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2024-03-15


 

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√ 改造老旧管网——两个“10万公里”,彰显住建担当

√ 代表委员访谈 | 全国人大代表、学会理事龚绪龙建议:建设区域地下物流系统 提高长三角集约用地水平

 今年年底,聊城将实现城市建成区雨污合流管网清零

√ 管网知识 | 排水管网得了什么病?

 城市道路塌陷与地下管线的关系

改造老旧管网——两个“10万公里”,彰显住建担当

 

 

政府工作报告提出,加快完善城市地下管网。3月9日下午,十四届全国人大二次会议举行记者会,住房城乡建设部部长倪虹在回答记者提问时提出了这项工作的目标和安排——继续加大城市的燃气、供水、污水、供热等老旧管网的改造力度,今年再改造10万公里以上。
据记者了解,在2023年年初召开的全国住房城乡建设工作会议上,倪虹部长同样提出了“新开工城市燃气管道等老化更新改造10万公里以上”的目标。一年来,住房城乡建设系统上下共同努力、攻坚克难、砥砺前行,圆满完成了这项任务,得到了人民群众的赞许。
我们知道,目前我国很多地下管线老化,导致城市内涝、燃气爆炸等灾害事故多发,影响了城市正常生活秩序,对广大人民群众的生命财产安全造成了一定威胁。老旧管网改造因而成为广大人民群众的民生期盼。
一个“再”字,彰显了住房城乡建设部门坚持以人民为中心、满足人民日益增长的美好生活需要、回应民之所盼的责任担当;两个“10万公里”,体现了住房城乡建设部门持续发力、久久为功、千方百计增进民生福祉的决心信心。
作为城市更新的一项重要举措,在推进老旧管网改造过程中,必然会面临许多问题和挑战。但我们相信,住房城乡建设部门在总结以往经验的基础上,通过采取更多举措、落实更多行动,持续发力、纵深推进,优化地下管网配套建设,提升城市承载力,一定会将倪虹部长提出的“建设好城市建设的‘里子’工程,并将其打造成‘良心’工程”这项任务完成好、落实好,促进城市高质量发展,保障人民群众的生命财产安全。
                                                                 来源:中国建设新闻网

 
代表委员访谈 | 全国人大代表、学会理事龚绪龙建议:建设区域地下物流系统 提高长三角集约用地水平

 

代表委员访谈
 

城市地下空间是城市未来发展的重要增长极,地下空间的开发与利用关系着国土空间治理,近年来愈发受到人们关注。这也是全国人大代表、江苏省地质调查研究院地质科技与成果处处长龚绪龙关心和研究的领域。

今年全国两会上,长期从事城市地下空间资源调查评价和精细探测相关工作的龚绪龙,带来了一份关于在长三角建设区域地下物流系统的建议。

 

 

01.“若能利用地下空间资源在长三角城市群建设城市间区域地下物流系统,可在节约土地资源、缓解交通压力、减少环境污染等方面发挥重要作用。”龚绪龙表示。
 

长三角区域是“一带一路”与长江经济带的重要交汇地带,也是我国经济最具活力、开放程度最高、创新能力最强、吸纳外来人口最多、物流最繁忙的区域之一。这一区域以全国4%的土地承载了超过全国22%的综合货运量。但与之相伴的,则是交通拥堵、交通事故频发、物流成本居高不下、环境污染等“大城市病”问题凸显。

今年1月发布的《2023中国城市地下空间发展蓝皮书》显示,截至2022年底,中国城市地下空间呈现“三心六片三轴”的总体发展格局,其中“三心”便包括了长三角城市群。这里也是我国新时期实现“功能复合、立体开发”集约紧凑型发展的重要区域。

在龚绪龙看来,在长三角城市群建设城市间区域地下物流系统有其必要性。

“地下物流系统不仅是解决‘大城市病’的重要途径,且相比传统货运更为集约、经济、安全、环保。”龚绪龙说。

 

