城镇道路塌陷风险评估与分级技术标准.docx

附件1IeS号中国标准文献分类号团体标准T/CMEA××××-2022城镇道路塌陷风险评估与分级技术标准Technicalstandardforriskassessmentandgradingofurbanroadco11apse（在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。）2022-XX-XX 发布2022-XX-XX 实施发布中国市政工程协会1总则1.0.1为规范城镇道路塌陷风险评估与分级技术，提高城镇道路塌陷风险管控和预警水平，制定本标准。1.0.2本标准适用于国内城镇道路区间和单个病害体的塌陷风险评估与分级。1.0.3城镇道路塌陷风险评估与分级除应符合本标准外，尚应符合国家现行相关标准的规定。2术语和符号2.1 术语2.1.1 道路塌陷风险ColI叩SeriSk由于道路下方存在地下病害体，致使路面在力的作用下发生塌陷的风险。2.1.2 地下病害体UndergrOUnddisasters存在于地面以下的空洞、脱空、疏松体、富水体等威胁城市安全的不良地质体。2.1.3 评估单元evaluationunit道路塌陷风险评估和分级的基本监测和管理单元，是基于城镇道路现状，根据道路塌陷风险评估需要划分的、边界清晰的多边形区域。2.1.4 道路塌陷风险等级Risklevelofroadcollapse根据道路深度风险系数、覆跨风险系数、病害密度风险系数、潜在危险系数、时间风险系数、环境风险系数和路基变化系数等因素综合确定的风险级别。2.1.5 道路塌陷风险评估riskassessmentofroadcollapse根据道路塌陷风险等级，对道路塌陷风险进行评估，并提出相应的风险控制对策。2.2 符号A病害体平面面积；Q病害体垂直道路方向宽度；B道路区间路基变化速率；b一病害体沿道路方向长度：C病害体处置风险系数；d一病害体净深度；dmax道路区间病害体净深度最大值;1.max病害体水平最大长度；k一病害体覆跨比；kmin道路区间最小病害体覆跨比；M道路区间病害体密度；n道路区间病害体数量；P规定检测周期；Qs路面极限承载力；R道路区间塌陷风险系数：Rb道路区间路基变化影响系数；Rc道路区间病害体成因风险系数;Rd道路区间病害体深度风险系数;Rh道路区间环境风险系数：Rk道路区间病害体覆跨风险系数;Rq道路区间形变风险系数：Rt时间风险系数；RX道路区间潜在危险系数；r地下病害体塌陷风险系数；心一病害体成因风险系数；rd病害体深度风险系数；rk一病害体覆跨风险系数；G病害体潜在危险系数；SO道路区间总面积；SB道路区间非病害体区域路基变化面积;T0时间常数；to距新修或上次修复后时间长度；X道路区间病害体潜在危险累加值；X地下病害体潜在危险值；W/道路区间病害体深度风险权重；W2道路区间病害体覆跨风险权重；卬3道路区间病害体潜在危险权重；题一道路区间病害体成因风险权重；Wl病害体深度风险权重；畋一病害体覆跨风险权重；W3病害体潜在危险权重；W4病害体成因风险权重。3基本规定3.0.1地下病害体和指定道路区间都应进行塌陷风险评估与分级。3.0.2进行塌陷风险评估与分级前，应全面调查地下病害体的空间属性和形成原因。3.0.3对于空洞和脱空宜评估其上方路面承载力，并宜把地表形变纳入道路区间塌陷风险评估模型。3.0.4应定期优化影响塌陷的因素和权重，使道路塌陷风险评估模型保持成长性。3.0.5应建立信息化系统，动态监测地下病害体和道路区间塌陷风险。4成因调查4.0.1对于检测或巡查发现的地下病害体，应调查其形成原因，为后续修复治理提供科学依据。4.02地下病害体形成原因调查应包括但不限于以下方面：1管线破损2人防坍塌3地铁施工4顶管施工5深基坑降水6井壁破损7地表水下渗8地下水作用9施工回填不密实10土体自然沉降4.0.3地下病害体进行修复前，应先消除其形成原因。