马路“天坑”事故的反思市政工程案例资料

马路“天坑”事故的反思摘要：鉴于排水管道渗漏，掏空土基，酿成路面塌陷事故。反思排水管道工程建设过程中不按规范要求和针对性措施不力的一些现象和危害，引以为戒。关键词：管道渗漏：质量隐患：路面塌陷1、背景材料1.1日报2007年8月2日日报以安家一路口瞬间塌陷成“天坑”为题，报道了修建仅一年半时间的新北区虎丘路与新一路交叉口路面突然出现一个63.5平方米，平均深约2米的“天坑”，下图示据目击者说：天坑是瞬间塌陷而成，前后不到10秒钟。当天下午，笔者在现场看到“天坑”呈现比较规则的椭圆形，边缘内部凹陷，并有三四个大大小小的黑洞，雨水管与检查井接口处有一个10多厘米直径的孔洞，横穿新一路的Yd800雨水管管底已局部裸露，可见最深已达3.5米，污水管则为坍落下去的路面结构层所覆盖。坑壁剖面除路面层及石灰土基层，以下为轻亚粘土和粉砂土层。1.2地下管位塌陷周边，顺新一路方向下有相平行的污水管(wd800)与雨水管(Yd600)各一条，埋深分别为4.5米(青岛高程1.5米)与3.6米(青岛高程2.41米)，两管道相距1.5米系同槽开挖施工，雨污水井相距10米；并各有一条与上述管道埋深相近的，垂直方向横穿新一路的Yd800雨水干管及WDN400的污水管，纵横向的管位位于“天坑”边缘下方。1.3管道翻修①排水管道采用球形、橡皮堵头止水，而地下水位高，水量大，翻挖施工过程中，用2台4寸泵不间断抽水。②翻挖时证实，流沙层泛水松动，基础失稳，管道底板脱开、检查井与管道接口拉裂，抹带止水失效，导致雨、污水管道局部下沉开裂。③至此受影响的雨污水管道及相邻的雨污水检查井均作翻修。土基先掺干水泥翻拌成水泥土打底，再加铺钢筋混凝土底板，标高抬高20厘米，将原来的Yd800雨水管改为YdN600塑料管。因管道渗漏流失的土方超过100立方米，土方进入管道的淤塞情况一时尚不清楚。④坍塌处灰土回填恢复路面。1.4补救措施①钻探查明沿线粉砂土层范围。②钻探查明位于粉砂土层范围内排水管基础的完好情况，重点是管道与检查井管接口处，采取每井管接口处钻两个孔，用压浆来检查是否有脱空现象。③排除管道积水后，又人工下到井底及管道内查看有无渗漏、管道断裂现象。调查结果除一处有类似渗漏掏空，路面已有沉降迹象外，尚未发现其他问题。马路“天坑”质量事故发生后，人们比较关心的两个问题：其一，本次安家路口马路坍塌的原因是什么？为何短时间坍塌成了“天坑”？其二，如何预防类似的问题发生？笔者参加了本次事故处理的一些过程，下面谈谈自己的认识：2、质量事故分析2.1坍陷成因三条件其一，排水管道渗水：特别是处于低位的污水管道渗漏引起。其二，有高位水压：地下水位高，水量大，附近管道施工曾用井点抽水，雨水管高于污水管0.9米，加上雨水管道渗漏，后期管道接口断裂，雨水管出水口处河水倒灌上冲频繁，浸泡路基。其三，遇粉砂土及轻亚粘土层，特别是粉砂土质在有水饱和的情况下，凝聚力及摩擦角均偏小，很容易失去稳定。一旦当位于粉砂土层中的管道有渗漏时，在动水压的作用下，粉砂土不断渗入管道，带走泥沙，造成管道和检查井下沉变形不断加剧，裂缝不断增大，泥土也就不断流失，成恶性循环至路面塌陷。从过程看：先管道渗水带走泥沙→管道底板开裂移位→管道变形→接口拉裂，管道位移→反复恶化→管道断裂，地面塌陷。参考《建筑施工质量事故处理与预防》经验介绍：地基有粉砂土层，当基坑开挖深于地下水位0.5米以下时，流动水推动粉砂涌入基坑(槽内)，形成流沙。当处理不及时，土坡会因此坍塌。2.2井管接口渗水起因按规定：污水管道和附属结构物基层应保证其密实性。防止污水外渗和地下水渗入。为什么已通过闭水试验验收的污水管建成后，仅一年多的时间，就因渗漏而迅速破坏？说明施工工程质量上存在有较严重的质量隐患，特别是检查井与管道接口的砌筑不密实、不牢固、不耐久的因素相关。2.2.1砌筑不密实不牢固，不耐久，表现在接口处砂浆松动脱落漏水严重，抹带脱空落水，砌体渗漏。