02.他用几组数据作出比较:地下物流系统较扩建沪宁高速和在沪宁高速旁新建高速相比,分别可节约土地资源约186.15公顷、645.32公顷;地下物流系统不占用永久基本农田、生态保护红线,且每年可减少地面货运产生的等效碳排放96.89万吨。此外,城市间区域地下物流系统还是长三角城市群物流应急保障的重要抓手。

对此,基于前期研究结果,龚绪龙建议,推动沿沪宁高速先行示范建设城市间区域地下物流系统,制定发展战略目标和具体任务,发挥先行示范效应。同时,还应建立健全相应的规划管理体系,将地下物流系统布局规划纳入长三角城市群国土空间规划范畴,并逐步建立开发审批、产业推进、行业管理、市场准入和质量监管等相关落地配套政策。此外,在地下物流系统规律认识、资金筹措、产业化发展等方面尚不成熟前,对地下物流系统可能涉及的地下空间资源以“规划预留为主”,为后续发展留出空间。

 

03.“应加快城市间区域地下物流系统技术集成与创新。”龚绪龙建议。

 

需要注意的是,地下物流系统建设涉及地质勘查、城市规划、物流、地下空间、交通工程等多学科交叉领域,各项技术尚难以统合。这对于技术集成是一大挑战。

 

“加快城市间区域地下物流系统在“地质调查”“专项规划编制”“复杂基础设施大数据控制与集成”等多个领域的技术集成与创新,由此带动长三角城市群地下物流行业高质量发展。

 

                                                               来源:《中国自然资源报》


 

今年年底,聊城将实现城市建成区雨污合流管网清零

聊城市人民政府新闻办于3月7日召开“读懂市政府工作报告”主题系列新闻发布会—城市提质专场,市住房和城乡建设局党组书记、局长张亚介绍了2023年的工作成果和未来城市提质的重点任务。

 

 

张亚表示,过去一年,市住建局围绕绿色低碳理念,积极推动城市更新行动,致力于维持房地产业平稳运行,不断完善住房保障体系,加强名城保护,为人民群众提升生活品质,努力打造宜居韧性智慧的“江北水城两河明珠”城市。

 

 

在城建项目建设方面,市住建局高效推进,城市承载能力不断增强。通过实施“人民城市”理念,坚定不移打造宜居城市,采用一线办公、倒排工期、挂图作战等方式,全力推动城建重点项目提速。关注群众出行问题,市内新建改建道路59条、桥梁9座,新建高铁站周边湖南路西延、复兴大街、西二环辅路2032米,修复湖南路、西二环主路2607米。在雨污合流管网清零和黑臭水体清零方面,完成市政雨污合流管网改造203公里,取得了显著的成效。

在提升城市功能品质方面,市住建局加大力度,推动棚改旧改工程进展,提升物业服务水平,拓展休闲生活空间,提高群众获得感、幸福感和安全感。通过棚改、旧改等举措,促进城市内涵品质的提升,实施1.2万户群众“出棚进楼”,对175个老旧小区进行改造提升,加装电梯150余部,为居民提供更便捷的生活方式。同时,完善物业服务机制,全市2400个小区实现专业化物业服务全覆盖。

名城保护方面,聊城市在过去三年积极开展整改工作,通过开放公共停车位、新建微景观、开放博物馆等项目,为千年古城注入现代生活元素。通过挖掘历史文化资源,完成82条历史街巷名称挂牌,制作文化展示牌等,为古城提供更多文化元素。实施文保利用项目46个,加固修缮历史建筑51处,活化利用历史建筑,引进各类业态项目,打造古城现代生活氛围。通过新增休闲书吧、餐饮酒吧等业态活化项目,古城及周边市场主体达到1080余家,提升古城的魅力和吸引力。

