城市道路地下隱患檢測的現(xiàn)狀與方法

【摘要】為了有效保證城市道路地下環(huán)境的安全性和穩(wěn)定性，需要針對部分城市道路地下環(huán)境展開安全隱患檢測工作，有效結(jié)合我國某地區(qū)一處城市道路檢測工作案例進(jìn)行分析，提出城市道路地下隱患檢測現(xiàn)狀和具體檢測工作方法，對道路以下存在的各種安全隱患問題進(jìn)行全面排查，避免對人們的生命財產(chǎn)安全造成威脅。

【關(guān)鍵詞】城市道路；地下隱患；檢測；方法

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.103

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展速度不斷加快，城市化建設(shè)層次也在快速提升，城市內(nèi)部各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作正在快速開展，尤其是地下工程建設(shè)施工規(guī)模正在不斷擴(kuò)張。比如，深基坑、地鐵工程、市政綜合管廊工程頂管施工等，造成城市地面以下的空間環(huán)境構(gòu)成越來越復(fù)雜，同時也造成局部城市道路路段下部空間經(jīng)常會產(chǎn)生安全隱患，對整個道路使用安全性造成嚴(yán)重影響。因此，相關(guān)工作單位需要針對城市道路地下安全隱患問題展開全面檢測和排查，有效采取針對性的檢測工作方法來加以解決，提高城市道路地下空間的安全性和穩(wěn)定性。

1、城市道路地下隱患現(xiàn)狀和成因分析

經(jīng)過相關(guān)數(shù)據(jù)信息資料統(tǒng)計分析可以得出，我國存在50多個城市內(nèi)部曾經(jīng)出現(xiàn)過道路路面坍塌等嚴(yán)重事故。隨著地方經(jīng)濟(jì)的不斷向前發(fā)展，城市內(nèi)部各種工程項目建設(shè)規(guī)模越來越大，其中存在一些不合理的采礦工程、修路工程以及建房工程等，對城市地下環(huán)境所產(chǎn)生的影響越來越明顯，尤其在受到一些地質(zhì)災(zāi)害問題的影響條件下，所形成的安全威脅更加嚴(yán)重[1]。尤其是現(xiàn)階段城市內(nèi)部工程項目建設(shè)施工量不斷加大，城市地下管網(wǎng)建設(shè)和使用過程中出現(xiàn)不同程度的材料老化問題，同時在受到一些比較特殊的地質(zhì)環(huán)境影響條件下，會進(jìn)一步引發(fā)地面沉降以及軟土地基變形等各種問題，造成道路邊坡穩(wěn)定性下降、水土突涌等地質(zhì)災(zāi)害。從地面塌陷事故資料分析可以得出造成地面塌陷問題，主要是因為人為性因素所造成，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：

第一，深基坑開挖施工所產(chǎn)生的影響。主要表現(xiàn)在盾構(gòu)頂管的掘進(jìn)進(jìn)出洞口過程中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)會受到開挖工作的影響，而產(chǎn)生比較嚴(yán)重的地面塌陷情況。

第二，地下工程施工過程中，排水疏干和突水作用造成上方的地表土壤的穩(wěn)定性下降，嚴(yán)重的情況下甚至?xí)a(chǎn)生地下孔洞和基礎(chǔ)內(nèi)塌陷等情況。

第三，過量開采或者是抽排地下水會造成地下水位進(jìn)一步降低，出現(xiàn)土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降引發(fā)地面塌陷情況。

第四，人工震動問題影響。在一些容易產(chǎn)生震動液化的土壤層當(dāng)中，如果出現(xiàn)強(qiáng)烈的震動影響，會造成土體結(jié)構(gòu)局部產(chǎn)生液化情況，進(jìn)而造成大量的水土流失，局部位置產(chǎn)生空洞引發(fā)地面塌陷等情況。

2、城市道路地下隱患檢測工作方法分析

2.1 檢測工作流程

在道路路面以下安全隱患問題的排查工作過程中，通常情況下可以將其分為普通路段檢測、可疑路段檢測兩個方面，主要檢查工作內(nèi)容包含現(xiàn)場勘查，對檢測區(qū)域地下管道線路一直條件信息資料進(jìn)行收集，制定出科學(xué)合理的檢測工作方案，進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，室內(nèi)資料的處理分析和解釋，檢測區(qū)域異常復(fù)測和確定，對收集的工作數(shù)據(jù)信息的處理結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，對病害問題區(qū)域進(jìn)行鉆孔檢測與整理[2]。

2.2 地質(zhì)雷達(dá)檢測法

地質(zhì)雷達(dá)檢測法屬于一種新型的地下探測技術(shù)，在實際工作過程中使用的是主頻率為1MHz～1GHz的電磁波，通過發(fā)射天線發(fā)射寬屏帶短脈沖電磁波，通過接收天線接收反回波，在終端主系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行參數(shù)信息的記錄，并且將其直接傳輸?shù)浇邮諜C(jī)內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)型與放大處理[3]。信號在PC端根據(jù)發(fā)射頻率大小進(jìn)行編碼，并且主要是以為彩色、灰色、電平圖或者是波形堆積圖等方式來進(jìn)行展示可以形成雷達(dá)剖面圖，地質(zhì)雷達(dá)檢測工作原理如圖1所示：

