城市道路坍塌频现 新京报:来看看日本怎么做的

2020-01-18 中国安全保卫网保卫研究 正文

    原标题:城市道路坍塌频现,来看看日本怎么做的

  城市建设既需要“面子”,更需要“里子”,防范道路塌陷,任重而道远。

  文 | 张伟超

  2020年1月14日,青海西宁发生地面塌陷事故,目前已致9人遇难,事故具体原因正在调查中。

  近年来,国内外出现路面塌陷的城市越来越多。搜索“路面塌陷”,就会看到马路上、人行道上、施工现场上的一个个大坑,人和车跌落其中,各式管道露了出来,屡见不鲜。新京报整理了近年来国内外各大城市出现的塌陷事故。

  面对如此多的道路塌陷事故,人们在同情逝者之余,也在担心:城市的道路怎么了,为什么走在路上都不安全了?

  01城市路面塌陷,是天灾,亦是人祸

  暴雨等自然原因会造成路面塌陷。当地面下的松散沉积物孔隙处于饱和状态,砂砾石间的摩擦力有所减小,道路就容易塌陷。一项统计表明,雨季发生道路塌陷事故的,占到了事故总数的41%。

  但不少业内人士指出,人为因素才是造成路面塌陷的主要原因。

  据相关学者对全国2005年-2015年中的120次道路塌陷案例分析后,发现人为因素导致的塌陷占总数的65%,其中,管道破损和施工导致的塌陷占比为人为因素中的87%。管道破损后,水体会不断渗入土层中,随着这些细小的流动通道不断增大,水流动时就将松散物质带走了。随着泥土颗粒和土壤的流失,地面逐渐下沉。

  ▲西宁发生地面塌陷事故

  每个城市的地下都有电力、路灯、通讯、天然气、热力等各种管线,每条管道埋入地下,都需要对马路“开膛破肚”。如果施工后回填不密实,地下松散土体就会逐渐被流水冲走,造成地面塌陷。

  这就让城市路面塌陷常常发生得很突然:路面下的土体流失形成了空洞,路面上可能还看不出损坏的痕迹,而路面一旦塌陷,过程又十分短暂,很难预警,这也是国内外大多数道路突然坍塌的原因之一。

  除此之外,城市路面的坍塌还会反复发作。这是因为路面坍塌的背后,是路面下的水土流失。土体有空洞,无力承载路面压力,而土体空洞往往不是孤立存在的。一处路面塌陷,会加剧塌陷处周围区域的水土流失。

  如果只治理一次塌陷,而未对该区域进行检查和治理,极易再次发生塌陷。这也是2014年郑州路面先后坍塌12次的原因所在。

  02系统性空洞巡察,使日本塌陷大幅减少

  虽然塌陷的事发速度很快,但是这并不代表我们对其无法预测、无从防范。

  上世纪80年代,日本东京也曾多发由地下空洞引发的地面塌陷事故。尤其是在繁华的银座附近发生的塌陷事故,引发了民众的极大关注和一系列社会问题。可供对比的一组数据是,20多年前,东京都道中,每年大规模地陷次数多达20-25次,但近年来,东京却每年仅有一至两起大规模地陷,甚至有数年未出现大规模地陷。

  那么,东京是如何做到的?

  在日本,发生地下空洞、最终导致塌陷的原因和中国非常类似。专门探测地下空洞的雷达服务公司Geo Search的社长富田洋曾公开表示,由下水道引起地下空洞化的占40%-60%,其余的则是地铁等大型地下设施的周边发生的空洞化,这同时也是不容易夯实的地方。

  经过1987年前后的银座地陷事件后,日本政府认为“如果不调查地下空洞化状况的话,就无法解决地面塌陷问题”。多年研究日本地陷问题的东京大学助理教授桑野玲子也表示,空洞化难以预防,但可以通过严密的勘查及时发现,在形成地面塌陷之前未雨绸缪。日本近年来造成严重事故的地面塌陷大幅减少,这与缜密的预防勘察是分不开的。

