廣東省城市地面塌陷特征與防治對策的研究

彭超恒

（廣東省建設工程質(zhì)量安全檢測總站有限公司，廣東廣州 510500）

0 引言

廣東省為我國南部沿海經(jīng)濟大省，有中國南大門之稱，地處低緯地帶，地質(zhì)環(huán)境復雜，降雨量豐富，隨著經(jīng)濟活動劇烈以及城鎮(zhèn)化進程，地面塌陷事故頻繁發(fā)生[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計，6市近三年發(fā)生地陷事件高達1100起。其中，廣州86起、深圳967起、珠海25起、佛山10起、東莞1起、中山11起。這些“奪命地陷”甚至短時間內(nèi)連續(xù)多次發(fā)生地陷災害，造成重大人員和經(jīng)濟損失，成為社會關注焦點，也敲響了城市地下安全隱患的警鐘[2]。

1 地面塌陷的成因分析

據(jù)統(tǒng)計，其中由工程施工因素引起共341起，占比31.0%；由既有管道因素引起共613起，占比55.7%；由其他因素引起146起，占比13.3%，詳見圖1。

圖1 近3年廣東省6市地陷情況各原因占比

同時將近3年廣東省6市不同原因?qū)е碌叵莩霈F(xiàn)的情況進行統(tǒng)計（見圖2）。從統(tǒng)計結(jié)果可以看出，2019年是近3年中發(fā)生道路塌陷事件總數(shù)最多的一年，同時也是由工程施工、既有管道、其他因素導致地陷發(fā)生數(shù)量最多的一年，由既有管道引發(fā)地陷次數(shù)最多。

圖2 近3年廣東省6市不同原因?qū)е碌叵莸氖录?shù)量統(tǒng)計

1.1 建設工程影響

調(diào)研地市近三年由工程施工引起的地陷事件共341起，其中廣州53起，深圳274起，珠海2起，佛山3起，中山9起，詳見圖3。存在嚴重性、隱蔽性、人為性、突發(fā)性等特點。

圖3 多種施工原因?qū)е碌叵莸氖录?shù)量統(tǒng)計

1.1.1 基坑施工

部分基坑開挖施工時，發(fā)生基坑工程透水、涌砂或支護結(jié)構變形等事件，造成地陷。①基坑施工周邊出現(xiàn)不均勻沉降，導致管網(wǎng)變形或斷裂；②基坑支護止水效果不佳或坑內(nèi)降水過快，導致嚴重的水土流失；③外部振動荷載過大，使基坑周邊粉細砂層的超靜孔隙水壓力短時增大，造成地下空洞；④采用樁錨支護結(jié)構的基坑未及時注漿，引發(fā)塌陷；⑤基坑支護結(jié)構失效、邊坡垮塌造成基坑周邊地陷。

1.1.2 隧道施工

在軌道暗挖、盾構掘進等作業(yè)過程，受地質(zhì)結(jié)構不穩(wěn)定、施工措施不當?shù)榷喾N因素影響，均可引發(fā)地陷。①隧道施工未能及時發(fā)現(xiàn)并消除不良地質(zhì)隱患，誘發(fā)隧道內(nèi)部失穩(wěn)；②隧道開挖過程中支護不及時或強度不足，造成土體變形或失穩(wěn)；③隧道施工造成土體不均勻沉降，造成或加劇鄰近管網(wǎng)滲漏或破裂，并可能形成涌水通道引發(fā)地陷。

1.1.3 管道施工

廣東省地質(zhì)條件復雜，當管道施工質(zhì)量欠佳，或基底及回填土不密實時，易造成地陷。①管道基礎與管道接口施工存在缺陷，導致地陷；②市政管道開挖施工后，回填工序不當或填料質(zhì)量欠佳，導致回填土工后沉降過大；③高壓水力管道因施工等原因發(fā)生斷裂。

1.2 既有地下管（渠）滲漏或破裂

近三年調(diào)研地市由管道滲漏或破裂引起的地陷事件共613起，其中廣州28起，深圳555起，珠海21起，佛山6起，東莞1起，中山2起。其中排水管道（井）破損導致452起，占比73.7%；由給水管道（井）破損導致36起，占比5.9%；由暗渠破損引起28起，占比4.6%；由其他管道（井）破損引起97起，占比15.8%（見圖4）。

