行宣傳。風(fēng)險排查和遇到危險自救能最大限度地降低地面城市塌陷的發(fā)生，也盡可能地保證人民的生命安全，將塌陷給人們帶來的傷害降到最低。