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城市频繁地陷,三分天灾七分人祸

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近年频繁出现的地面塌陷事件成了城市里的潜在陷阱,这与城市化进程的推进不无关系。人类超采地下水、建设公路地铁无规划、铺设管网反复填挖道路等等,使得城市地面在面临极端天气考验时,频发地质灾害。

城市频繁地陷,三分天灾七分人祸

8月14日大连路面塌陷,男子掉入热力井致65%烫伤,同日哈尔滨市区路面塌陷现10米深坑致2死2伤。而就在今年4月1日,北京路面塌陷女子坠入热水坑致99%烫伤身亡。频繁出现的地面塌陷事件成了城市里的潜在陷阱,这与城市化进程的推进不无关系。人类超采地下水、建设公路地铁无规划、铺设管网反复填挖道路等等,使得城市地面在面临极端天气考验时,频发地质灾害

地下水超采造成雨季易发生地面沉降、塌陷等地质灾害。

北京1972年大旱后开始大规模开采地下水,至上世纪90年代,超过地表水成市民生活主要水源。到2008年,地下水约占北京市用水量的65%,年均开采量维持在25亿立方米以上,超过国际标准规定的40%极限。

据北京市水务局数字显示,北京10多年来超采地下水超56亿立方米,相当于抽干了2800个颐和园昆明湖。到2010年北京地下水的水位已由1999年的平均12米左右下降到平均24米左右,并形成了2650平方公里的地面沉降区。这主要是因为过度开采致浅层地下水水位下降,表层土体失水严重,形成干缩裂隙以及地面不均匀的沉降,一旦遇到较大降水,地表水渗入地下,沿着裂隙流动,对地层形成冲刷、潜蚀,加大地表与地层间的缝隙,致地面向下陷落,造成塌陷。如北京7·21特大暴雨后,北京市交通委路政局通报,城区道路出现近百处路面塌陷等突发事件,同比多出近2/3。此前,在对北京西山塌陷区部分塌陷发生年份的统计分析发现,50%左右的塌陷发生在雨季。然而,不仅北京,近年来地陷已在地质情况复杂的山区或工矿区外的多个大城市频现。

2010年广州市地质调查院出具的调查报告显示,金沙洲地陷是因武广高铁客运专线金沙洲隧道施工大量抽排地下水引起。2010年6月4日对成都市地质环境监测发现,由于常年抽采地下水,带走了砂卵石层中的细粒砂,致使砂卵石层形成一定深度的架空结构,遇上事发前地下水位变化及自重等因素影响,最终导致了大邑塌陷。

地面塌陷更多涉及城市建设的前期规划和后期管理问题。

2010年南昌赣江的马路塌陷,主因公路修建在河漫滩等松散层上所致;2010年6月4日浙江衢州高速公路出现的塌陷,或与高速公路下面原来就存在的溶洞坍塌有关。

在中美洲的危地马拉,2007年和2010年分别发生100米和60米地面塌陷的地质灾害。地理学者探查发现,这两处地方原先都有着上世纪50年代建造的立轴竖井,却没有进行适当记录,以致在城市的不断扩张下,很多建筑都建在了原先的这些竖井之上。恰遇“阿加莎”热带风暴带来的强降雨损坏了地面下这些竖井的排水管道,下水管道发生渗漏。加之,危地马拉地层主要是相对松散的火山喷发物,不易被水溶蚀,但相互间的粘合性非常差,极易被水冲刷流失,以致地面坍塌。尤其部分排水管道设置在不同的等差面上,更是加剧了坍塌程度。美国密苏里州立大学地质学家道格-格乌泽表示,能够导致水流入地下土壤的任何因素都能加速地面塌陷。

在大多城市,下水道、光缆等公共基础设施埋入填满松散料的沟槽内,后期没有进行适时管理,以致填充料随时间推移被最终冲走。在某些情况下,一段路面会最终变成一个下方基本上空空如也的混凝土桥,而此时的路面已无法承受上方驶过的卡车重量。如2003年发生在葡萄牙里斯本的街道塌陷便是如此。

管网铺设导致道路被反复填挖,呈现“拉链马路”现象。

在每个城市的地下都有着水电、煤燃气、石油以及通讯等不同的管网走廊,它们分别由自来水公司、电力部门、煤气公司、天然气公司、石油以及通讯公司进行管道以及电缆的铺设,形成错综复杂的地下网路。然而,随着科技的进步,这些管网铺设有着时间上的错位,以致同条道路要被多次经历开挖、填埋再开挖的循环过程。

尤其在老城区,经历的年代时隔久远,逐渐需要铺设通讯电缆、燃气管道或者架空线路下地缆化等等,城市道路需要反复的被填挖。然而,早期城市地下规划档案因战争或自然灾害等因素难以留存,管网铺设无参考依据,往往开挖后才发现地下已有其他管网设施,便又填埋,另找他地开挖。这样的情况通常都会耽搁工程进度,为了按时或者提前完成,施工过程中的泥土回填环节时常难以达标,造成土壤不够稳定。一旦遭遇大雨浸泡,路面便会出现空洞,以致容易发生塌陷,对城市安全构成隐性威胁。

此外,局部地区市政管线老化,渗漏水易将周边土壤稀释,却没有及时发现并处理,造成塌陷事故。如北京近期发生的众多地面塌陷事件就是多由管道破裂所致,而14日发生在哈尔滨的地面塌陷事故也是位于地下管线通过处。

美国田纳西州地质局的麦克何伊尔曾说:“在自然条件下,要形成一个地坑或许需要数千年时间,但地坑上方的地面塌陷则可能说来就来。而在自然条件外,采矿工程和路面建设活动都有可能削弱地面承载力,使上方路面突然坍塌。”

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