  1990年,Geo Search公司使用雷达探测技术,开始在全国范围内进行调查。Geo Search针对东京都政府管理的重点路线进行检测。此外,还将全部路线分割成五个部分,五年巡视一回。国道则每年检测,管理水平较高。认识到路面问题的地方政府都在进行检测。此外,如发现塌陷,作为紧急检测,则对周边地段也进行勘测。

▲图片来源:视觉中国

  为了早期发现,建设局职员白天开车巡逻,观察路面情况。如发现有异常,及时进行处理。针对东京都管理的重点道路,以三天左右一次的程度进行观察。“我们掌握容易发生异常的地方在哪里。以这些地方为重点,即在城市地区埋有大型设施的地段采用雷达进行勘察。我们以此找到空洞,把砂土夯实和进行维修管子等处理。” 一位东京都建设局道路保全官员说道。

  雷达探测作为道路养护管理的一环已经在日本实行近20年。目前东京都管理的重点路线,都有专门公司,定期检测。一旦找到了地下空洞,道路管理部门将按照空洞大小和危险程度实施加固工程,以在发生塌陷前完成对策。下水道管理部门也会同时检查水管状态,会向道路管理部门提出维修意见。

  据富田洋介绍,在如此缜密的考察之下,发生地下空洞化的频度依然非常高。平均在国道每2公里、东京都道每1公里、东京23区内每0.5公里,就会发现一个地下空洞。与地面塌陷的严格定义类似,日本对地下空洞的界定亦是非常细致。被认定空洞的最小规模是长0.5米,宽0.5米,深度0.05米,不过是两张大号比萨饼叠在一起的大小。

  03我国起步较晚,但5G与AIoT或将提供新动能

  加强城市道路地下空洞的巡查,及时发现安全隐患,可以预防事故的发生。但我国的道路地下巡检仍处于智能化建设的初级阶段,以往的道路地下巡检面临着三大问题:

  一是缺乏全面的监管手段:无法随时随地监管巡检工作;二是缺乏高效、精准的巡检手段:无法针对一些重点区域、重点时段、重点事件进行定向的精准巡检、无法高效、快速响应事件。三是缺乏可视化的分析手段:巡检无法图表化、可视化,无法呈现直观的数据,缺乏对数据的展示、分析以及预测。

  在中国,由于没有强制的法律规定,有关地下空洞的事故在受关注程度上还得不到重视,但是每年发生的大大小小的地下空洞事故都或多或少地危及着我们的生命及财产安全,因此地下空洞问题不容小觑。建立周期性道路地下空洞检测机制并开始实施是我们当前首要进行的。

  除此之外,一方面相关部门要尽职尽责,对老旧管线进行维修保养或更换,严控回填施工质量;另一方面,除了人工巡查,还应使用各种技术手段检测道路状况,如雷达探测法、高密度电阻率法、瞬态面波法、微动勘探法、地震映像法等先进技术在城市主干道、给排水密集区、地铁施工区等勘探预警。

  运用先进技术,人们可以通过实时观测雷达图谱显示的频率、振幅、相位变化,判断地下是否有“病害”。

▲图片来源:视觉中国

  而如今5G与AIoT的发展给道路地下巡检带来新动能。在道路地下巡检领域,物联网可用于增强物理环境中的数据收集,并快速将这些数据传送给防灾各个部门。道路地下有时会无法及时获得某些区域的信息。但是,如果这些区域存在物联网设备,它们将能够更轻松地广播信号并传送关键数据,如温度、湿度、压力等。有了这些数据,巡检员或有关部门就可以在提早预防路面坍塌事故方面做出更明智的决策。

  中国城市规划协会地下管线专业委员会委员崔海涛还建议,城市道路塌陷灾害普查探测工作,需要从突发应急过渡到定期常态化。可以选择几个典型代表性城市,在城市管线密集区、地铁施工沿线等重点区域系统实施道路塌陷灾害普查探测,通过试点,验证、改进技术装备和工作方法,总结经验全国推广。

  从长远看,还须健全制度机制。有必要在建章立制上下工夫。为防范城市地面沉降进行专门立法,完善道路坍塌事故应急预案,构建定期地下勘察巡查、管理责任追究等机制。

  防止地面塌陷是保障城市运行的“生命线”,美好城市既需要“面子”,更需要“里子”,防范道路塌陷,任重而道远。新京报

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