上海地區道路空洞排查和綜合修復方法探討

何智龍，凌宏偉

（1.上海市浦東新區市政工程建設事務中心，上海市 201210；2.上海浦東建筑設計研究院有限公司，上海市 201206）

0 引 言

上海市部分地區道路修建時間較久，目前一般通過常規日常養護和專項檢測后進行大中修，可以解決路表坑槽、車轍、不平整、抗滑減弱、路面結構強度不足等典型病害。但是，近年來由于排水管道損壞或滲漏引發的水土流失、各類地下管道和地下構筑物施工引起的土地松動、路面結構破壞或路表路基水損害導致的土基空洞等多方面因素，造成道路路面局部坍陷或沉陷問題時有發生（見圖1），對道路的正常交通通行和人員安全造成了一定的影響。因此，為消除安全隱患，同時避免道路損壞范圍擴大，確保城市基礎設施安全運行，對道路路面下空洞的提早發現、科學診斷、合理評估和及時針對性防治是非常有必要的。

現結合筆者近年參與的上海市相關項目研究和建設實踐，對道路路面下空洞病害原因進行梳理，對相關檢測和評估方法進行初步總結和分析，并提出若干修復技術對策，為今后的相關工作開展提供參考。

1 主要成因分析

從上海地區近年來發生的一些路面應急事件可以看到，道路空洞主要病害表現為道路路面的不均勻沉降、突發沉陷或坍塌等問題。根據目前經驗，梳理和總結了若干主要成因：

一是原水泥混凝土路面板塊接縫或裂縫處未做好接縫防水措施，或原瀝青混凝土路面裂縫處未及時修補，造成基層、墊層等水損害，導致基層或路基長期滲入乃至浸潤雨水，結構強度降低，最終形成道路路面下局部空洞。這種病害情況是由上至下發展而引發的，表現為道路路面下的淺層疏松或空洞。

二是隨著道路沿線的經濟發展，以及居民生活和企事業單位生產需要，對各類公用管線的需求逐年增加，近年來有大量采用非開挖技術新排的煤氣、通信、上水等公用管道穿越道路，部分非開挖擴孔部分未及時進行加固修復，久而久之就引起土地松動的情況。這種病害情況是由下至上發展而引發的，表現為道路路面下的淺層或深層疏松或空洞。

三是雨、污水排水管道，以及各類公用管線存在破裂、沉陷、脫節、滲漏等問題，而導致管道頂部或周邊的土體松動、下沉和水土流失的情況。這種病害情況也是由下至上發展而引發的，表現為道路路面下的淺層或深層空洞。

四是因原道路施工時，土體回填不密實或未很好地處理暗浜等軟土地基, 造成土體的不均勻沉降，最終導致路面局部的不均勻沉降或沉陷。這種病害情況也是由下至上發展而引發的，表現為道路路面下的深層空洞。

五是因沿線地下建筑、地下軌道交通或地下市政工程等構筑物施工引起的道路下土體松動和水土流失。

另有一些路面坍塌事故是在自然條件下，受地質、地下水等綜合作用引起的[1]。

綜上所述，道路路面下引發空洞的原因有很多，有可能是單方面原因引起，也有可能是多方面綜合因素導致。相關事故存在一定的不可預見性，安全隱患和可能造成的社會影響較大，如何有效診斷病害并及時防治顯得尤為重要。

2 空洞病害排查的主要檢測和評定方法

2.1 空洞病害排查的主要檢測方法

根據《城鎮道路養護技術規范》（CJJ 36—2016）[2]等現行技術規范，目前路面的技術狀況評定內容包括：路面行駛質量、路面損壞狀況、路面結構強度、路面抗滑等指標，但對于道路空洞的預防性檢測和評價標準是有所缺失的。

現根據實踐經驗對主要成因分析后，初步總結了道路空洞病害的一些綜合檢測技術方法，類別包括：目測、檢測和校驗。主要的檢測方法大致有6 類，具體見表1 所列。

表1 道路下空洞病害排查的主要綜合檢測方法一覽表

路表沉降調查是通過人工巡查和測量等簡單設備以目測方法，及時發現路表不均勻沉降點。彎沉檢測則是采用常規路面彎沉儀等檢測設備，及時發現路面結構強度不足和薄弱處。彎沉檢測的成果案例如圖2 所示。

圖2 瀝青混凝土路面彎沉檢測結果案例圖示（單位：mm）

地質雷達探測技術是一種借助頻率在106～109Hz范圍內的無線電波來確定地下介質分布的一種無損探測技術[3，4]。其主要原理是利用電磁脈沖接收地下不同介質界面的反射波，分析地下空洞的邊界情況，判定地下介質的結構及界面的埋深，探測成果可以全面掌握老路路基、路面狀況、管道頂部土體狀況和道路下脫空、空洞等情況，檢測成果案例如圖3 所示。