在房地产健康发展方面,市住建局因城施策,通过动态更新政策工具箱,实现房地产的良性循环和健康发展。通过推进青年首套房政策,发放青年购房消费券,助力青年购房。在主城区等地推动多孩家庭、群团购活动,发放购房消费券,增加购房成交。通过“保交楼、稳民生”等措施,全市保交楼项目全部交付,名列全省首位。此外,筹集保障性租赁住房,发放租赁住房补贴,推动房地产的健康发展。

张亚表示,2024年,市住建局将深入贯彻市委“6293”工作思路,实施城市品质提升攻坚行动,大力推进城市更新,重点实施东昌路绿色低碳改造等项目,全面提高城市品质。在雨污合流管网和黑臭水体清零目标上继续努力,加速社区服务综合体建设,推进名城保护工作,确保城市发展高质量。

 

 

管网知识 | 排水管网得了什么病?

一.为什么城市一下暴雨就积水 

1、规划、设计标准起步偏低

我国建国后规划、设计的大部分城镇排水系统是1~3年的暴雨重现期,重现期决定了设计的排水管道的管径和坡度。这些年我国《室外给排水设计规范》中雨水管渠设计重现期标准逐步提升,已经接近美国、日本等在城镇内涝防治设施上投入较大的发达国家,设计暴雨强度公式也由早期的年多个样法改为采用年最大值法,但对于大暴雨,也还是会存在一定程度的积水,当然程度会轻很多。

 

2、低洼地势、受纳水体顶托作用

雨水到地面之后,一部分下渗,一部分通过雨水篦子收集进管网排入下游水体。《室外给排水设计规范》中规定管渠出水口的设计水位应高于或等于排放水体的设计洪水位,但实际上对于很多地区这点很难做到,绝大多数排水口在旱季晴天时处于完全淹没状态。受河水顶托作用,雨水无法有效的排出到受纳水体,滞留充满在上游管道以及检查井内。雨水排水是靠重力流动,对于一些低洼地势,周边水无法排出的情况下,会汇集到洼地区域。本身排水能力差,地势低洼再形成汇水,自然就“看海”了。即使发达的那些沿海城市,绝大部分地方也不可能直接入海,还是得先入河、入江,这就会遇到河道排水能力的问题。如果暴雨太大,河道水位上涨,即便管网系统再好也无法排水。

 

 

3、管网养护不到位

排水管网维护没跟上,造成雨水篦子大量被堵塞也是一大问题,在一定程度上降低了排水能力。

 

二、为什么不能将排水管网彻底改造

01.管网错综复杂、维修影响过大

 
目前多数城市基建比较完整,把河道全部挖深,再将道路破开、进行管网更换,会对地铁、电力、通信、天然气等管网造成影响。

02.维修金额巨大、资金匮乏

 
例如:全球公认排水体系最好的城市东京,排水管道总长约1.58万公里,最大管径8.5m,东京著名的江户川工程,6.3公里管网,加上5个调蓄池,92年开工,06年完工,总投资约合180亿人民币。国内以武汉为例,武汉中心城区排水管道超过6300公里,翻修总造价2520亿,可预见北京、上海之类的一线城市排水系统维修投资金额将更高。
 

三、为什么污水厂越建越多、

水质改善却不明显 

污水厂在过去十年中确实带来了水质的改善,但这一点改善尚不足以说我们的江河湖泊变成了一个干净的状态。排水管网生病了,我们花了重金建了四干多座污水处理厂,治标但未治本。

1.雨污混接问题屡见不鲜

在分流制排水管道下,雨水管跟污水管本应像机动车道与人行道一样各走各路、互不相干。然而现实却是雨水、污水在未知处混合成为雨污水。雨污混接的情况是普遍而长期存在的,不仅仅是老城区的老旧排水管道,在新城区新建排水系统,雨污混接、雨水管套污水管也屡见不鲜,图纸分流实际混流的情况比比皆是,而这种现象也是缺乏实测流量数据的定量化评估。

 

 