4.0.4应根据地下病害体空间几何特征，按表4.0.4进行分类。表4.0.4地下病害体按空间几何特征分类病害体类型特征空洞 位于地基土中 般由于外力形成，其上下界面一般均不平整 对上部土体或路面结构具有失稳风险 净深-般大于或等于0.5In脱空 位于道路结构层与土基之间 一般由于土体自然压实沉降形成 净深一般小于0.5m疏松体 土体结构不均匀、松散、低密实度、低强度、高压缩性 强度随硫松体的松散程度增大而降低 疏松体范围逐渐扩大到一定程度，其自身承载力降低，内部土体发生坍塌，在路基与基层之间会出现脱空富水体 相对周边土体均匀性较差、含水量高、呈流塑状态 强度很低、孔隙比较大、压缩性高等特点 土体结构弱化，强度降低，危及周边工程安全，其上部发展为脱空5地下病害体风险评估与分级5.0.1地下病害体风险评估与分级应以其空间儿何属性和形成原因为依据。5.0.2地卜病害体风险评估与分级应包括风险影响因素调查、风险系数计算以及风险等级划分。5.0.3地下病害体塌陷风险影响因素调查应包括地下病害体空间儿何特征和成因调查。5.0.4地下病害体空间几何特征调查应包含下列内容：1病害体平面面积42病害体净深度d3病害体上覆介质厚度垢；4病害体水平最大长度Lmax。5.0.5地下病害体深度风险系数应按表5.0.5取值。表5.0.5地下病害体深度风险系数取值表drd0d<0.50-0.40.5d<1.50.40.71.5d<3.00.70.93.0d<4.00.91.0d4.01.05.0.6空洞或脱空覆跨比应由下列公式计算，覆跨风险系数c应按表5.0.6取值。h0k=2-（5.0.6）式中：衣一空洞或脱空覆跨比；垢一病害体上覆介质厚度（m）；1.max病害体水平最大长度（m）。表5.0.6空洞或脱空覆跨风险系数/取值表kTkk2.001.5k<2.00-0.11.0c<1.50.1-030.5k<1.00.30.6Qk<0.50.6-1.0d*A5.0.7地下病害体的潜在危险应按下式进行计算,病害体潜在危险系数G应按表507取值。(5.0.7)式中：X病害体潜在危险;d病害体净深度（m）；A病害体平面面积（m2）；九0一病害体上覆介质厚度（m）。表5.0.7地下病害体潜在危险系数改取值表Xrx0X<300-0.430X<600.40.760X<900.7-0.990X<1200.91.0X1201.05.0.8地下病害体成因风险系数6应按表5.0.8取值。表5.0.8成因风险系数二取值表二地下病害体成因0-0.1土体自然沉降0.1).3地表水下渗、地下水作用0.30.5井壁破损、深基坑开挖0.5-0.8深基坑、地铁顶管等地下空间施工0.81.0管线破损、人防坍塌5.0.9地下病害体风险评估应综合上述4个参数建立数学模型，计算风险系数，并应根据塌陷风险系数阈值划分为I、II、in、IV四个风险等级，数学模型可参照公式5.0.9建立.r=w1*rdW2*rk+w3*rx+w4*rc（5.0.9-1）w1+W2+w3+w4=1（5.0.9-2）式中：一地下病害体塌陷风险系数；%病害体深度风险权重，取004;W2病害体覆跨风险权重，取00.4；W3病害体潜在危险权重，取004;W4病害体成因风险权重，取00.405.0.10地下病害体风险等级分级宜符合表5.0.10的规定。表5.0.10地下病害体风险等级表风险等级风险系数风险描述Ar0.8地下病害体存在重大塌陷风险B0.5r<0.8地下病害体存在较大塌陷风险C0.2r<0.5地下病害体存在一般塌陷风险D0r<0.2地下病害体存在较小塌陷风险5.0.11地下病害体塌陷风险控制对策应根据其塌陷风险等级及可实施条件等因素制定，并宜符合表5.0.11的规定：表5.0.11病害体塌陷风险控制对策风险等级风险控制对策A1 路段围挡2 调查病害体成因3 消除病害体成因4 开挖回填修复B1 局部围挡2 调查病害体成因3 消除病害体成因4 开挖回填或注浆修复C1 调查病害体成因2 消除病害体成因3 定期巡视或修复治理D1 调查病害体成因2 消除病害体成因3 定期巡视5.0.12检测发现的空洞和脱空，宜立即按四边固支薄板理论模型对其上方路面进行承载力评估，并根据评估结果进行相应重车管控。