香港定量滑坡風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)及其在內(nèi)地的應(yīng)用

文/王合玲 浙江省國土勘測規(guī)劃有限公司 浙江杭州 310030馬玉全 浙江滬杭甬高速公路股份有限公司 浙江嵊州 312500程建榮 中佳勘察設(shè)計(jì)有限公司 河北邯鄲 056000

香港定量滑坡風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)及其在內(nèi)地的應(yīng)用

文/王合玲 浙江省國土勘測規(guī)劃有限公司 浙江杭州 310030馬玉全 浙江滬杭甬高速公路股份有限公司 浙江嵊州 312500程建榮 中佳勘察設(shè)計(jì)有限公司 河北邯鄲 056000

香港與浙江省兩地雖然地域面積相差較大，但其地形地貌卻具有相似性，兩地都是以山地地形為主。且山地皆屬火山巖分布面積最廣。同樣在快速發(fā)展的同時(shí)，形成了大量具有潛在滑坡風(fēng)險(xiǎn)的人工邊坡。兩地在這些方面的相似性，為香港的定量滑坡風(fēng)險(xiǎn)評估體系在浙江省內(nèi)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。也為浙江省告訴邊坡風(fēng)險(xiǎn)管理水平的提高提供了保障。

滑坡；風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)；影響因素

前言

目前香港在滑坡風(fēng)險(xiǎn)管理上處于公認(rèn)的世界領(lǐng)先水平[1]-[3]，但這是歷史教訓(xùn)和長期實(shí)踐與研究的結(jié)果。歷史的變遷，讓香港從一個(gè)只有5000人的小漁村發(fā)展成為如今擁有近730萬人口的國際大都會，特別是第二次世界大戰(zhàn)以后，香港經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展迅速，使有限的土地資源不堪重負(fù)，為此開始了大規(guī)模的開山填海，形成了大量的人工邊坡。但開發(fā)時(shí)少有巖土專業(yè)人士參與，形成的人工邊坡只是按經(jīng)驗(yàn)的坡率進(jìn)行填挖，其中大量邊坡的穩(wěn)定性滿足不了要求。20世紀(jì)70年代，滑坡事件頻發(fā)，造成了嚴(yán)重的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失，引起政府高度重視，并決定于1977年成立土力控治處（后改為土力工程處）對全港的新建與已建邊坡進(jìn)行統(tǒng)籌管理。此后，新建的人工邊坡均需經(jīng)過土力工程處審核后予以實(shí)施。但為了對此前已經(jīng)形成的大量穩(wěn)定性滿足不了要求的人工斜坡進(jìn)行規(guī)范管理，土力工程處先是對全港邊坡進(jìn)行登記造冊，在不斷地實(shí)踐研究中制定了適用于不同階段的滑坡風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)[4]-[5]，該評價(jià)系統(tǒng)應(yīng)用基于定性判斷基礎(chǔ)上的定量化的滑坡風(fēng)險(xiǎn)評分系統(tǒng)，對人工邊坡滑坡風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行排序，為香港地區(qū)人工邊坡分階段有計(jì)劃地治理提供重要依據(jù)。

1、香港浙江兩地相似性

香港總面積約1100平方公里，地形主要包括山地、丘陵、臺地和平原四種。其中山地和丘陵均為中生代花崗巖組成的東北—西南走向的地質(zhì)構(gòu)造體系，和華南的地質(zhì)構(gòu)造體系一致?；◢弾r山地分布面積最廣，約占70%，山地是香港主要的地貌類型，約占全港陸域面積的60%。浙江省位于我國東南沿海，陸域面積1.055×105km2。浙江地形自西南向東北呈階梯狀傾斜，西南以山地為主，中部以丘陵為主，東北部是低平的沖擊平原。陸域山地丘陵（高程200m以上）占70.4%，平原和盆地張23.2%，。有“七山一水二分田之稱”省內(nèi)可分為六個(gè)地貌區(qū)：即浙西中山丘陵區(qū)、浙中盆地區(qū)、浙北平原區(qū)、浙東低山丘陵區(qū)、浙南中山區(qū)、浙東南沿海丘陵、平原及島嶼區(qū)。浙江自元古代至新生代底層發(fā)育齊全，尤以中生代火山巖系發(fā)育為特色。

