某高速公路路塹高邊坡施工安全總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的應(yīng)用

軒寧 賴應(yīng)良

摘要： 為實(shí)現(xiàn)高速公路在建設(shè)期時(shí)高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管理，有效規(guī)避建設(shè)期的施工安全事故發(fā)生，保證施工進(jìn)度，提出了高速公路路塹高邊坡施工安全總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，結(jié)合交通運(yùn)輸部頒布《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南（試行）》思路，首先開展風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)分析，構(gòu)建高邊坡總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，建立總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)算方法對路塹高邊坡施工安全進(jìn)行估測，并提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理措施。本文以廣東省某高速公路路塹高邊坡為例，通過現(xiàn)場調(diào)查、設(shè)計(jì)資料收集，運(yùn)用指南總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估思路對該邊坡進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理與建議，為類似的工點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供參考。

Abstract： In order to realize the classified management of high-slope construction safety risk during the construction period of expressway， effectively avoid the occurrence of construction accidents and ensure the construction progress， the overall risk assessment of construction safety of expressway cutting high slope is proposed. Combined with the "Guideline for Expressway High-slope Cutting Construction Safety Risk Assessment （for Trial Implementation）" promulgated by the Transportation Ministry， firstly， it carries out identification and analysis of risk sources， constructs an overall risk assessment index system for high slopes， and establishes an overall risk assessment and calculation method for cutting high slopes safety assessment， and puts forward the corresponding risk management measures. In this paper， a expressway high slope in Guangdong Province is taken as an example to evaluate the slope through site investigation， collection of design data and application of guidelines for overall risk assessment. Relevant risk management and suggestions are put forward according to the assessment results to provide reference for risk assessment.

關(guān)鍵詞： 高速公路；路塹高邊坡；總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；指標(biāo)體系

Key words： erpressway；cutting high slope；general risk assessment；index system

中圖分類號(hào)：U415.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）11-0049-04

0 引言

近年來，我國高速公路建設(shè)快速發(fā)展，尤其是高速公路日益增多。由于高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，為保證線形要求，經(jīng)常要在較復(fù)雜的地質(zhì)條件下對開挖山體，形成大量高邊坡。高速公路高邊坡具有數(shù)量多、地質(zhì)條件復(fù)雜、勘察精度不足及施工速度快等特點(diǎn)，施工期變形破壞等事故頻發(fā)，施工安全風(fēng)險(xiǎn)較高。受我國高速公路建設(shè)起步晚、地形地質(zhì)條件差異大等因素影響，高速公路高邊坡施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)控制與管理尚未形成統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。如何確保高邊坡工程施工過程安全，加強(qiáng)危險(xiǎn)源的辨識(shí)、評(píng)估與控制，顯得尤為重要[1]。

高速公路施工安全總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是以山區(qū)公路全線高路塹邊坡工程整體為評(píng)估對象根據(jù)工程災(zāi)害規(guī)模、地質(zhì)條件、誘發(fā)因素、工程環(huán)境等因素，評(píng)估全線高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)，確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并提出控制措施建議。

1 總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

1.1 總體施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估思路

路塹高邊坡施工總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是對高速公路沿線高邊坡作為評(píng)估對象，根據(jù)邊坡的建設(shè)規(guī)模、工程地質(zhì)條件、誘發(fā)因素、施工環(huán)境、資料完整性等因素，評(píng)估高速公路全線路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)評(píng)估準(zhǔn)則，確定施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理措施。

根據(jù)交通運(yùn)輸部頒布的《高速公路路塹高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》思路，結(jié)合高速公路路塹高邊坡的特點(diǎn)，總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)劃分為4類9個(gè)指標(biāo)，評(píng)估時(shí)，根據(jù)各個(gè)指標(biāo)的具體情況建立評(píng)估指標(biāo)體系?？傮w風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的主要思路首先是風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)→風(fēng)險(xiǎn)分析→風(fēng)險(xiǎn)估測→風(fēng)險(xiǎn)控制，具體流程圖見圖1。