6道路区间风险评估与分级6.0.1城镇道路塌陷风险评估应以指定道路区间为评估对象，计算此道路区间塌陷风险系数,确定塌陷风险等级，并提出相应的风险控制对策。6.0.2城镇道路塌陷风险评估应包括风险影响因素调查、道路风险系数计算以及风险分级与预警。6.0.3道路塌陷风险应分红、橙、黄、蓝四个级别进行预警和风险管控。6.0.4风险评估前，应进行道路安全影响因素调查，调查内容应包含下列方面：1检测道路区间的长度、宽度和最近一次病害修复时间；2检测道路区间地下病害体数量、类型、规模、位置和上覆介质厚度等信息；3检测道路区间的地下病害体处置方式；4检测道路区间边界线以外30m范围内深基坑、地铁、顶管等地下空间施工现状及历史。6.0.5道路区间地下病害体净深度最大值应按下式计算，深度风险系数应按表6.0.5取值：max=maxdi（6.0.5）l<i<n式中：dm年一道路区间病害体净深度最大值（m）：4一病害体净深度（m）；一探测路段病害体数量。表6.0.5道路区间深度风险系数即取值表iKnaxRD°maxVo50-0.405dmV1.50.40.71.5dmax<3.00.70.93.0drnax<4.00.9-1.0max4.01.06.0.6道路区间空洞或脱空最小覆跨比应由下列公式计算，覆跨风险系数应按表6.0.6取值:(6.0.6 - 1)(6.0.6 - 2)kmE=酰Iki,hOk=1.maX式中：Amfn检测路段所有空洞和脱空覆跨比中最小值;2病害体覆跨比；一检测路段空洞和脱空数量；h0病害体上覆介质厚度（m）；1.maX一病害体水平最大长度（m）。表6.0.6道路区间覆跨风险系数RK取值表fcminRKkmln20O1.5ktnin<2.00-0.1lkmin<1.50.10.305kmin<1.00.3).60AminVo50.6-1.06.0.7道路区间地下病害密度应按下式进行计算，密度风险系数应按表607取值：M=SO（6.0.7）式中：M道路区间病害体密度；一道路区间病害体数量；A-单个病害体平面面积（m2）；So道路区间总面积（in?）。表607密度风险系数RM取值表MRMOM<0.0020-0.40.002M<0.0050.4).70.005M<0.010.7).90.01M<0.020.9-l.OM0.021.06.0.8道路区间地下病害体潜在危险应按下式计算，道路区间潜在危险系数应按表6.0.8取值：(6.0.8-2)式中：X道路区间病害体潜在危险的累加;X-地下病害体潜在危险：4一病害体净深度（m）；A-单个病害体平面面积（m2）；%病害体上覆介质厚度（m）.表6.0.8道路区间潜在危险系数RX取值表XRX0X<300-0.430X<600.40.760X<900.70.990X<1200.91.0X1201.06.0.9时间风险系数RT应按下式进行计算。=TOtO一P式中，RT一时间风险系数；初时间常数，取;；，0距新修或上次修复后时间长度；P规定检测周期。6.0.10环境风险系数RH应按表6.0.10取值。表6.0.10环境风险系数RH取值表RH环境条件01测区边界外30m之内无地下空间施工2测区边界外30m之内无深基坑施工0-0.21测区边界外30m之内有地下空间施工2测区边界外30m之内有深基坑施工0.20.41测区内有地下空间施工2测区内有深基坑施工0.40.61测区内道路下方管道破损2测区内道路路面有明显沉降1测区边界外30m之内有地铁隧道等地下空间施工0.62测区边界外30m之内深基坑结构发生严重变形3测区边界外30m之内发生大量水土流失6.0.11病害处置因子C应按表6.0.11取值。表6.0.11病害处置因子C取值表环境条件C病害体未处置1.6病害体已处置，但未发现病害成因0.32病害体已处置，且已消除病害成因0未发现病害体06.0.12路基变化系数应按表6012取值。