排除城市地面塌陷风险方法探讨

宗俊秀

(江苏省南京工程高等职业学校，江苏 南京 211100)

经济的快速发展带来了城市化建设的速度加快，城市地面塌陷的事故频繁发生，仅仅在2021年，我国的地面塌陷事故就达到285起。有时地面塌陷会毫无预警的出现在城市的道路上，来往车辆和行人不注意就会掉入塌坑之中，生命安全受到挑战。因此，应对城市地面塌陷要有排查和预警，为以后的道路修建提供经验教训，保证城市道路畅通无阻。

1 城市地面塌陷概述

1.1 地面塌陷的内涵及危害

地面塌陷是指地表岩、土体受自然因素作用或人类工程活动影响向下塌落，并在地面形成塌陷坑(洞)而造成灾害的一种过程，具有隐蔽性和突发性[1]，形成原因复杂并且可能会在同一路段出现多处塌陷。地面之所以会塌陷本质上是因为塌陷的地方路面下土地空洞，承受不住地面的压力，一处地面塌陷往往还会伴随着附近也会道路塌陷的现象发生。因此，相关人员在对地面塌陷进行治理修复的时候，应该对附近的区域也进行全面的探测，防止再有塌陷发生。

地面塌陷不容易被发现，但是一旦塌陷就会迅速的塌出一个坑，有大有小，塌陷速度快，塌陷大的地方危害程度极大。在2018年，广东省佛山市的一处地面塌陷就夺去了11条鲜活的生命，还有8人受伤，1人失联，经济损失高达5 000万以上。除了人民的生命财产安全，地面塌陷还会破坏城市的基础设施。城市的地下排水管道、热力管道、电力设施等都会受到影响，造成人们的恐慌，影响人们的正常生活。

1.2 地面塌陷的原因

基于上述的说法，地面塌陷主要是由自然和人为导致的。人为原因包括地铁、隧道的修建会造成地下的水土流失；地下排水管道保养不慎、过度老化会导致管道破裂，喷出的水会直接冲刷路基，造成地下空洞；地下水的过度开采导致地下空洞；道路施工的过程中，地基处理没有做好，造成浅表和局部的塌陷；人类聚集，活动频繁加大了地面塌陷的风险。自然因素包括城市的土质疏松，容易发生空洞，地震、火山还有暴雨加速了土层的陷落。但城市地面的塌陷主要是人为原因所致。

2 排除地面塌陷的方法

2.1 施工方面

想要减小地面塌陷的风险，首先就要从施工方面入手。

修路公司在设计道路的时候，要对即将施工的道路进行全面的风险排查，对有风险的地方立即进行填土处理，将地下路基压实，减小日后水管破裂对路基的冲击风险。还要对施工路面的水管进行防护维修，做好防水处理，避免水管破裂，水体高喷而出。除了水管，其他地下管道和地下设施都应该做好防水处理。加强各类地下管线在规划设计阶段的管理，尽量建设综合管沟，将没有安全隐患可以共同埋没的管线设计在综合通道内[2]。将各种管道综合管理之后，能避免施工时将管道破坏，也避免施工时重复开挖，将压实的土层再次松动开来。

地下路基设计好之后要对地面进行排水的设计，防止路面积水下沉，对于地势低洼的地区要进行填土处理，以免日后会有雨水大量堆积，压迫地下管道。对于施工的工人要进行培训，很多的工人并没有修建道路的专业知识，因此，在进行修建道路前，工程的负责人应该对施工工人进行相关知识的培训，保证在施工的过程中不出差错。

政府在将道路建设承包给公司的时候，要对公司进行全方位的考察，判断公司是否有从业资格，谨防假冒。要规定道路的建设标准，让公司按照标准去修路，并且在修路的过程中政府要派人不定期地去抽查，查看修路的过程中，施工队有没有偷工减料。修完路要仔细的验收，确保道路的质量。

2.2 成立路面塌陷监管小组

对于经常发生地面塌陷的城市，政府应成立路面塌陷监管小组，负责地面塌陷风险的排查和预警。监管小组应定期排查路面塌陷风险，在多雨的季节应加大排查力度。

地面监管小组应设立详细制度，制定地下水的开采标准，避免地下水开采过度，埋下日后路面塌陷的隐患。并在道路两旁设置绿化带，多种树木，在吸收空气中的二氧化碳的同时树木的根部还能深入地下，防止水土流失。但是要注意树木与管道的距离，可以将树木深入地下种植，在管道之下，避免树木的根部与管道相互影响。