根据以往施工常见情况分析，其原因为：①带水作业，砂浆流失(包括雨天施工，接口过湿，砂浆粘结不牢)。②砌筑砂浆不饱满，嵌缝不实，空洞，所用砌筑、勾缝、抹带、磨面砂浆强度不够。③管道接口未凿毛，管表面不清洁，抹带无底浆，造成接口脱壳至管道渗漏。④未用防水水泥砂浆：根据要求抹面、勾缝、座浆、抹三角灰均须用1：2防水水泥砂浆每m3重量比：325级水泥557kg、中(粗)砂1464kg、外加防水剂28kg。管道与检查井接口处且要求用高标号的防水水泥砂浆，如按1：1防水水泥砂浆配置，每m3重量比325级水泥765kg、中(粗)砂1007kg外加防水剂28.3kg。2.2.2不均匀下沉变形。表现为管道与检查井接口处孔洞漏水，造成井底板断裂，水管底板脱落，直至管道破裂。其原因与管道渗漏，带走泥砂，助长基础失稳有关。这里也不排除有管道基础沉降，管腔回填料不实的因素。2.3“天坑”的形成根据迹象推测“天坑”是有深层位于流沙层内的污水管(管底距地面4.5m)漏水引起。与高位的地下水渗入，带动泥沙流失开始，至地基沉降、变形、井管裂缝、泥沙大量流失，致使上部管道下沉、断裂，而邻近出水口的雨水管道受河水倒灌波动的动水下冲，雨水管漏水，雨水及污水的推波助澜具有较大的破坏力，不仅带走粉沙土，也掏空了轻亚土层，致使大量土方迅速流失。由于是深层土掏空，当上层有较厚的路基路面组合层的拱壳支撑失效时，突然塌成“天坑”，应证了隐患越深破坏越大。3、事故后的思考前车之鉴，引以为戒！要消除质量隐患，先要克服不规范的施工行为和针对性措施不力的缺陷。努力实现，在不带水作业的前提下，注重铺筑质量、稳固土基、共同受力，探索改进，以求综合防治效果。3.1不得带水作业施工排水条件，为排水管道施工的薄弱环节，常见有：有沟槽内有积水的情况下管道基础施工，或不连续排水、排水效果不好的情况下强行施工。特别是雨季未做好施工排水、沟槽积水一时无法排除、排水不净，做“水下基础”，更有甚者，槽外干拌混凝土推入流水的沟槽内算数，达不到要求的地基基础强度。●有沟槽排水不设垄沟、或虽设有垄沟但排水井不边移，管道下去一堵，排水系统便成虚设，更有甚者，因沟槽内有积水为防管道上浮抛土压管，将排水沟分成许多封闭的积水坑，不但影响管道基础，对接口、管腔填土质量也无法保证。●有雨水管道抹带接口无任何措施，任其嵌缝填塞不饱满，抹带粘结不牢，水泥砂浆流失。有高温天气抹带不养护，开裂渗水。●按要求管道施工不得带水作业，对于沟槽内有地下水时，必须先修排水井、垄沟确保排水通畅，将地下水降至槽底以下不小于0.5m，做到干槽施工，当排水不利地基被扰动时，应进行地基处理，达到要求的承载能力，是减少地基不均匀沉降，铺管及管腔回填土质量的必要条件。3.2关注铺管、砌井防渗排水管的铺设，检查井等附属构造物的砌筑均应按规范要求有序进行施工堵绝渗漏隐患的发生。3.2.1关于井管接口本次质量事故结合南通、苏州等资料说明：管道与井的接口处问题尤为突出，易出现裂缝变形漏水。井内出现砼砂浆剥落，松散现象，严重的甚至露出已被锈蚀的钢筋，因此应采取防止接口变形渗漏的各种举措：①按要求连接管与检查井做成整体，连接管应采用短管，其暴露长度宜短于60～75㎝(半截管)，后面的一节管必须用柔性接口，位于检查井中的管道周围应采用高标号的水泥砂浆填塞饱满，以增加接头牢固程度。②据市排水公司反映：施工单位对管子接口不够重视，管道接上算数，认为接口一般不参加闭水试验(后接支管的现象普遍存在)。监理单位也易忽视，因此对这种连接部位的施工，设计单位要有明确要求，宜在砌筑检查井时同时安装预留支管(短管)，接口应严密，宜用砂浆封口抹平，要求参加闭水试验。③常见管道钢丝网抹带接口，管口外壁凿毛洗净很随意，应分两层抹成的砂浆也只是一次抹成，致使抹带有不够牢固，不实的隐患。④检查井的井位，尽可能离开有流沙层的机动车行使道下，因汽车行驶震动对窨井下沉有影响，当不能避免时，检查井基础宜做适当加强，需要说明的是目前市车道上的窨井虽已采用钢筋混凝土井圈加固，经多年实际证明沉降现象尚不能完全消除。