¾工(6.0.12)式中，8道路区间路基变化速率；Sb道路区间非病害体区域路基变化面积;So道路区间总面积。表6.0.12路基变化系数RB取值表BRBB<50-0.15B<100.10.410F<200.40.720%o<500.7-LOB501.06.0.13道路区间形变风险系数宜在计算地表形变的基础上按表6.0.13取值。没有区域地表形变数据时，RQ不参与最终塌陷风险评估。表6.0.13道路区间形变风险系数RQ取值表形变速率(ma)RQ-20)（三）.1-50-200.10.3-80-500.30.6-100-800.61.0<=-1001.06.0.14道路塌陷风险预警应综合上述参数建立数学模型，计算塌陷风险系数，并应根据塌陷风险系数阈值对应I、II、in、IV四个风险等级进行预警。道路风险预警基础模型可参照公式6.0.14建立。R=(W*+W2*+W3*+W4*)*C+R+*(1+Rb)+Rq(6.0.14-1)Wl+W2+W3+W4=1(6.0.14-2)式中：R道路塌陷风险系数；用一道路区间病害体深度风险权重，取00.4；WL道路区间病害体覆跨风险权重，取004;Wr道路区间病害体密度风险权重，取004；WL道路区间病害体潜在危险权重，取004°6.0.15城镇道路塌陷风险等级分级宜符合表6.0.15的规定。表6015城镇道路风险等级表风险等级风险系数风险预警颜色风险描述IR20.7或Rd+R21.0红色存在重大安全风险II0.6<0.7或O8R5+RVl.O橙色存在较大安全风险III0.4R<0.6黄色存在一般安全风险IV0.2WRVO.4蓝色存在较小安全风险安全OWRVO.2绿色道路安全风险很低6.0.16城镇道路塌陷风险评估与分级中，宜按IoOm单车道为最小评估单元分段计算塌陷风险系数，预警检测路段局部塌陷风险。6.0.17城镇道路塌陷风险评估与分级中，宜按IoOm单车道为最小评估单元分段滑动计算塌陷风险系数，得到检测路段连续塌陷风险预警系数。6.0.18城镇道路塌陷风险控制对策应根据道路塌陷风险等级及可实施条件等因素制定，并应符合表6.0.18规定：表6.0.18道路塌陷风险控制对策风险等级预警颜色风险控制对策I级红色1检测周期内预警：一星期内对预警路段开展检测2超出检测周期预警：三日内对预警路段开展检测II级橙色1 检测周期内预警：每三日对预警路段巡视一次，发现异常立即组织检测2 超出检测周期预警：每星期对预警路段巡视一次，发现异常立即组织检测In级黄色1检测周期内预警：每两星期对预警路段巡视一次，发现异常立即组织检测2超出检测周期预警：每星期对预警路段巡视一次，发现异常立即组织检测IV级蓝色每月对预警路段巡视，观测异常变化趋势，变化加快后一周之内组织检测安全绿色执行常规周期性检测计划7信息化管理7.0.1信息化管理应包括检测数据管理、地下病害体数字化管理和智能化应用等内容。7.0.2信息化平台宜具备下列功能：1检测数据的入库、查询、展示及输出；2地下病害体数据的入库、查询、统计、分析及展示；3多期检测数据和地下病害体数据的对比分析；4地下病害体塌陷风险系数计算及预警；5空洞或脱空路面承载力计算及预警；6道路区间风险系数计算及预警；7道路区间沉降分布图。7.0.3系统网络应满足安全性、可靠性、可扩充性的相关要求。7.0.4信息化平台应以数据库软件为基础，数据内容宜包含检测数据、地下病害体信息、道路塌陷信息、道路环境资料、现场影像资料、工程处理资料和位置信息。7.0.5信息化平台的数据库的构建初应符合现行国家标准基础地理信息城市数据库建设规范GBZT21740的规定外，尚应符合下列规定：1应具有海量空间数据和图片视频等多媒体数据存储能力；2应支持空间数据、属性数据和多媒体数据的统一存储；3数据入库前应进行定位误差、数据正确性和完整性等质量检查；4数据应及时更新，保证其准确性与有效性，并应做好历史数据管理；5数据库应具备动态数据存储和管理功能；6应具有可靠的灾备机制。