圖3 三維雷達數據水平切片分析圖案例圖示（單位：cm）

另外，由于地下管道的破裂、沉陷、脫節、滲漏等問題而導致管道頂部或周邊的土體松動、脫空，會造成路面不均勻沉降和局部或整體空洞，因此管道檢測和排查也尤為重要, 管道CCTV 檢測成果案例如圖4 所示。

圖4 管道CCTV 成像結果案例圖示

實踐表明，空洞病害排查采用單一的手段來判斷并不十分全面。比如：路表沉降和路面彎沉結果差并不代表路面一定存在空洞病害，地質雷達探測技術有時會受地下水、地下管線等的影響較大，地下管道損壞也不代表一定存在空洞病害等；經過對比，有部分空洞病害處的彎沉狀況和雷達探測結果也并不一定相互對應。因此，路表沉降調查、路面彎沉檢測、雷達探測、管道CCTV 檢測等手段應結合使用，相互驗證和判定，以更為全面、準確地評定空洞病害狀況，這樣才可以為道路隱患排查和維修方案的制定提供更為科學、有效的決策依據。

通過上述目測、檢測手段初步判定的空洞病害，可采取“無損”或“微創”等低影響方法進行校驗，主要通過淺層鉆芯取樣調查（有效深度一般在0.8～1.5 m），以及更深層鉆孔（深度一般在1.5 m 以上）加以視頻采集等手段進行驗證。

2.2 空洞病害分類評定

首先，應收集現狀道路的相關基礎資料，包括：道路沿線地質資料。道路竣工資料，包括：路面結構、地基處理措施，以及地下管線、排水管道竣工資料等，作為空洞病害分類評定和修復方案制定的基礎資料。

現根據實踐經驗，結合前述空洞病害排查的檢測方法，總結了若干主要評定方法和分類（見表1）。

表1 道路下空洞病害主要評定方法和分類一覽表

3 主要分類修復對策研究

3.1 路面結構下空洞修復對策

根據路面下空洞的深度、面積等進行路面結構和路基修復方案制定。一般道路和路基修復可采用開挖修復法和非開挖修復法。

道路下土體無局部疏松或明顯空洞的，按常規道路路面維修標準進行路面維修。

A1 類，道路下土體有淺層（深度1.5 m 以內）局部疏松的情況，可采取非開挖修復法。局部疏松處可進行注漿等填充、加固法，并修復路面結構。

A2 類，道路下土體有淺層（深度1.5 m 以內）大面積疏松的情況，可采取開挖修復法。應采取開挖、路基加固等措施，并修復路面結構。

B1 類，道路下土體有淺層（深度1.5 m 以內）局部空洞的情況，可采取非開挖修復法。局部空洞處進行注漿或注泡沫混凝土等填充物進行加固，并修復路面結構。

B2 類，道路下土體有淺層（深度1.5 m 以內）大面積空洞的情況，可采取開挖修復法。應采取開挖、路基加固、回填空洞、分層壓實等措施，并修復路面結構。

C 類，道路下土體有深層（深度1.5 m 以下）局部空洞的情況，可采取非開挖修復法，局部空洞較小處進行注漿等加固法，并修復路面結構。局部空洞較大的情況，可采取開挖修復法，開挖并回填空洞等措施，并修復路面結構，回填料應分層壓實，開挖較深時需做好施工期基坑維護。

3.2 排水管道隱患修復對策

D 類情況，若排水管道損壞并引起路面下空洞或者存在其他較大隱患的，應先對排水管道進行病害維修，防止其因破裂、沉陷、脫節、滲漏等造成水土流失和沉降等病害的進一步發生,然后進行路面和路基加固修復。一般排水管道可采用開挖修復法和非開挖修復法進行分類修復。

對存在局部結構性缺陷的管段，優先選擇非開挖修復方式，可采用地區較為成熟的施工方法，盡量減少對周邊環境和交通的影響，縮短修復周期；對存在結構性缺陷較為集中或損壞嚴重的管段，采用整體式開挖修復，按原管位、管徑、坡度、標高等開槽翻排；點狀修復則采用土體注漿輔助修復。

3.3 公用管道隱患修復對策

上水管等其他公用管道的破裂、滲漏等也是引起路面下空洞的原因之一。經診斷發現該類情況的，應及時通知相關管線管理單位和養護單位，進行及時堵漏、加固和修復。

4 結 語

本文結合實踐經驗，對道路下空洞病害的主要成因進行了分析和梳理，初步總結提出了病害排查的主要綜合檢測方法，研究提出了空洞病害修復整治的若干對策。由于道路下空洞的成因較多，且地下各類設施相對復雜，路表下情況又不可見，為減少突發事故的發生，建議道路管理部門重視并加強道路空洞的巡查和檢測工作，做到提早發現、科學診斷、及時防治。