改革開放以后，浙江省也得以快速發(fā)展，特別是高速公路與鐵路快速發(fā)展，產(chǎn)生了不少的人工邊坡，這些邊坡形成時(shí)也鮮有專業(yè)人士對其進(jìn)行穩(wěn)定性分析 ，加固措施多為傳統(tǒng)簡單表面防護(hù)，難以有效控制風(fēng)險(xiǎn)，因此形成了大量的高風(fēng)險(xiǎn)邊坡。

為此，浙江省交投集團(tuán)于2011年結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)與相關(guān)規(guī)范并充分考慮浙江省高速公路高邊坡的實(shí)際狀況基礎(chǔ)上，借鑒香港經(jīng)驗(yàn)，制定了邊坡風(fēng)險(xiǎn)檢查評價(jià)系統(tǒng)。

2、定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)

2.1概述

本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是在收集前期相關(guān)測繪、勘察、設(shè)計(jì)、施工以及養(yǎng)護(hù)資料的基礎(chǔ)上對邊坡進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，將踏勘的結(jié)果進(jìn)行記錄，進(jìn)而錄入相應(yīng)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)表，按照評價(jià)系統(tǒng)規(guī)定，對邊坡的滑坡風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評分，為邊坡治理與養(yǎng)護(hù)提供參考。

評價(jià)結(jié)果以安全風(fēng)險(xiǎn)評分（RS）加以體現(xiàn)，安全風(fēng)險(xiǎn)評分主要包括兩個(gè)方面的因素，既邊坡自身穩(wěn)定性評分（IS)和滑坡后果評分（CS)。兩者結(jié)合得出總評分（TS）,見下式（1）。

針對坡體材料不同，人工邊坡主要分為土質(zhì)邊坡（主要指削土坡，填土邊坡不在評價(jià)范圍內(nèi)）、巖質(zhì)邊坡和擋土墻三種，其評價(jià)表也為這三種邊坡量身打造。

為了使不同類型邊坡的評分之間具有可比性，引入歸一化因子F。

于是統(tǒng)一的安全風(fēng)險(xiǎn)評分可按下式（2)表示。

最后根據(jù)得出的安全風(fēng)險(xiǎn)評分，從高到低依次排序，設(shè)置合適的評分臨界值對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類，評價(jià)結(jié)果一般分為有即時(shí)滑坡風(fēng)險(xiǎn)邊坡、高滑坡風(fēng)險(xiǎn)邊坡、一般滑坡風(fēng)險(xiǎn)邊坡以及低滑坡風(fēng)險(xiǎn)邊坡，根據(jù)不同的評價(jià)結(jié)果制定下一步的邊坡治理計(jì)劃。

引入安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)幾年來，邊坡事故發(fā)生率連年減少，使浙江高速邊坡的風(fēng)險(xiǎn)管理水平上了一個(gè)大臺階，為其他地區(qū)提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2.2風(fēng)險(xiǎn)評分的影響因素

2.2.1自身穩(wěn)定性評分的主要因素

影響自身穩(wěn)定性評分的主要因素如下：

（1）邊坡斷面幾何特征：主要有邊坡有效高度、邊坡的平均角度θ、土質(zhì)邊坡的幾何特征分類等，見圖1；

圖1　邊坡幾何特征

（2）地表水滲入防護(hù)及地下水的分布與運(yùn)動(dòng)情況；

（3）破損情況：包括坡頂?shù)膹埨芽p、排水溝及檢修道變形、護(hù)面開裂和變形、擋土墻的墻體變形等；

（4）巖質(zhì)邊坡破壞模式：如風(fēng)化剝落、崩塌、傾倒、平面破壞、楔體破壞等。

（5）巖體狀況：如不連續(xù)面間距和發(fā)育程度以及結(jié)合程度等，這些因素的好壞很大程度上決定了巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定情況；

（6）坡體材料：坡體組成物質(zhì)，包括土質(zhì)（土質(zhì)邊坡）、巖質(zhì)（巖質(zhì)邊坡）、二元結(jié)構(gòu)邊坡等；

（7）以往發(fā)生的滑坡：邊坡以往發(fā)生的滑坡反映了邊坡的以往穩(wěn)定狀況，除應(yīng)詳細(xì)收集邊坡的以往滑坡信息，同時(shí)現(xiàn)場踏勘時(shí)也要留意歷史滑坡留下的痕跡，以便對邊坡的穩(wěn)定性做出合理判斷。若對以往發(fā)生的滑坡采取了有效的補(bǔ)強(qiáng)加固措施，在評分上也予以考慮；

