些年,各大城市路面坍塌现象时有发生。2021年5月13日,西安市雁翔路靠近西安理工大地铁口附近路面出现塌陷,道路路面出现巨大深坑,损失惨重。道路塌陷事故不仅给交通带来不便,还会造成通讯、供水、供气以及电力基础设施的损坏和中断,对人民生命财产造成巨大损失。城市道路塌陷的普遍性和频繁性已经成为影响城市安全的重要问题。
道路空洞隐患成因分析
引起道路塌陷的因素有多种,常见的原因有以下5种:
1)施工扰动。明、暗挖施工和施工降水会对影响范围内土体造成扰动,由于施工不规范、支护不及时,形成土体空洞。
2)管线管体病害。城市道路作为地下管线的载体,地下管线自身病害未及时发现与消除,易形成土体空洞,导致道路塌陷。
3)地下废弃构筑物。地下废弃构筑物主要包括降水井、废弃管线和人防工程等,因未及时处理,造成道路塌陷事故。
4)季节变动。季节变动主要指春季冻融和雨季降水,造成水土流失形成空洞,导致道路塌陷。
5)超载运行。道路设计荷载与实际运行荷载不匹配(运输车辆严重超载、道路改扩建、路面长期堆载和地下管线超负荷运行),形成土体空洞,导致道路塌陷。
地下空洞导致的道路塌陷具有隐蔽性和突发性,无法提前预警,存在较大的安全隐患。预防城市道路塌陷,是城市管理工作的一项重要任务,而应用探地雷达对地下空洞进行探测是目前最有效的无损检测手段之一。
探地雷达介绍
探地雷达是一种利用电磁脉冲能量进入地面,从地面成分及物体中产生反射的技术。探地雷达发射的电磁波进入地面,在通过不同介质时,会发生相应的反射,通过分析接收到的反射波波形、振幅强度等信息,然后通过软件对这些反射波进行分析,并将其转化为平面图或地图投影,判断出地下病害的位置、范围、大小、深度等情况,实现了对道路内部情况的“透视”,为道路的安全进行深度“体检”。
检测原理
探地雷达是由一体化主机、天线及相关配件组成。其基本原理是通过发射天线、接收天线以及主机共同工作。探地雷达检测基本原理见图1, LTD探地雷达探测道路病害时的工作原理见图2。
图1 探地雷达检测基本原理
图2 LTD 探地雷达探测道路病害时的工作原理
工程实例
图 3 测线 1 K0+2.35 — K0+6.64 空洞异常图像
图4 测线 2 K0+308.58 — K0+300.34 空洞异常图像
探地雷达已在道路空洞检测中大量应用。现针对浙江省衢州市柯城区北门街西安路—新河沿的机动车道路,检测其是否存在道路地下脱空现象。
本次探测排除现场可探明的干扰源后,共发现2处异常反应,1处为疑似路面脱空,另1处为轻微疏松体。对于路面脱空,应钻孔验证,然后注浆或开挖回填;对于轻微疏松体,应加强道路巡查或通过注浆加固道路。
雷达探测技术在城市道路空洞探测中应用,极大地避免了以往人们对城市道路隐性病害无从下手的局限,是一种探测城市道路空洞的有效手段。(来源:中国知网、西安市政)