綜合物探方法在路面塌陷開裂調查中的應用

張靖超（上海市建筑科學研究院有限公司，上海 200032）

由于近期上海市青浦區北盈路與漕盈公路交叉路口機動車道路面出現局部塌陷現象，對當地居民的人身安全造成一定威脅，亟須對該處路面塌陷成因進行分析。本文綜合運用探地雷達法和地震映像法，開展路面基層技術狀況調查。通過兩種解釋結果的驗證對比，查明道路路面異常區域分布。

目前已有多種物探方法應用到巖溶塌陷、地面塌陷研究中，如高密度電測深法、音頻大地電磁法和地震折射法。本文選擇的探地雷達是利用高頻電磁波發射探測地下目標體的一種物探方法。當電磁波由發射天線發出，由地表向下傳播，遇到地下存在的異常物體時，電磁波就會被反射回地表被接收天線接收，此時地質雷達資料也會出現一些特征反射。根據這些特征反射剖面，就可以圈定出異常物體的結構、平面位置及埋深。

地震映像法是一種利用介質間的波阻抗差異對彈性波的反射來探測地下目標體的常用的淺層地震勘探方法。由于巖溶、采空洞穴與周圍介質存在一定的波阻抗差異，在地震映像時間剖面上同相軸則出現錯斷或弧形等特征。通過分析時間剖面的發射波形特征，可以獲得地下目標的有效信息。

1 工程概況

為了解相關區域道路狀況，受區政府委托，某公司對北盈路（盈順路—卓青路）區間路段的道路破損情況、路面技術狀況、市政管道分布、市政管道狀況等進行了相關調查?，F將調查情況報告如下。

（1）本次北盈路調查范圍東起盈順路，西至卓青路，全長 800 m；漕盈公路檢測范圍北起北青公路，南至崧澤大道，全長約 1 300 m。目前北盈路（盈順路—漕盈公路）南側有一日立電梯廠區，該路段重車較多。調查路段路面以下有地下市政排水管道，近非機動車道有多處雨水支管，路中有污水管道。

（2）北盈路出現道路破損區域主要位于北盈路（盈順路—漕盈公路）路段，路面破損表現為裂縫、網裂、車轍以及沉陷。北盈路上行 K 1 + 840 行車道出現了較大程度沉陷。漕盈公路下行 K 0 + 680 行車道（路口）位置出現局部塌陷，東側人行道局部出現沉陷變形。北盈路（盈順路—漕盈公路）這一路段的上行 2 車道以及非機動車道進行了重新攤鋪。

根據 CJJ 36—2016《城鎮道路養護技術規范》、DG/TJ 08-92—2013《城市道路養護技術規程》等相關道路技術狀況評定標準，對北盈路(盈順路—卓青路)進行了路面損壞狀況、路面結構強度、路面平整度、路面彎沉、路面車轍等道路技術狀況檢測，對漕盈公路（北青公路—崧澤大道）進行了路面結構強度、路面平整度、路面彎沉、路面車轍等道路技術狀況檢測。

為便于識別檢測部位，北盈路東起盈順路，西至徐耀路，設檢測樁號 K 1 + 450 ～ K 2 + 250；漕盈公路北起北青公路，南至崧澤大道，設檢測樁號 K 0 + 000 ～ K 1 + 300。檢測結果如表 1 所示。

表1 北盈路與漕盈公路路面結構強度檢測結果評定表

2 地質雷達及地震映像應用

2.1 測線布置

本次檢測工作分兩階段進行。先采用探地雷達全面普測，后在路面破壞較嚴重路口中心的區域采用地震映像方式進行重復測試。本次地質雷達探測共布置測線 21 條。地震映像探測共布置測線 11 條，具體測線布置如圖 1 所示。

圖1 地震映像測線

2.2 結果綜述

1 號區域現場（發生局部道路坍塌處）檢測圖譜如圖 2所示。1 號區域坍塌范圍為 2.0 m×2.0 m，路基與土層存在脫開情況，異常范圍內土層存在明顯疏松情況，后期易形成空洞，疏松深度范圍 0.5～5.0 m。