（8）坡頂、坡腳地形特征：坡頂以上地形傾角、坡腳以下地形傾角等。本評價(jià)系統(tǒng)涉及的主要是人工邊坡，但人工邊坡上下不同的自然地形（自然邊坡）會對人工邊坡的穩(wěn)定造成不同的影響，應(yīng)予以充分地考慮；

（9）已有加固措施：加固工程是指對邊坡進(jìn)行過的預(yù)應(yīng)力錨桿、土釘、SNS防護(hù)網(wǎng)+錨桿等以提高邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為目的的工程措施，而日常養(yǎng)護(hù)所進(jìn)行的生態(tài)植草、框格植草、掛網(wǎng)植草、噴漿防護(hù)、護(hù)面墻等只能作為邊坡的護(hù)面措施，這些護(hù)面措施不能從根本上提高邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。

2.2.2滑坡后果評分的主要因素

影響邊坡滑坡后果評分的主要因素主要包括：

（1）坡頂（坡腳）建筑物/構(gòu)筑物類型及距離；

（2）潛在滑坡規(guī)模：滑坡體積的大小。可能產(chǎn)生的滑坡體積越大，則發(fā)生滑坡時(shí)造成的滑坡后果越嚴(yán)重?；乱?guī)模是影響滑坡后果分?jǐn)?shù)的一個(gè)重要因素，在可能的情況下，應(yīng)盡可能多地收集有關(guān)滑坡規(guī)模的信息，對滑坡規(guī)模進(jìn)行合理判斷，進(jìn)而選取合適的滑坡規(guī)模系數(shù)以提高評估邊坡風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)?shù)RS的準(zhǔn)確性；

（3）滑坡后果系數(shù)：判斷滑坡是否會造成嚴(yán)重人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失以及是否會引起嚴(yán)重的交通堵塞。

2.3邊坡檢查

邊坡檢查流程見圖2。

圖2　邊坡檢流程圖

2.4總結(jié)

現(xiàn)場踏勘完畢，，結(jié)合收集的前期資料，對邊坡進(jìn)行逐一評分，并針對每個(gè)邊坡提出后續(xù)防護(hù)建議，對有即時(shí)危險(xiǎn)的邊坡應(yīng)立即采取緊急防護(hù)措施，對滑坡高風(fēng)險(xiǎn)邊坡進(jìn)行復(fù)核與確認(rèn)，復(fù)核后滑坡風(fēng)險(xiǎn)仍為高的應(yīng)列入近期的加固計(jì)劃，對風(fēng)險(xiǎn)一般或風(fēng)險(xiǎn)較低的制定相應(yīng)的防護(hù)建議。

3、結(jié)論

較之于國內(nèi)外常用的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)[6]，浙江省引入的該定量滑坡風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)具有前期投入較少、評價(jià)方法較簡單，操作性強(qiáng)，工期短等特點(diǎn)，將邊坡的滑坡風(fēng)險(xiǎn)用定量的指標(biāo)表現(xiàn)出來，使評價(jià)結(jié)果一目了然。特別是歸一化因子的引入，使不同類型邊坡的滑坡風(fēng)險(xiǎn)水平之間具有了可比性，為邊坡地統(tǒng)籌治理提供了重要的參考。評價(jià)系統(tǒng)自引入以來，很好地控制了滑坡風(fēng)險(xiǎn)，滑坡發(fā)生率也連年減少，取得了良好的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。

[1]黃潤秋,邊坡安全與滑坡風(fēng)險(xiǎn)管理_香港的經(jīng)驗(yàn).地質(zhì)科技管理,1999,（5):5-18.

[2]朱鴻鵠,喬仲發(fā).香港地區(qū)邊坡防護(hù)與治理[J].巖土工程技術(shù),2006,20（5):267～271.

[3]岳中琦.香港滑坡災(zāi)害防治與社會效益[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2006,14（增刊):12～17.

[4] C.K.L Wong. The New Prority Classification Systems for Slopes and Retaining Walls（GEO Report No. 68）[M]. GEO Publication, 1998.

[5] P.F.K. Cheng. The New Prority Ranking Systems for Man-made Slopes and Retaining Walls（GEO Report No. 284）[M]. GEO Publication, 2013.

[6]胡瑞林, 范林峰, 王珊珊,等.滑坡風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的理論與方法研究[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2013,21（1): 76～84.