同时也要注意地下水的监管，一旦地下水位大幅度下降，就应该对此路段设置禁止通行的地标，防止行人过多路面承受不住压力发生坍塌，也保护人们的人身安全。监管小组要治理公路超负荷运行的现象，在容易超载的路段设置交警站，在高峰时期派交警站岗指挥，确保道路运行通畅。

3 排查地面塌陷风险的方法

随着科技的发展，现代的地质勘测技术能够有效的对城市地面进行勘探，排查地下空洞。城市地面监管小组该利用地质勘测手段对地面塌陷风险进行排查，当然，地质勘探的装备需要政府配备。

3.1 探地雷达的应用

探地雷达是一种无损探测技术，根据地下介质的电性差异，利用天线向地下发射电磁脉冲，并接收由地下不同介质界面的反射波，通过分析反射波的特征和路径时间，可以分析判断地面塌陷的范围埋深和地下土体类型等[3]。

探地雷达现在已经能用车载的方式进行地质勘测，三维雷达可以设置多通道同时采集数据，可搭载车辆进行高密度、快速探测，适应性强，抗干扰能力强，具有较高的探测精度和分辨率。

三维车载探地雷达能对勘测地段进行迅速的数据采集，但对车速有要求，车速不能过快也不能过慢，按照正常的行驶速度行驶就可以。在正常的行驶路上就能将相关数据采集，不影响道路交通。

单用一台探地雷达测的数据可能会有偏差，所以，需要同时采用多台探地雷达对路段进行勘测，三台就可以，但注意要选择不同研发单位，中心频率不同赫兹的雷达系统。将三台雷达采集的数据做对比，对共同的异常点进行开挖论证、如果真有空洞的情况出现，立即填洞加固处理。

3.2 管道检测技术

3.2.1 管道潜望镜

管道潜望镜是一款操作简单，既快速又高效地探测城市地下管道的工具。可通过操作杆将自带探照摄像头的潜望镜放到管道口，通过远程操控，将管道内的状况透过监视器展现出来。管道潜望镜也可以进行录像，方便维修管道的技术人员随时查看。

3.2.2 管道检测机器人

管道检测机器人可以代替维修工人进入管道内查看管道的情况，会对管道进行电视成像，能对管道实施全方位的检查。科技先进的管道机器人还能针对管道的问题生成规范的检测评估报告，能给工人维修管道提供专业实效的建议。

对管道的维修保养，关乎路基的安全，从而降低地面塌陷的风险。

3.3 浅层地震技术

浅层地震勘探技术是利用反射波法通过人工激发的地震波分析勘测地带地层结构和岩性等信息的方法。

在城市中应用浅层地震技术勘探地下空洞也是可以的。浅层地震波需要人为制造震源，对于城市来说用炸药制造震源当然是不行的，可以用锤击震源。锤击震源使用方便又安全，既可以激发横波也可以激发纵波。但锤击震源有一定的局限性，勘测的极限深度为100m，激发的地震波频带比较窄，主频低分辨率也低，不过对于测城市道路地下空洞也足够了。要想测得更准确一些可以用陆地气枪震源，这个就需要疏散人群。如果还想要更进一步，那就用上述的雷达探测法。

浅层勘探技术的使用方法是将多个地震检波器安置在被勘探地带的地表，地震波到达时会引起地表微弱的震动，这时地震检波器会将这微弱的震动转换成微弱的电信号，将电信号通过电缆输送给地震仪记录。需要注意的是，在勘探现场要设置正确的观测系统和观测仪的参数。观测系统就是电缆、检波器、各个检波器之间的距离还有检波器与地震激发点的距离，它们的位置和排列方式就是观测系统，这些距离被称为观测系统参数。地震仪在工作时设置的采样间隔时间，采样的数目等被称为观测仪的参数。对于新采样的地点需要进行几遍参数测试来选取最准确最合适的参数。

浅层地震波法除了可以查找一定规模的隐伏空洞、采空、岩溶外，还可以借助钻孔进行波速测试，且可在地面利用瑞雷波法实现测试，所以条件具备时可以考虑进行治理前或治理后效果评价[4]。

