近年来地面塌陷是一个备受关注的城市安全问题。虽然极其重视，也采用了合理的措施，但近几年仍存在塌陷、地面沉降等现象。一些小区修好了还塌，多次修多次塌，塌陷间隔时长越来越短。每次修复时保质保量，也极其重视，怕被质疑工程质量不过关。这种现象很多学者经过很多思考，提出了很多原因，但可能并没有触及到本质。
为此，这博文拟将10年前对地面塌陷的研究成果分享一下，主要是我们的2篇文章，提出了我们独特的见解。请参阅:
一、2014年自然灾害学报文章“天津市道路塌陷根源分析及其防治对策”(请点击下载)，
二、2016年工程地质学报“天津高新技术产业园区海泰小区路面塌陷成因”(请点击下载)。
我们的研究采用多种方法，地质雷达探测、管线机器人，三维地质建模(图1)等研究并分析了城市路面塌陷的原因。
提出主要观点如下：
(1)城市雨水管线,污水管线是城市的血管，但它恰恰也是地面塌陷的原因。
(2)地面塌陷主要是自然原因，非人为因素，不是因为豆腐渣工程(极少可能是人为)。不过，需要针对地面塌陷的成因作相应的处理。具体成因是：
因为城市管线多数埋设在软土层（第四系松散地层），因软土成分差异，导致差异压实。因城市地表地层负荷压实，上覆土层重量长时间地压实、汽车碾压等，使不同土质的压实程度不同，细粒粘土易压实，使孔隙度小；粗粒，建筑垃圾压实程度低。原先埋设的较标准的，较直的管线，是由多根管子拼接而成。例如若要铺设1000米长的雨水管，单根管子长度为4米时，则需要250根管子拼接而成。正常情况下，相邻两根管子之间的衔接是没有缝隙，且不漏水的。但在土层中的管线随时时间的增加，上覆填土的重力作用下，会有一定沉降。随土层在压实作用下，所有管线均向下沉降。这一过程中，两个相邻管线段之间的接缝处，出现不吻合的现象，从而产生缝隙(图2)。导致。这个裂隙会使地下水渗入管线内。特别是在雨季或长时间暴雨时，使雨水进入土层，并从管线外顺裂缝渗入管线内，形成管流，同时带着松软的土体颗粒进入管线内(图3)，掏空管线外的承重土体，形成地下空洞。此时，下游管线底部淤积土体颗粒，轻质部分被搬运至抽水泵站，使水体混浊，出现大量泥沙。最后导致地面塌陷或沉降(图4)。
(4)解决办法有两个，一是，在铺设管线时，多个管线应设置软性接触，并注意接缝处的防水，即使错位了，不致于产生地下水与管内水的交换。二是，在管子连接处作一个硬基础，减少后期管线的整体沉降。
图1 研究区的三维地质模型
图2顺管与地层关系剖面示意图( 双点代表粉细砂地层)
图3 两管线之间的接缝处的漏水现象
图4 严重的地面塌陷现象(绝大多数出现地面塌陷均位于污水管上方)
概念解释：差异压实是指岩土经历长时间后，在上覆土体压力作用下会逐步被压实，孔隙减小。但由于不同位置的填土成分不同，导致管线下沉高度不同，使原先铺设成直线的管线，多截管线之间下高度不同，而产生裂缝。
摘要：路面坍陷是威胁城市安全运行的重要隐患。天津高新技术园区海泰区段路面塌陷、地下暗穴空洞和污水管渗漏三者之间，存在着密切的联系。作者通过现场勘查、地质雷达探测、管线机器人内窥探视技术、工程钻探、三维地质建模等综合方法研究其塌陷成因机理。研究表明，其成因机理在沿海地区具有代表性和典型性，即脆弱的自然( 地质) 系统与人工( 工程)系统在多种因素复合控制下的相互作用，管线埋设于软土层中，由于自然沉降和后期压实作用，导致软土层垂向和侧向差异迁移，引起拼接而成的污水管线在接触部位产生缝隙、破损，使高于管线的地下水向管内渗漏，土层因颗粒物质流失而形成空洞，进而导致路面塌陷。据此，提出管线埋设前和塌陷后所采取的治理措施，重点在于防止因管线破损而造成地下水和管线内的排泄水产生交换，避免管线外转的土层颗粒流失。
这是十年前的研究成果，还望指正。
毛小平
中国地质大学（北京）能源学院
武汉地大坤迪科技有限公司
2025年5月22日星期四，于泉州
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