2.入流入渗问题持续存在

降雨时,污水管道中水流主要由以下三部分组成,即基本入流量(bascwastewater flow,简称BWF)、地下水渗透量(groundwater infltration,简称GWI)和降雨导致的入流入渗量(rainfall dependent inflow ndinfiltration,简称RDII),其中 BWF和GWI为旱天污水管道的流量,BWF主要为住宅区、商业、工业等生活污水和生产废水,RDII指降雨带来的城市污水管道或雨污合流制管道内的雨水,包括入流和入渗两部分。

 
入流和入渗是城市污水管道普追存在的问题,是城市污水管和合流制管道雨天发生过载及溢流的主要原因之一,对污水管网运行危害较大。大量入流入渗不但会造成检查井溢流,水量超出污水处理厂最大处理能力溢流到受纳水体,同时还增加了污水处理厂运行费用。另外,渗漏也会造成管路周围土地空洞化,引起塌陷损坏管道和路面。
 
 

 四、治病的三大药方 

 

1、完善的在线监测数据

排水管网好比地下的城市道路,随着近几年自动驾驶、车联网以及共享出行模式的越来越普及,这些趋势将会彻底变革我们未来的交通系统与出行模式。来自MIT的研究团队在 Nature中发表了一篇文章,提出了一个“乌托邦式”的交通系统,整个交通系统由统一算法所管理,算法可以调度每一部车辆,从而让系统在整体的运行效率达到最高,并能最大化的实现绿色环保。实际上,智慧排水也有类似的构想:预警预报、动态决策、厂网联动的相关研究一直在进行。而算法的前提是有代表性的、足够实用的、可定量化评估的排水管网在线监测动态数据。

 

2、海绵城市、综合管廊建设

海绵城市和综合管廊都是城市规划和基础设施建设的重要概念。海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有更好的弹性。它通过提升城镇建设规划管理方法,充分利用基础设施的功能,包括公路、绿化、水体和其他生态体系,消化吸收降水,有效管理雨水径流,完成自然累积、自然渗入和自然净化的处理。综合管廊则是指城市地下管道综合走廊,将电力、通信,燃气、供热、给排水等两种或两种以上的管线安排在同一个地下空间内。它可以在城市地下建设一个隧道,为城市的基础设施建设提供便利,同时避免反复开挖路面,减少对城市交通和环境的影响。

基础设施建设的重要性不言而喻,在具体应用中,这些概念可以互相结合,以实现城市规划和基础设施建设的优化和提升,海绵城市和综合管廊不是一朝一夕的工程,效果也不是立竿见影的,但远期的作用肯定是巨大的。

 

 

3、科学治理、系统诊断

城市排水系统是一个由众多元素构成的复杂系统,排水管道、泵站、调蓄池、阀门、滥流设施、污水处理厂等众多元素相互独立却又相互关联。我们在规划设计或者翻修排水系统中某个设施时,应当从系统的角度全局出发考虑其他元素的关联影响。而不是当我们不清楚城镇污水处理厂和收集系统到底有没有用或者有多大用的时候,就大肆扩建,以为建的越多效果就越好。我们在花大力气在建各种污水处理厂,然后去治理那些已经被污染了的黑臭水体,但同时我们又在破坏那些还比较干净的湖泊。

城市排水系统是城市基础设施的重要组成部分,直接关系到城市的生态环境和居民的生活质量。然而,由于城市扩张和经济发展的需要,很多城市在规划和建设过程中往往忽视了排水系统的重要性,导致城市内涝、污水横流、河湖水位下降等问题。在规划或翻修排水系统时,我们需要从系统的角度出发,全面考虑各个元素之间的关联影响,以环保和生态保护为前提,制定出科学、合理的方案。只有这样,才能保证排水系统的有效性、稳定性和可持续性,为城市的可持续发展提供保障。

