道路塌陷隱患勘察方案

1、道路塌陷隱患勘察方案1刖言城市的馬路作為最重要的公共基本設(shè)施之一，它的安全牽扯著千百萬人的生命財(cái) 產(chǎn)安全，可是，最近一段時(shí)間，國內(nèi)多個(gè)城市頻發(fā)地陷，腳下的馬路變得令人膽戰(zhàn)心 驚。到底是什么原因?qū)е陆佣B三的地面塌陷事故呢？地陷，是地面沉降的一種，指地面由于地下物質(zhì)移動(dòng)而發(fā)生的漸進(jìn)下陷或急 劇下沉。據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局最新數(shù)據(jù)顯示，中國已有50多個(gè)城市不同程度地出現(xiàn)了地 面沉降和地裂縫災(zāi)害，沉降面積擴(kuò)展至9.4萬平方千米，發(fā)生巖溶塌陷1400多起?！暗叵荨庇械叵碌刭|(zhì)因素和后期人類活動(dòng)影響兩類。自然地陷主要因當(dāng)?shù)鬲?dú)特的 巖溶地層造成，這主要發(fā)生在石灰?guī)r分布的地區(qū)。人類活動(dòng)造成的地陷因素隨著城市 地下活

2、動(dòng)的加強(qiáng)日趨凸顯，超采地下水、地下管道滲漏造成淘空等。地陷的主要原因 主要有以下幾種：巖溶地陷有些城市的地下巖層為石灰?guī)r地層，石灰?guī)r為可溶巖，其中極易發(fā)育溶洞，由于 近地表巖層受地下水影響較大，較容易形成隱伏溶洞，正常情況下，地下水位變化不 大、人類不改變基地下水環(huán)境，溶洞的頂部不易坍塌，但當(dāng)出現(xiàn)極端氣象（干旱、長 時(shí)間降雨等）和人工活動(dòng)改變地下水原有條件時(shí)，埋藏較深（10米以內(nèi)）的溶洞頂部 極易發(fā)生坍塌，即為地陷。超采地下水至地陷一個(gè)地區(qū)的地下水一般保持著相對(duì)穩(wěn)定的深度，但由于人類活動(dòng)的加強(qiáng)，特 別是近年的城市建設(shè)的趕快發(fā)展、人類對(duì)地下水過度抽取，造成地下水水位大幅下降， 在抽取地下水的同時(shí)

3、，也帶走了地下的大量沙土，造成地下水平流高程面范圍內(nèi)的地 層的密度嚴(yán)重降低，局部地段出現(xiàn)架空層，一旦遇到較大降水，地表水滲入地下，沿 著空隙和架空層流動(dòng)，對(duì)地層形成沖刷、潛蝕，加大地表與地層間的縫隙，致地面向 下陷落，造成塌陷。地下排水管網(wǎng)滲漏沖刷至地陷由于地下管線的老化腐蝕，泄漏的水流沖走了周圍的土壤，致使路面下土層 疏松，形成地下空洞，以致光鮮亮麗的城市馬路下暗藏著“雷區(qū)”。地下管線老化現(xiàn)象往往發(fā)生在城市的舊城區(qū)。一方面，管線鋪設(shè)歷史久，超 期服役現(xiàn)象嚴(yán)重；另一方面，早期使用的管材材質(zhì)強(qiáng)度低，抗腐蝕能力弱，潛在危險(xiǎn) 極大。此外，舊城區(qū)往往人口密度大，地下管線所承受壓力巨大，再加上很多舊城區(qū)