地質(zhì)雷達(dá)法在一些大規(guī)模的普測工作當(dāng)中發(fā)揮出的作用非常明顯，可以有效探查道路整體的缺陷表現(xiàn)情況，雷達(dá)測線布設(shè)完整且連續(xù)，同時需要避開雷達(dá)的干擾源。在首次檢測工作過程中，測線布設(shè)必須要達(dá)到道路檢測區(qū)域的全覆蓋目標(biāo)，測線宜與車道平行，相鄰測帶旁向重疊不宜小于10%，需要有效檢查該區(qū)域范圍內(nèi)存在的異常區(qū)域，保證道路路面以下各種安全隱患問題的有效排查，測定路面一下的常見介質(zhì)電性特征如表1所示。

2.3 數(shù)據(jù)采集和處理工作方法

地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)主要是通過一體化主機(jī)系統(tǒng)、天線以及相關(guān)配件等方面所構(gòu)成，在實際工作過程中主要的工作原理，表現(xiàn)在當(dāng)雷達(dá)系統(tǒng)使用天線向地下發(fā)射寬頻帶高頻率電磁波過程中，電磁波信號會在傳播介質(zhì)內(nèi)部形成介電差，并且在遇到介質(zhì)面過程中會形成信號反射、透射以及折射等。兩種介質(zhì)的介電常數(shù)參與性會進(jìn)一步加大，同時反射的電磁波能量也會進(jìn)一步加大反射得到的電磁波和發(fā)射天線接收信號之后，通過雷達(dá)主機(jī)準(zhǔn)確記錄下反射回來的電磁波具體特征，然后再經(jīng)過信號處理之后形成全斷面掃描信息圖像[4]。

2.4 高密度面波法

高密度面波法在實際工作過程中主要是半空間彈性介質(zhì)表面，某一局部位置受到擾動之后，由近到遠(yuǎn)截止各點將會離開自身的平衡位置，然后直接進(jìn)入到震動狀態(tài)而產(chǎn)生波動。在波動工作過程中，比較常見的波形為縱波和橫波，縱波的介質(zhì)點振動方向和傳播方向基本保持相同，而橫波的介質(zhì)點位和振動方向以及傳播方向保持垂直，因為縱波的實際傳輸速度相對較快，產(chǎn)生振動之后首先會直接達(dá)到對應(yīng)的分子點位，又稱之為P波，而橫波的傳輸速率相對較慢，當(dāng)縱波達(dá)到反射位置之后稱之為S波。除了波體以外還存在一類波形，主要是沿著介質(zhì)的表面進(jìn)行傳播稱之為面波，如圖2。

高密度面波法在檢測工作過程中，主要是針對高層建筑施工區(qū)域帶有深基坑附近的路段、地下空間進(jìn)行安全排查，有效探查基坑周圍的深層地基產(chǎn)生的各種缺陷問題，整個側(cè)線布設(shè)工作必須要保證完整和連續(xù)，同時需要盡可能避開噪音時段，防止外部人員過多走動或者是多次疊加等情況，降低對信號所產(chǎn)生的干擾，有效提高信噪比，確保數(shù)據(jù)信息的采集工作質(zhì)量[5]。

結(jié)語：

綜上，在本次城市道路地下隱患問題檢測工作過程中，通過采取地質(zhì)雷達(dá)法、高密度面波法等檢測方法，整體的檢測工作效果非常明顯。主要是對道路周圍存在深基坑開挖項目區(qū)域，以及存在大量地下管道或者是隧道工程項目進(jìn)行檢查，對地面以下道路安全隱患問題進(jìn)行全面了解和排除，防止后續(xù)到某工程通車過程中對人們的通車安全造成嚴(yán)重的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓舒.關(guān)于城市道路空洞檢測及預(yù)防道路塌陷工作的探討[J].山西建筑，2020，46（12）：135-136.

[2]劉育斌.城市道路交通安全隱患問題排查及整治方法研究[J].工程技術(shù)研究，2019，4（09）： 228-229.

[3]郭士禮，段建先，張建鋒，李修忠.探地雷達(dá)在城市道路塌陷隱患探測中的應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2019，34（04）：1609-1613.

[4]王繼偉.道路塌陷隱患的科學(xué)處置方法和應(yīng)用研究[J].市政技術(shù)，2017，35（04）：41-43.

[5]徐昕軍，勾妍妍，楊峰.基于探地雷達(dá)與概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的城市道路路基病害預(yù)警模型研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2017，17（17）：118-124.

作者簡介：

易斌（1987-），男，漢族，本科，湖南衡陽，工程師，研究方向：市政工程建設(shè)。