 
城市道路塌陷与地下管线的关系

摘  要:城市道路塌陷与地下管线相伴相生,相互影响。该文对城市道路病害、地下管线病害成因以及二者之间的相互影响进行了分析,同时重点分析了地下管线施工与道路病害的关系,列举了重点城市道路塌陷的成因,总结了道路塌陷形成要素、塌陷成因的影响程度,并对道路病害检测、管道检测技术的优缺点进行了分析,提出了系统分析,统筹治理的建议。

关键词:城市道路;塌陷;地下管线;病害成因;影响;检测技术

1前言  

通过对城市道路塌陷历史事件的回顾和分析,总结城市道路塌陷事故成因可概括为以下四个方面:一是施工扰动,包括深基坑施工、地铁施工扰动、施工降水、地下管线施工等;二是管线因素,包括地下管线及检查井老化渗漏、断裂坍塌;暗渠、管沟盖板断裂、墙体坍塌渗漏;人防等设施老化等;三是水文地质条件,包括地面不均匀沉降、城市内涝、湿陷性黄土与地下水波动、软土地基、溶洞、古墓垮塌、断裂破碎带等;四是道路荷载,机动车保有量快速增长、道路改扩建导致非机动车道变机动车道、施工占压等。城市道路塌陷灾害的现场调查表明,一般城市道路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,城市道路塌陷事故与地下管线事故相伴相生,如影随形!

2城市道路塌陷事故为什么反复发生?  

(1)城市地下管线与城市道路相伴相生,如同鱼水关系(图1)。城市道路作为地下管线载体,两者相互依存,相互影响,无论谁发生病害均会给对方造成不利影响。地下管线一般处于道路结构层下,当道路承载力不足、路基失稳、沉降、位移、塌陷可以引发或加剧管线病害。反之,地下管线病害,例如:带水带压管线跑冒滴漏;雨污水管线发生破损、暗渠化河道老化;管道沟盖板断裂、检查井渗漏等都会导致路基土体流失,形成疏松、富水、空洞等情况。    

 

 

 

图1 城市道路示意图

(2)城市道路地下空洞探测,车载探地雷达探测因其快速高效是目前城市道路地下空洞探测的方法,能够发现埋藏深度较浅,有一定规模的地下空洞体,对于大型社会活动前道路安全保障意义重大。受城市道路复杂地球物理条件的影响,探地雷达有效探测深度和分辨率具有一定局限性,对埋藏较深、规模较小,或是导致地下空洞体形成的其他病害(如地下管道病害、地下空间设施病害)在发育初期难以发现。在检测周期之间,在各类施工扰动、道路荷载和水位升降、流动等多种因素影响下,这些病害不断发育、发展,积累到一定程度就会再次发生道路塌陷。

3城市道路病害对地下管线的影响  

道路结构可简单分为路基和路面。路面分为刚性路面和柔性路面两大类,前者以水泥混凝土路面为代表,后者以沥青路面为代表。路基的断面型式有路堤路基(图2)、路堑(图3)、半填半挖路基(图4),从材料方面路基可分为土路基、石路基、土石路基三种。    

 

 

 

图2 路堤

 

 
 

 

图3 路堑

 

 

 

图4 半填半挖

 

3.1道路结构层作用及病害成因分析  

3.1.1道路结构层作用  

(1)面层是直接同行车和大气相接触的层位,承受行车荷载引起的竖向力、水平力和冲击力的作用,同时又受降水的侵蚀作用和温度变化的影响,因此面层应具有较高的强度、刚度、耐磨、不透水和高低温稳定性,并且其表面层还应具有良好的平整度和粗糙度。    

(2)基层是介于面层和垫层之间的层位,基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力,并把由面层下传的应力扩散到垫层和路基。基层应具有足够的抗冲刷能力、较大的刚度,抗变形能力强且坚实、平整、整体性好。同时,基层还应有足够的水稳定性,以防止湿软变形,导致面层损坏。 

(3)垫层的作用为改善土基的湿度和温度状况,保证基层的强度稳定性和抗冻胀能力,扩散由基层传来的荷载应力,以减小路基所产生的不均匀变形,在路基湿度、温度状况不良时设置。