4 公众避免和降低地面塌陷带来伤害的方法

4.1 政府应加强地面塌陷预警知识的宣传

地面塌陷虽然具有突发性、隐蔽性的特点，但是有时也会在塌陷之前显示出一些预兆。地面将要发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会突然的上升或下降，水质也会忽然之间就变得浑浊起来或者会翻砂，还有可能会伴有气体的产生。可过往行人基本上是不会往井或泉里看的，所以，气体的产生就是一个比较容易观察到的异常景象。如果地面有积水，地面的积水也会异常，会冒泡，会有旋流。

地面即将塌陷的路段地面的形态会发生变化，地面突然间出现裂缝，裂缝呈环形不断向外扩展，局部地方地面会有鼓起或下沉的现象，如果在安静的地方还有可能会听到土层掉落的声音。但是城市里的道路就没有安静的地方，所以不建议大家通过声音的方式来判断路面是否塌陷，见到路面有裂缝就赶紧远离。地面塌陷前附近的建筑物也会发出声响，墙体会开裂或者整个建筑物会倾斜。如果真的听到路面或者建筑物的发出声音，收起好奇心，赶紧远离危险的建筑物和路段。地下土层的陷落会时附近的植物形态发生变化，会突然间下沉或者歪斜，动物也会慌张不安。

政府应将地面塌陷的预警印刷成册，通过社区或者敬老院发给不经常接触网络的老人；通过网络的微信、抖音、快手等新媒体平台向网络用户宣传；通过学校向学生宣传。帮助人们判断地面塌陷，规避地面塌陷带来的危险。

但政府加强对地面塌陷知识宣传的同时，还要在宣传的页面上醒目地标注上不是所有的地面塌陷都会有上述那些明显的特征，再次强调地面塌陷是有隐蔽性和突发性的。要教育人们在发现有人掉进塌坑时要及时拨打120和119，伸出援助之手。但是地面塌陷也会有再次发生的可能，所以要向公众强调伸出援助之手是要及时请专业的人员来救援，或者借用可用的工具，不要贸然前往，使自己也陷入危险之中。

4.2 政府应宣传自救的知识

万一真的不幸掉进地面塌坑之中，应双手抱头减小掉落物对头部的伤害，双手抱头时应注意用小臂护住脸部，毁容是小事，对眼睛或者是鼻子造成不可逆的伤害会影响一生。同时要把脸埋在双膝之间，保留呼吸的空间。掉入塌坑之中不要惊慌失措，保持镇定，不能紧急往坑外爬，要小心地挪动身体，防止因为剧烈的震动使其他物体掉落下来造成二次伤害。待稳定之后要护住口鼻，地面塌陷必定会伴有尘土的产生，地下的尘土由于长时间不见阳光可能会带有细菌，护住口鼻，因此避免吸入尘土。吸入细菌会造成肺部细菌感染，严重时会危及生命。

待一切稳定之后检查手机能否打电话，如果可以就立即拨打急救电话，如果手机损坏就要大声呼救。若长时间没有人前来的话要注意保存体力。如果身边有管道，就用石头敲击管道以引起过路人的注意。

若汽车掉进了塌坑，那就要等到汽车稳定之后迅速逃离汽车，可以借助汽车向外攀爬。如果被困在汽车内，打开车窗，同样大声呼救或利用手机呼救。但上述自救方法都只针对意识清醒的人，如果出现地面塌陷，发现的人应立即拨打相关人员的电话，请专业人士来前来处理。政府可以用上述同样的方法宣传自救知识，同时也要将相关部门的电话在宣传页面表示出来。

5 总 结

城市地面塌陷破坏性大，自我国步入快速的城市化建设道路以来，地面塌陷曾给城市居民带来的灾难，极大地影响了人们的生活，严重时甚至会威胁生命安全。因此，对于城市地面塌陷的防治，需要政府引导。在施工时就要将地面塌陷的风险考虑进去，夯实路基，采用质量高的地下管道；建立地面道路监管组织，购买能查出地面塌陷隐患的勘测装备，做到及早发现，及早防范，减少地面塌陷发生的几率。但城市地面塌陷的影响因素多种多样，地面塌陷是会突发的，即使预防也会有突发的情况，所以，政府要对地面塌陷的相关知识多加宣传，也要对自救知识进行宣传。风险排查和遇到危险自救能最大限度地降低地面城市塌陷的发生，也尽可能地保证人民的生命安全，将塌陷给人们带来的伤害降到最低。