4、 疏于管理，地面污染嚴(yán)重，地下管線所處環(huán)境惡劣，于是問題更加嚴(yán)重。城市雨水排泄沖涮造成地陷一是大雨對(duì)城市地下排水管道造成了極大的管壓，使很多本來就超期服役的老 化管道不堪承受，而泄漏的水流造成了周圍土壤的疏松和地下空洞的形成，最終誘發(fā) 地面塌陷；二是由于排水系統(tǒng)的落后導(dǎo)致雨水排不出去，長期淤積在道路上，就會(huì)出 現(xiàn)雨水下滲，造成路面下方的土質(zhì)疏松乃至空洞。地陷的其它原因在每個(gè)城市的地下都有著水電、煤燃?xì)狻⑹鸵约巴ㄓ嵉炔煌墓芫W(wǎng)走廊， 它們分別由自來水公司、電力部門、煤氣公司、天然氣公司、石油以及通訊公司進(jìn)行 管道以及電纜的鋪設(shè)，形成錯(cuò)綜復(fù)雜的地下網(wǎng)路，以致同條道路要經(jīng)歷多次開挖、填 埋再開挖的

5、循環(huán)過程。而在道路施工后，由于回填時(shí)夯實(shí)和碾壓的程度不夠，造成土 壤不夠穩(wěn)定，這也是城市地面塌陷隱患的另一常見原因。2勘察依據(jù)巖土工程勘察規(guī)范GB/T50021-2009水利水電工程物探規(guī)程DL/T5010 2005市政工程勘察規(guī)范JJ56-2012城市工程地球物理探測(cè)規(guī)范CJJ7-20073主要目的與任務(wù)3.1目的選擇具有塌陷代表意義的某一城市道路路段，進(jìn)行隱伏塌陷探測(cè)試驗(yàn)，研究采用 物理探測(cè)方法技術(shù)探測(cè)隱伏塌陷的方法技術(shù)，試驗(yàn)過程中，對(duì)探測(cè)的隱伏塌陷異常點(diǎn) 進(jìn)行鉆探和孔內(nèi)光學(xué)成像，以評(píng)價(jià)物理探測(cè)的效果。3.2任務(wù)試驗(yàn)場(chǎng)地：城市道路；探測(cè)試驗(yàn)面積：10m X 1000m；探測(cè)深度范圍：地表以

6、下10m范圍；工期：一個(gè)月。4主要試驗(yàn)方法原理4.1塌陷體的主要地質(zhì)和物理特征分析城市塌陷體的主要地質(zhì)特征是空腔，物理特征是低密度，呈現(xiàn)與周圍介質(zhì)的間斷， 造成強(qiáng)烈的物理界面，由于塌陷洞頂部為第四系土和沙層，導(dǎo)電性較好，而下部空腔 導(dǎo)電較差，且埋深較淺，適宜于地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)。城市環(huán)境與野外環(huán)境存在的最大差別是城市電磁干擾和地下人工埋設(shè)物，為了區(qū) 別地下人工埋設(shè)物，同時(shí)采用地震散射法。4.2地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)原理地質(zhì)雷達(dá)（亦稱探地雷達(dá)）探測(cè)法是利用電磁波的反射原理，使用地質(zhì)雷達(dá)儀器 向地下發(fā)射和接收具有一定頻率的高頻脈沖電磁波，通過識(shí)別和分析反射電磁波來探 測(cè)與周邊介質(zhì)具有一定電性差異的目的體的一種電磁

7、勘探方法。具有分辨率高、成果、 圖像直觀等優(yōu)點(diǎn)。在淺層、超淺層工程勘探和檢測(cè)中廣為應(yīng)用。工作過程中，由雷達(dá)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率相對(duì)穩(wěn)定的電磁波，通過雷達(dá)主控制器 對(duì)信號(hào)脈沖進(jìn)行調(diào)諧調(diào)頻，并進(jìn)行信號(hào)樣點(diǎn)數(shù)字化、信號(hào)疊加處理，然后由主控器通 過信號(hào)高保真電纜和屏蔽天線將信號(hào)以一定的方向角向探測(cè)方向發(fā)射，電磁波遇到有電性差異的目的體后會(huì)發(fā)生反射，反射回來的電磁波被天線再次接收，并返回到雷達(dá) 的信號(hào)接收處理器內(nèi)，經(jīng)處理后的雷達(dá)信號(hào)分兩路傳送：一路直接傳送給雷達(dá)顯示器， 通過“四色原理”將雷達(dá)信號(hào)以彩色形式直接顯示在視頻顯示器上，其顯示速度與天 線運(yùn)行速度保持同步；另一路進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，內(nèi)存將所有技術(shù)參