3.1.2道路病害成因  

(1)当车辆荷载作用在路面上,使路面结构内产生应力和应变,如果路面结构整体或某一结构层的强度或抗变形能力不足以抵抗这些应力和应变时,面层便出现开裂或变形。同时,面层暴露在大气中,受到温度和湿度的周期性影响,会出现老化,加剧面层开裂或变形。面层开裂、变形可致使路面的使用功能逐渐丧失,面层开裂透水还会影响路基含水量,导致路基富水和土体流失。

(2)车辆超载、拉链马路对基层、垫层的整体性影响大,导致基层、垫层整体性和承载力不降低,引发或加剧面层变形开裂、路基不均匀沉降。

(3)城市道路路基多为土路基。土可分为砂性土、粘性土和粉性土。砂性土、粉性土易于水土流失,形成地下疏松、水囊或空洞;粘性土易产生塑性变形和不均匀沉降。当发生面层透水、基层和垫层整体性降低、地下水位变化、管道破损等,均会导致或加剧路基富水、疏松、沉降或土体流失。    

3.2路基病害对地下管线的影响  

一般城市道路路基以土路基为主,地下管线基本埋设在土基范围内。面层、基层、垫层病害可引发或加剧路基病害,路基病害直接作用于地下管线,直接引发地下管线病害或加剧地下管线病害发展。

3.2.1路基沉降偏移  

路堤路基、路堑路基易发生下沉,路基下沉力量巨大,尤其是路基不均匀沉陷,将引起管道纵向偏移、竖向偏移。半填半挖路基还易发生滑坡,滑坡会导致管道侧向偏移。管道偏移包括纵向偏移、竖向偏移、横向偏移,最常见的是上述三种偏移的复合,称为复合偏移。沉降和偏移将引起管道纵向、横向受拉,当拉应力、剪切应力超过管体强度,便使管道发生脱节、错口、断裂。   

3.2.2路基疏松富水  

管道埋设路基土壤中,理想状态下管道与周边土壤共同作用形成稳定结构承载来自于土壤自重、路面荷载的作用力——管土作用。当路基土体疏松、富水、土体流失形成空洞体或土质太差、水位变化等,均会导致管道周边支撑不足、不均匀,管土作用部分或全部失效,进而导致管道变形、开裂等。    

4地下管线病害对道路的影响  

4.1地下管线病害成因  

4.1.1管道本体  

(1)钢管、普通铸铁管、砼管在污水等环境下易腐蚀穿孔、管体强度降低;给排水塑料管线,尤其是排水波纹管强度不高,易变形;陶瓷管、石棉管受冲击易碎裂。

(2)承插式管道易产生接口材料脱落、脱节、错口,对排水管道企口、平口连接尤为明显。对于焊接、法兰连接,连接处也是管道的薄弱环节。

4.1.2管沟  

管沟多为砖石砌筑,砌筑砂浆强度不高,一般无外抹面,易产生渗漏。盖板多为预制板,整体性较差、强度不高、接缝处易产生渗漏,遇重载荷盖板易断裂。

4.1.3检查井  

检查井多为砖石砌筑,病害成因复杂。一方面,砌缝砂浆强度不高,一般无外抹面,易产生渗漏,检查井内抹面易于腐蚀、脱落;另一方面检查井受车辆荷载冲击、检查井与路面差异沉降易发生检查井沉陷以及井周路面破损。通过参考文献和现场调查可知,检查井井周路面破损多发生在井周 500 mm 范围内(图5)。  

 

 

 

图5 井周破损

(1)差异沉降的原因是由于井砌体本身与井周路面路基、井周路面路基与周边道路路面路基抗压强度、弹性模量等物理力学性能指标不协调(图6)。

 

 

 

图6井周结构

(2)检查井受汽车荷载冲击受力分析见图7 ,汽车荷载作用位置见图 8 。车辆荷载由 -1 250 mm 位置驶入,沿 X 轴方向向前行驶,到达1 250 mm 位置,车辆荷载移动过程中不同位置应力会发生变化。