圖2 1 號區域現場典型地震映像時間剖面

2 號區域現場（漕盈路北盈路東北側路口）檢測圖譜如圖3 所示。區域范圍內未見明顯空洞，異常范圍內土層存在明顯疏松情況，后期易形成空洞，疏松深度范圍 0.5～3.0 m。

圖3 2 號區域現場典型雷達剖面和地震映像時間剖面

3 號區域現場（發生局部道路沉陷處）檢測圖譜如圖 4所示。區域范圍內路基與土層存在脫開情況，但未見明顯脫空，異常范圍內土層存在明顯疏松情況，后期易形成空洞，疏松深度范圍 0.5～3.0 m。

圖4 3 號區域現場典型雷達剖面和地震映像時間剖面

4 號區域現場（漕盈路北盈路西北側路口）檢測圖譜如圖 5 所示。4 號區域范圍內未見明顯空洞，異常范圍內土層存在明顯疏松情況，后期易形成空洞，疏松深度范圍 0.5 ～5.0 m。

圖5 4 號區域現場典型地震映像時間剖面

5 號區域現場（漕盈路北盈路西南側路口）檢測圖譜如圖6 所示。區域范圍內未見明顯空洞，異常范圍內土層存在明顯疏松情況，后期易形成空洞，疏松深度范圍 0.5～5.0 m。

圖6 5 號區域現場典型雷達剖面和地震映像時間剖面

經探測北盈路漕盈公路路口路面下異常區域主要有 5處，3 處集中且范圍較大，2 處范圍較小。根據現場管線探測情況，電力頂管穿過 1 號、2 號及 4 號異常區域，頂管施工后未及時加固地下土體，造成施工區域路基松散，在大流量車輛荷載頻繁作用下，形成 1 號區域的路基層局部空洞，最終產生局部路面塌陷；2 號區域的路基松散，同時對鄰近3 號區域的局部路面沉陷有一定的影響作用。具體異常區域分布示意如圖 7 所示。此外，北盈路（漕盈路）以東的路面沉陷見 3 號區域，管道明顯下沉，懷疑污水管下沉位置管道破裂，導致該處水土流失導致管道及路面下沉。需要注意的是，北盈路路口以東 300.0 m 范圍內的路面有明顯的不均勻下沉以及裂縫病害，應與該路段較為頻繁的重載交通流量有關，同時重載交通加速了路基下的市政排水管道破壞，并進一步促進路基土流失，嚴重影響道路使用功能。

圖7 物探異常區域分布示意圖

3 結 語

根據上海市青浦區北盈路（漕盈路）區間路段的道路雷達和地震波探測等調查成果，結合道路破損情況、市政管道狀況、路面技術狀況情況，為整治不良地質和后續施工提供以下建議。

（1）首先盡快對北盈路漕盈路十字路口塌陷和脫空區域進行局部加固修復。

（2）后續安排對病害較多的北盈路（漕盈路—盈順路）道路進行應急修復（大中修），同時修復疏通存在病害的市政排水管道。該處道路設計應適當提高道路荷載等級或對路基進行加固處理，對北盈路（漕盈路—卓青路）道路，需要根據交通流量狀況考慮進行結構性修復。

（3）道路塌陷風險并非不可以識別，前提是建立定期檢測管理機制。加強檢測技術的提高和檢測工作的規范化是有效探測和識別風險的基礎，加強探地雷達等設備的抗干擾、探測深的采集設備研發，以地質雷達為主，結合地質地震映像、道路中的雨污水管道的 CCTV 檢測、道路下方各類市政管道的掘路和頂管回填后的復測以及及時了解道路周邊超重車輛行走、基坑工程施工等，提高道路脫空的風險評估，通過分級管控對地下病害風險進行預警。結合工程實際需要，定期檢測，將多種專業技術融合，更有利于城市道路塌陷問題的解決。