圖4 既有地下管（渠）滲漏或破裂導致地陷的事件數(shù)量統(tǒng)計

調(diào)查表明，深圳市近3年由既有管道導致地陷數(shù)量最多，為555起，占比90.5%。此外，除東莞、中山外，其余地市由排水管道（井）破損引起的地陷事件占比最大。其中，廣州為21起，占比75%；深圳為407起，占比73.3%；佛山為5起，占比83.3%；珠海為16起，占比76.2%。

1.2.1 建設標準低

廣東省早期管道建設標準偏低，建成的管道存在結(jié)構強度低、易破裂和爆管、接口漏水、缺乏維護等缺點，引起管道上方地陷。此外，部分跌水井未按標準圖施工，壓力釋放井無消能、加固措施，受水流沖刷導致井壁破損，引發(fā)井筒周邊地陷。

1.2.2 管材選用不當

據(jù)統(tǒng)計，塑料管道的維修率大于鋼筋混凝土管道。①塑料管管材市場較混亂，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊；②管道內(nèi)部腐蝕嚴重、管壁變薄，導致管道滲漏。此外，部分早期建設管渠采用磚砌結(jié)構，易受周邊環(huán)境影響導致結(jié)構破損而引發(fā)地陷。

1.2.3 管網(wǎng)老化

廣東省大部分老舊城區(qū)的給排水管網(wǎng)老化情況嚴重，存在結(jié)構強度不足的問題。①部分管道建成時間早，運營時間長，日常養(yǎng)護管理缺乏；②近十幾年常用的塑料管、鋼管等最長使用年限僅20年，未及時進行更新改造。

1.2.4 汛期影響

汛期在較大水壓和流速的沖蝕下，管道容易出現(xiàn)破裂或滲漏；此外地下水位在汛期抬升明顯，土體被雨水快速沖刷，在地下水和管道水共同作用下，地下空洞不斷擴大。

1.3 其他因素

據(jù)統(tǒng)計，近三年由不良地質(zhì)條件引發(fā)的地陷事件共計140起，其中廣州4起，深圳134起，珠海2起。引起此類地陷事件和險情的原因主要包括巖溶塌陷、填海或近海軟土沉降等因素。

一方面，廣東省可溶巖分布廣泛，在巖溶發(fā)育區(qū)，地下多發(fā)育有土洞或溶洞，地質(zhì)條件脆弱。另一方面，廣東省多個沿海地市，轄區(qū)內(nèi)多為軟土分布，極易出現(xiàn)土體不均勻沉降，進而引發(fā)地陷。

此外，廣州、佛山市近三年因老舊或廢棄地下人防工程年久失修引發(fā)地陷事件各1起；此外深圳市出現(xiàn)4起因道路、暗渠化河道等長期受重型車輛碾壓，不合理使用引發(fā)地陷事件。

2 對策建議

切實強化工程建設項目組織管理工作。①合理選址、優(yōu)化布局，趨利避害；②勘察階段，應加強地質(zhì)調(diào)查成果共享，明確屬地相關責任，嚴格按照規(guī)范確保勘查到位；③在工程設計階段，合理科學設計方案；④把好質(zhì)量評審關；⑤在隧道工程施工階段，應做好工法選型、地質(zhì)跟蹤反饋工作，加大全方面監(jiān)測預警加試，加強地表等地陷監(jiān)測，建立預警系統(tǒng)；⑥在管線工程建設階段，強化質(zhì)量管控；⑦在工程驗收階段，應開展地陷隱患排查工作，評估道路承載能力。

3 結(jié)論

引發(fā)地陷事件的因素是多方面的，具有一定的相關性，且往往各因素之間相關影響，產(chǎn)生連鎖反應。針對塌陷事件，要精準研判塌陷風險等級，密切監(jiān)測周邊環(huán)境發(fā)展變化，準確查找重點風險隱患，落實防范責任措施；精準發(fā)布預警信息、精準布設救援力量、精準細化預案措施，嚴防次生塌陷造成更大危害。