导致以上沉降的是，检查井基础薄弱，宜将砼基础改为钢筋砼基础。3.2.2管道铺设应得到重视①当管道穿过流沙层又处于最高地下水位以下时，没有明确必须采用柔性接口要求的情况时有发生。②管道应在沟槽地基，管材质量检查合格后安装，未经过检验合格施工的情况常有，管道不够长时，曾有用砖砌或破管围砌的现象发生。3.2.3防水水泥砂浆砂浆检验频率很低，借鉴以往64项工程验收资料，砂浆的标准试验仅占70.8%，而施工现场很少提供砂浆试块强度资料，其中防水的水泥砂浆的现场试验资料更少，对穿过流沙层地基的管道施工，防水水泥砂浆不符，隐患不能消除。按规定检查井遇地下水时，井外面抹面至地下水位以上50㎝，根据常水位统计资料一般平均距地面不足1m。城市道路基本上属浅挖低填，可以理解雨水污水井内外粉刷均应该到顶，事故现场雨水井无外粉刷，并少砂浆强度和防水性能资料。3.2.4管道接口遇地下水位以下的粉砂土，淤泥类软土地区，砼管基的排水管道应采用柔性接口，不宜采用刚性接口。3.3稳固基础3.3.1土基及垫层①地基土按要求沟槽地基土质局部有松软地基，流沙、洞穴等设计上宜有明确要求，施工中应有处理措施：如：一般沟槽开挖遇淤泥、流沙层宜及时排水清淤，抛石加固，杂填土等土质松散须夯(压)实。对天然地基不宜扰动，超挖部分常使用碎石，沙砾(流沙层处用灰土或素混凝土)回填。土基中碰到石块，砼块暴露应清除；软基应挖除换土等。力求使地基均匀密实稳定。又如同槽施工管距离不宜小于30㎝，管底不在同一平面时要填满夯实，不能架空或不实，交叉架空管基底填土如无法夯实时，宜用素砼填实或填沙。②垫层遇粉砂土淤泥土地区，须设计砼垫层(并设砼底板)，检查井和管道底不宜采用砂石垫层，管腔以下不得采用粉砂土回填。苏州经验：在流沙层中的管道不宜采用砂石填层，因此正好作为地下水通道，万一管道翻修时，给沟槽排水带来很大困难。新堂路铁路立交地道人行道下陷也是外河水通过挡坪下的渗水层泛水所致。3.3.2基础事故现场管道及其构筑物不同部位出现不同程度的破坏例子，检查井与管道接口处问题最为突出，并且检查井的下沉位移，较管道下沉位移大，离检查井越近的管道下沉位移越多。为此管道基础与检查井基础应整体浇筑，平缓连接，井底板与管道基础不一致时，管道超深部分应用素砼填实，对粉砂土、淤泥质土等软弱地基应采用整条钢筋混凝土管座，适当增大纵向刚度，以防止检查井和管道局部过大的变形。3.4管道填土共同受力要重视沟槽回填土质量，以达到能保证管道承受荷载发生变形时，产生足够的抗力，填土与管道共同承担上面荷载的作用，对混凝土管应不使接口变形，对塑料螺旋管压变率不应大于5%(抗力变形模量布小于7MPa)。所以都对管区填土有较高的要求，特别对管腔填土部分如对混凝土管要求应≮93%的密实度，对塑料管要求有≮95%的密实度。目前确有施工不够重视，检测单位不注意检查，监理失去控制的情况。对流砂土层管道回填区，不宜用流砂土回填，宜用粘土或6%的石灰亚粘土回填夯实，且井周回填应与管道回填同时进行，当不便同时进行时，应留台阶后接茬。3.5井周回填窨井周围50㎝范围内宜采用6%灰土回填，保证窨井周围回填的密实度，提高井周回填土的整体强度，有效阻止井周沉降。3.6探索改进(建议)排水管道工程，是市政工程的基础，也是直接关系到道路建设质量，不仅要引起各方重视，还应不断改进提高。3.6.1为什么施工违章事件常有发生，且层出不穷一种解释是施工单位不重视，监管人员视而不见，另一种解释是对规范要求，违规的危害性认识不足，结果是一样给工程留有隐患。而这种隐患是扩散性病害的源头，建议设计上有必要重点明确施工的技术要求，施工的工艺要求，来预防和消除隐患。3.6.2排水管道设计需要弄清水文地质资料特别是深埋管道，根据一些资料，市区一般青岛高程2～3m以下，就有可能出现流砂层(设计要弄清水文地质资料)，而上层滞水丰富离地表近，一般0.6～1.4m，遇此情况应有针对性处理或明确要求(如设钢筋混凝土底板、整体浇筑、回填