 

 

 

图7 受力分析点位置图

 

 

 

图8 汽车荷载作用位置示意图

车辆荷载从进入检查井周边到离开的过程中,砌体井身上不同点( A 、 B 、 C )的压应力先由小变大,然后又由大变小,当车辆荷载作用在井座中心位置时, C 点还出现了小幅的拉应力(图9)。

 

 

 

图9 不同汽车荷载位置时井身砌体压应力图

车辆荷载从进入检查井周边到离开的过程中,砌体身上不同点( A 、 B 、 C ),砌体边缘道路面层中竖向分布的不同点( D 、 E 、 F )的剪应力变化见图 10 ,不同点都经历了 2 次反复剪切的作用。

 

 

图10 不同荷载作用位置时彻体井身剪应力图  

(3)由于砌块之间砂浆材料的抗压强度要远小于沥青混凝土的抗剪强度,在车辆荷载的循环作用下,砂浆材料极易破碎,导致井座下沉,所以砌体井身的破坏将优先于沥青混凝土面层发生。井座下砌体井身发生破坏后,井圈周围的沥青混凝土面层将成为一个悬臂结构,在车辆荷载的作用下,悬臂结构的沥青混凝土面层将出现裂缝,裂缝一般沿井周呈圆形或者放射状。井周路面破损与检查井沉陷相互影响和伴随,但绝大多数情况下,井周路面破损的发生多是由于检查井自身沉陷引起的后期病害表现形式。

4.2地下管线与检查井病害对道路的影响  

(1)含水管道出现腐蚀穿孔、变形开裂、接口材料脱落、脱节、错口会导致管道周边路基富水,土体强度降低,水流还会冲刷、淘蚀管道周边土体。

(2)检查井产生渗漏、井周路面破损和沉陷之后,井座与路面结合处、井体与管道结合处、井体砌缝等成为薄弱环节。雨水、喷淋水、绿化水等通过路面裂缝渗入地基和检查井,管道水、地下水随水位变化通过井体裂缝流入流出检查井,浸泡、淘蚀检查井周边路基土体。

(3)排水自流管道、各类管沟与检查井出现破损、渗漏,为水土流失提供了通道和空间,导致或加剧路基、路面病害,长期发展就会形成导致道路塌陷的地下空洞体。

5地下管线施工与道路病害的关系  

5.1地下管线开挖施工  

(1)地下管线开挖施工又称为拉链马路,其成因主要有三方面:一方面是由于条块管理,市政道路设施、各类地下管线分属不同管理部门或权属,设计、施工、管理运营维护难以协调统一;另一方面,道路设计使用年限、不同管线使用年限不同,维修改建周期不同;还有就是随着城市快速发展,原有道路或某些地下管线等基础设施不能满足需求需要扩建。    

(2)现状道路新建、改建、扩建地下管线开挖施工,是“拉链马路”的主要原因。根据相关规范要求,城市道路开槽应采用坡度开挖,这是因为坡度开挖道路恢复后面层、基层、垫层与原路基部分重合,可以分散路面荷载。但受作业空间限制,一般均采用直槽开挖,直槽开挖对周边路基扰动大、回填压实较困难,道路恢复后的面层、垫层、基层与原路基完全独立,更易导致新老路基结合部产生差异沉降。

5.2地下管线非开挖施工  

(1)地下管线非开挖施工过程中的扰动会造成土体应力重新分布和位移,若土体中含有地下水,还会引起地下水排出,土体颗粒从新排列,如采用顶管施工还会引起前方土体隆起。另外,非开挖施工孔洞直径大于管道直径,导致土体损失,如施工不当还会发生冒顶,形成大小不等的疏松、空洞。