1.2 評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建

基于總體施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估思路，對高速公路路塹高邊坡施工的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)分析，高邊坡工程施工主要風(fēng)險(xiǎn)源有工程建設(shè)規(guī)模、地質(zhì)條件、誘發(fā)因素、工程環(huán)境等4類，對這四類風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)一步分析得出9個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，指標(biāo)具體分類及賦值標(biāo)準(zhǔn)參見《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南》中表3-2。

1.3 總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

指標(biāo)體系評(píng)估方法是指根據(jù)建設(shè)規(guī)模、地質(zhì)條件、誘發(fā)因素、施工環(huán)境、資料完整性，將指標(biāo)分為五個(gè)主要反映路塹高邊坡風(fēng)險(xiǎn)的大類，并對各評(píng)估指標(biāo)按重要性從高到低順序進(jìn)行排序后計(jì)算總體風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的方法。

權(quán)重系數(shù)應(yīng)綜合運(yùn)用多種方法進(jìn)行確定，本文采用了交通部頒布的《高速公路路塹高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》中推薦的“按評(píng)估指標(biāo)重要性排序確定權(quán)重取值”的方法，計(jì)算公式如式（1）所示。

式中，—權(quán)重系數(shù)；

n—評(píng)估指標(biāo)（重要指標(biāo)）項(xiàng)數(shù)；

m—重要性排序號(hào)。

根據(jù)高速公路路塹高邊坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，通過現(xiàn)場調(diào)查及專家意見對各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行打分賦值Xij，根據(jù)公式（2）計(jì)算各個(gè)評(píng)估的分值。

式中：Xij—9個(gè)評(píng)估指標(biāo)的分值，i=1，2，3，4，5；j=1，2，…，n。

Rij—專家對各個(gè)指標(biāo)打分賦值。

路塹高邊坡施工安全總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分值按式（3）計(jì)算確定：

F=∑Xij（3）

式中，F(xiàn)—邊坡總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分值。

2 總體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃定

路塹高邊坡施工安全總體風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參見交通運(yùn)輸部頒布的《高速公路路塹高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》中表3-3。

3 風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則

風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則參見《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南》中表5-1。

4 風(fēng)險(xiǎn)管理措施

風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管理措施參見《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南》中表5-2。

5 實(shí)例應(yīng)用

5.1 工點(diǎn)概況

5.1.1 地形地貌

某高速公路K1+845～K2+020右側(cè)路塹邊坡地處丘陵，地形起伏較大，坡體地面標(biāo)高約40.0～152.0m，自然坡角最大約40°。山體植被發(fā)育。線路走向92°，邊坡傾向0°。

5.1.2 地層巖性

邊坡地質(zhì)鉆孔揭露為第四系坡殘積粉質(zhì)粘土（Q4dl）、侏羅統(tǒng)兜嶺組（J3dl）粉砂巖、細(xì)砂巖組成。

5.1.3 地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)邊坡不良地質(zhì)核查結(jié)果，坡腳基巖破碎，“X”型節(jié)理裂隙發(fā)育密集，坡腳巖層產(chǎn)狀：317°～335°∠34°～45°，右側(cè)高邊坡坡面傾向0°，為切向坡，局部順向坡。坡腳存在反傾主構(gòu)造面，產(chǎn)狀220°∠26°。

該路塹邊坡原設(shè)計(jì)為四級(jí)邊坡，一～三級(jí)邊坡坡率1：1，四級(jí)邊坡坡率1：1.25，分級(jí)平臺(tái)寬2m，一級(jí)邊坡采用錨桿格梁，二級(jí)邊坡采用錨索框架，三級(jí)采用人字形骨架，具體斷面見圖3。