8、數(shù)連同雷達(dá)信號(hào) 資料進(jìn)行保存，以便進(jìn)行回放和更深入一步的處理。所有雷達(dá)的專業(yè)處理、反演解釋 軟件均可安裝在通用計(jì)算機(jī)上來完成，雷達(dá)主控器、內(nèi)存可直接與通用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù) 據(jù)通訊，將雷達(dá)數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)機(jī)中進(jìn)行更高級(jí)的處理和解釋。地質(zhì)雷達(dá)圖像的識(shí)別、深度計(jì)算、長度計(jì)算、范圍計(jì)算主要包括以下幾方面：雷達(dá)判斷異常目的體是根據(jù)反射波的強(qiáng)度和相位來進(jìn)行的：當(dāng)反射波與入射波反 相位，且反射信號(hào)能量較強(qiáng)，可判斷為導(dǎo)電導(dǎo)磁性較弱的空洞等；如果能量較弱，可 判斷為導(dǎo)電導(dǎo)磁性較強(qiáng)的泥充填溶洞等。雷達(dá)的深度是根據(jù)電磁波在地層中的傳播速度V和傳播時(shí)間t，依據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算 的：一 tVh = (4.2-1)式中，t為反射波

9、走時(shí)(需將圖像轉(zhuǎn)換為波形讀取)；V為地層的電磁波速度，V值 可用三種方法獲取：由已知深度的目標(biāo)體標(biāo)定得出；用廣角法或共深度點(diǎn)法測(cè)試得出；利用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)Er的經(jīng)驗(yàn)值由下式計(jì)算得出。c一 一V = _=(4.2 - 2)異常體的長度是根據(jù)雷達(dá)剖面長度與天線運(yùn)動(dòng)速率確定的，天線運(yùn)動(dòng)速率與樁號(hào) mark標(biāo)注形成雷達(dá)的剖面長度，異常的長度在圖像剖面長呈現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)。異常垂直于剖面方向的范圍可采用對(duì)比和計(jì)算多條彼此相鄰的雷達(dá)剖面圖像的相 關(guān)等方法估算。壩技巖溶探削抽水蓄能水庫底部溶洞探測(cè)率 壩技巖溶探削抽水蓄能水庫底部溶洞探測(cè)率 二、,6掃描半徑達(dá)十多 米，解決隧洞開 挖范圍內(nèi)的溶洞 精確定位問題孔

10、內(nèi)信號(hào)質(zhì)堇同天線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)深圳龍崗城市道路溶洞探測(cè)D11D11dih4.3地震面波探測(cè)原理實(shí)踐和理論研究表明振動(dòng)產(chǎn)生的能量80%以上在面波中，由于面波能量強(qiáng)、持續(xù) 時(shí)間也長，且主要在表面附近傳播，淺層地震勘探將面波視為干擾波。但面波同其它 體波一樣，也存在反射、折射，且對(duì)淺層的空洞等異常反映更敏感，由于能量強(qiáng)，在 城市中具有較強(qiáng)的抗干擾能力。(Channel) 1200i； rn/s)teration: 5; Error: 2.754 (ms)4769.75主要儀器設(shè)備與技術(shù)參數(shù)序號(hào)方法設(shè)備名稱產(chǎn)地/型號(hào)主要參數(shù)1地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)地質(zhì)雷達(dá)美國SIR-20拉脫維亞ZOND100Mhz天線，0.5m點(diǎn)測(cè)量，疊加16次。2地震面波淺層地震儀美國S-LAND38hz檢波器，1m檢波距，3個(gè)偏移距激 發(fā)。3鉆孔背包鉆機(jī)美國背包鉆機(jī)28mm孔徑，深度10