(2)施工后,受扰动和损失的土体会发生再固结而引起地面沉降或道路塌陷。

(3)非开挖施工沉降程度与土体、地下水损失大小,顶进过程中注浆压力大小,管径大小、埋深以及施工结束后是否进行了注浆回填有关。

5.3检查井施工  

现状道路新建、改建地下管线检查井施工,受开挖作业空间限制,井周回填压实较困难,道路恢复后的检查井周边路面、路基抗压强度与井体、原有道路均有差异,极易产生差异沉降。    

6典型城市道路塌陷事故成因统计  

6.1郑州市  

据郑州市市政工程管理处统计,2013至2018年郑州市道路塌陷的成因包括污水管道结构性缺陷、雨水管道结构性缺陷、供水管线漏水、管沟盖板断裂、人防巷道损毁和路基不实,其中管线因素为主要成因,具体见表1:          

郑州市道路塌陷成因统计表   表1

成因年份占比

污水

雨水

供水

管沟

人防

路基不实

2013年

40%

 

40%

   

20%

2014年

67%

 

16%

 

17%

 

2015年

40%

7%

13%

13%

 

27%

2016年

54%

19%

17%

1%

1%

18%

2017年

30%

13%

11%

12%

4%

30%

2018年

41%

6%

32%

3%

 

18%

 

6.2深圳市  

据深圳市地质环境监测中心统计,2013年至2017年深圳市道路塌陷成因包括管道、暗渠化河道、地铁施工、深基坑施工、软土路基沉降、地下空洞、工程质量和其他不明因素,其中管道与暗渠化河道为主要成因,具体见表2:

深圳市道路塌陷成因统计表     表2

成因

次数

占比

管道因素

402

62.23%

暗渠化河道

9

1.39%

地铁施工        

50

7.74%

深基坑施工

13

2.01%

软土路基沉降

21

3.25%

地下空洞

3

0.46%

工程质量

81

12.54%

其他不明因素

67

10.37%

合计

646

100%

7总结  

(1)单一的面层承载力不足、透水,基础与垫层稳定性不足,路基回填不实等,一般不会发生大面积、大深度的突然塌陷与恶性事故。当城市道路下埋设有暗渠化河道、自流排水、砖石砌筑检查井、各类管线沟、人防、隧道等有一定规模的地下空间体,这些空间体结构发生损坏,在各类扰动作用,尤其是流水冲刷淘蚀下易形成大规模道路地下空洞体。城市道路塌陷预防检测应重点关注上述地下空间体与通道周边道路。就城市一般道路而言,自流排水系统与道路塌陷的相关度最高,是导致道路塌陷的主要成因,抓住了排水问题就抓住了道路塌陷问题的关键。

(2)一般情况下,车载雷达地毯式探测可以发现潜伏于地下埋深不超过3米的已经形成一定规模的空洞体、疏松体、富水体或脱空。对已经形成塌陷苗头地下病害体能够及时发现,具有重要意义。然而,形成有现实塌陷隐患的病害体是一个由小到大、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。因而,采取综合方法,将道路病害检测技术与管道检测技术相结合,可以互为补充、相互验证,既可以提高资料解释的准确性,也可以更早的发现诱发道路塌陷的管道隐患,进而采取措施将这些隐患消灭在萌芽中。    

    (3)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。其目的是实现地下管线隐患排查消隐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“马路拉链”、减少“马路拉链”施工互害。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“马路拉链”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。

(4)城市道路与地下管线管理是一典型的复杂系统工程、社会工程、科技工程,但长期以来呈现出碎片化的状态。北京市的经验表明,树立政府部门、管线权属单位间的“合作治理”理念,系统分析城市道路病害与地下管线病害产生的原因、城市道路病害与地下管线病害的关系,系统的分析城市道路病害检测技术与地下管线病害检测技术的优缺点与互补关系,统筹道路病害与地下管线病害隐患排查,统筹城市道路病害与地下管线病害治理,可有效降低道路塌陷事故与地下管线事故。

管路互随、路管互随,保障城市安全运行,保障人民群众生命和财产的安全!

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