7.0.6信息化平台的数据库应在保留历史数据的基础上,根据周期性检测和病害治理资料及时更新。7.0.7信息化平台的安全设计应符合现行国家标准信息系统安全等级保护基本要求GBZT22239的规定。7.0.8信息化平台的信息交换与应用服务应符合现行行业标准城市基础地理信息系统技术规范CJJ100的规定。7.0.9信息化平台建设和数据管理应符合国家保密部门和行业主管部门的信息保密规定。本标准用词说明1为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；4）表示有选择，在一定条件下可这样做的，采用“可2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合的规定”或“应按执引用标准名录基础地理信息城市数据库建设规范GB/T21740信息系统安全等级保护基本要求GB/T22239城市基础地理信息系统技术规范CJJ100中国市政工程协会团体标准城镇道路塌陷风险评估与分级技术标准T/CMEA××××-2022条文说明5病害体风险评估与分级216道路区间风险评估与分级225病害体风险评估与分级5.0.12对空洞和脱空上方路面进行承载力评估时，可参照以下要求进行：（I）路面承载力评估应调查病害体的空间几何特征和路面结构层厚度，并获取路面结构层抗弯拉强度等力学参数。（2）病害体承载力评估宜按四边固支薄板理论模型分析计算，计算公式可按下式_48MS(I+4)(6.0.3-1)QS-a2k2A(3-k2A)A=+3"2-(6.03-2)jbk=4(6.03-3)式中：QS一路面极限承载力；。一病害体垂直道路方向宽度；6一病害体沿道路方向长度。（3）根据承载力评估结果，应将病害体按表604进行等级划分。表6.0.4病害体承载力等级表承载力等级极限承载力QS（吨）备注A>=50危险较小B20-50较危险C10-20危险D(Mo非常危险（4）根据病害体承载力评估结果，应按照表6.0.5采取相应措施。表6.0.5病害体承载力措施表承载力等级采取措施A限制工程运输等重车辆通行B禁止工程运输等重车辆通行C禁止货车或大客车通行D禁止所有车辆通行6道路区间风险评估与分级6.0.13区域塌陷风险宜采用InSar数据和GNSS数据融合的方法进行评估，评估时可参照以下要求：(1)区域塌陷风险评估应包括区域地表形变计算、重点形变子区域圈定和重点形变子区域风险评估。（2） InSar数据处理前，应获取以下卫星相关参数：1轨道类型；2轨道高度；3轨道周期；4重访周期；5轨道数；6侧视方式；7轨道定位精度；8Sar天线尺寸。（3） InSar数据处理前，应获取以下Sar工作参数：1激化方式；2入射角；3方位向分辨率；4距离向分辨率；5幅宽。（4） InSar数据处理应符合下列流程：1评估区域裁剪；2数据配准：3空间滤波；4相位解缠；5干涉图生成；6大气相位去除；7GNSS数据融合；（5） InSar数据处理结果应包括地表形变时间序列和重点形变子区域地表形变速率。（6） InSar数据处理得到的地表形变结果应使用水准仪进行验证，每平方公里验证点不少于3处。（7） InSar数据处理得到的地表形变值精度应优于1cm。（8）根据区域地表形变评估结果，应将重点形变子区域按表6.0.13-1进行等级划分。表6.0.13-1重点形变子区域风险等级表风险等级形变速率（mma）备注A<=-100非常危险B-50-20危险C-20-10较危险D-10-0危险较小（9）根据区域地表形变评估结果，宜按照表6.0.13-2采取相应措施。表6.0.13-2重点形变子区域风险应对措施表风险等级采取措施A立即组织探地雷达等地面检测B每月巡视风险区域地表变化情况，如有明显开裂变形等情况，立即组织探地雷达等地面检测C每3个月进行InSar地表变形监测D每6个月进行InSar地表变形监测