5.2 總體施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)收集的資料有項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、工程地質(zhì)勘察報(bào)告、初步設(shè)計(jì)文件、施工圖設(shè)計(jì)文件、工程施工組織設(shè)計(jì)文件等工程資料，以及工程區(qū)域內(nèi)地質(zhì)、水文、氣象等災(zāi)害事故資料等與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有關(guān)的資料。通過現(xiàn)場調(diào)查，現(xiàn)場主要調(diào)查包括施工現(xiàn)場地質(zhì)條件和環(huán)境條件調(diào)查（包括建筑物、構(gòu)筑物、埋藏物、管道、纜線、民防設(shè)施、鐵路、公路、外電架空線路等可能造成風(fēng)險(xiǎn)事故的要素）等；對K1+845～K2+020右側(cè)路塹邊坡開展室內(nèi)分析和評(píng)估，總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)評(píng)分結(jié)果見表1。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查并結(jié)合專家對影響該邊坡施工安全的9個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析并對9個(gè)指標(biāo)進(jìn)行重要性排序，該邊坡的重要性指標(biāo)排序依次為地層巖性、坡體結(jié)構(gòu)、邊坡高度、坡形坡率、地下水、自然災(zāi)害的影響、工程措施類型、施工季節(jié)、周邊環(huán)境。

根據(jù)9個(gè)指標(biāo)的重要性排序結(jié)果結(jié)合式（1）分別計(jì)算出指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)γij，式（2）計(jì)算評(píng)估分值Xij，式（3）計(jì)算總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值，參考《高速公路路塹高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》中表3-3確定本工點(diǎn)總體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，計(jì)算結(jié)果見表2。

由表2可知，本工點(diǎn)總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值為50.482，根據(jù)指南中總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)可知，該邊坡總體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為III級(jí)，高度風(fēng)險(xiǎn)。

本類工點(diǎn)總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為III級(jí)，高度風(fēng)險(xiǎn)，不期望，應(yīng)納入專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

5.3 風(fēng)險(xiǎn)管理及建議

①設(shè)計(jì)單位根據(jù)邊坡巖性特征進(jìn)行穩(wěn)定性分析，沒有考慮坡體結(jié)構(gòu)（順坡向結(jié)構(gòu)面）和地下水的作用，開挖過程中注重調(diào)查地質(zhì)條件的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)開挖引起的邊坡變形破壞跡象，完善加固方案和排水措施。

②加強(qiáng)邊坡變形（深部位移）監(jiān)測，及時(shí)分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，預(yù)測預(yù)警。

③嚴(yán)格開挖，嚴(yán)格開挖一級(jí)、防護(hù)一級(jí)，尤其是設(shè)計(jì)有錨固工程的，必須待錨固工程施工完畢并產(chǎn)生加固作用后，方可進(jìn)行下一級(jí)開挖。此外，若開挖時(shí)間長，特別是雨季施工，坡面沖刷嚴(yán)重，可能引起較大范圍的坍塌。

④錨索（桿）設(shè)計(jì)，在有條件情況下，應(yīng)向邊坡兩側(cè)順延5～10m，縮小兩側(cè)三角區(qū)無防護(hù)長度，避免兩側(cè)局部坍塌。

⑤對石方邊坡開挖，接近路塹邊坡工程部位嚴(yán)禁采用大爆破，應(yīng)按照設(shè)計(jì)一律采用光面爆破，減少爆破施工隊(duì)巖體結(jié)構(gòu)的破壞作用和影響。

⑥施工過程中，注意邊坡開挖可能引起的一切變形破壞跡象，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及早控制。

⑦建議相關(guān)單位盡快針對此類工點(diǎn)開展施工前的專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并做好施工過程中的再評(píng)估工作。

6 結(jié)論

①根據(jù)交通運(yùn)輸部頒布的《高速公路路塹高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》思路，構(gòu)建廣東某高速公路路塹高邊坡總體施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，評(píng)估指標(biāo)包括建設(shè)規(guī)模、地質(zhì)條件、誘發(fā)因素和施工環(huán)境4類9個(gè)指標(biāo)。

②專家通過現(xiàn)場調(diào)查及設(shè)計(jì)勘察文件對9個(gè)指標(biāo)打分賦值，并對該邊坡的9個(gè)指標(biāo)進(jìn)行重要性排序依次為地層巖性、坡體結(jié)構(gòu)、邊坡高度、坡形坡率、地下水、自然災(zāi)害的影響、工程措施類型、施工季節(jié)、周邊環(huán)境。

③通過計(jì)算，該邊坡總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果為50.482，屬于III級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)邊坡不期望，應(yīng)納入專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

④針對高風(fēng)險(xiǎn)邊坡又提出了相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理及建議為類似的工點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供參考。

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