香港定量滑坡風險評價系統及其在內地的應用

文/王合玲 浙江省國土勘測規劃有限公司 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 中佳勘察設計有限公司 河北邯鄲 056000

香港定量滑坡風險評價系統及其在內地的應用

文/王合玲 浙江省國土勘測規劃有限公司 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 中佳勘察設計有限公司 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。同樣在快速發展的同時，形成了大量具有潛在滑坡風險的人工邊坡。兩地在這些方面的相似性，為香港的定量滑坡風險評估體系在浙江省內的應用奠定了基礎。也為浙江省告訴邊坡風險管理水平的提高提供了保障。

滑坡；風險評價；影響因素

前言

目前香港在滑坡風險管理上處于公認的世界領先水平[1]-[3]，但這是歷史教訓和長期實踐與研究的結果。歷史的變遷，讓香港從一個只有5000人的小漁村發展成為如今擁有近730萬人口的國際大都會，特別是第二次世界大戰以后，香港經濟和社會發展迅速，使有限的土地資源不堪重負，為此開始了大規模的開山填海，形成了大量的人工邊坡。但開發時少有巖土專業人士參與，形成的人工邊坡只是按經驗的坡率進行填挖，其中大量邊坡的穩定性滿足不了要求。20世紀70年代，滑坡事件頻發，造成了嚴重的人員傷亡與經濟損失，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行統籌管理。此后，新建的人工邊坡均需經過土力工程處審核后予以實施。但為了對此前已經形成的大量穩定性滿足不了要求的人工斜坡進行規范管理，土力工程處先是對全港邊坡進行登記造冊，在不斷地實踐研究中制定了適用于不同階段的滑坡風險評價系統[4]-[5]，該評價系統應用基于定性判斷基礎上的定量化的滑坡風險評分系統，對人工邊坡滑坡風險進行排序，為香港地區人工邊坡分階段有計劃地治理提供重要依據。

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—西南走向的地質構造體系，和華南的地質構造體系一致。花崗巖山地分布面積最廣，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”省內可分為六個地貌區：即浙西中山丘陵區、浙中盆地區、浙北平原區、浙東低山丘陵區、浙南中山區、浙東南沿海丘陵、平原及島嶼區。浙江自元古代至新生代底層發育齊全，尤以中生代火山巖系發育為特色。

改革開放以后，浙江省也得以快速發展，特別是高速公路與鐵路快速發展，產生了不少的人工邊坡，這些邊坡形成時也鮮有專業人士對其進行穩定性分析 ，加固措施多為傳統簡單表面防護，難以有效控制風險，因此形成了大量的高風險邊坡。

為此，浙江省交投集團于2011年結合當地經驗與相關規范并充分考慮浙江省高速公路高邊坡的實際狀況基礎上，借鑒香港經驗，制定了邊坡風險檢查評價系統。

2、定量風險評價系統

2.1概述

本系統的實現是在收集前期相關測繪、勘察、設計、施工以及養護資料的基礎上對邊坡進行現場踏勘，將踏勘的結果進行記錄，進而錄入相應的滑坡風險評價表，按照評價系統規定，對邊坡的滑坡風險進行評分，為邊坡治理與養護提供參考。

評價結果以安全風險評分（RS）加以體現，安全風險評分主要包括兩個方面的因素，既邊坡自身穩定性評分（IS)和滑坡后果評分（CS)。兩者結合得出總評分（TS）,見下式（1）。

針對坡體材料不同，人工邊坡主要分為土質邊坡（主要指削土坡，填土邊坡不在評價范圍內）、巖質邊坡和擋土墻三種，其評價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。

于是統一的安全風險評分可按下式（2)表示。

最后根據得出的安全風險評分，從高到低依次排序，設置合適的評分臨界值對風險進行分類，評價結果一般分為有即時滑坡風險邊坡、高滑坡風險邊坡、一般滑坡風險邊坡以及低滑坡風險邊坡，根據不同的評價結果制定下一步的邊坡治理計劃。

引入安全風險評價系統幾年來，邊坡事故發生率連年減少，使浙江高速邊坡的風險管理水平上了一個大臺階，為其他地區提供了寶貴的實踐經驗。

2.2風險評分的影響因素

2.2.1自身穩定性評分的主要因素

影響自身穩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）地表水滲入防護及地下水的分布與運動情況；

（3）破損情況：包括坡頂的張拉裂縫、排水溝及檢修道變形、護面開裂和變形、擋土墻的墻體變形等；

（4）巖質邊坡破壞模式：如風化剝落、崩塌、傾倒、平面破壞、楔體破壞等。

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

（6）坡體材料：坡體組成物質，包括土質（土質邊坡）、巖質（巖質邊坡）、二元結構邊坡等；

（7）以往發生的滑坡：邊坡以往發生的滑坡反映了邊坡的以往穩定狀況，除應詳細收集邊坡的以往滑坡信息，同時現場踏勘時也要留意歷史滑坡留下的痕跡，以便對邊坡的穩定性做出合理判斷。若對以往發生的滑坡采取了有效的補強加固措施，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。本評價系統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）會對人工邊坡的穩定造成不同的影響，應予以充分地考慮；

（9）已有加固措施：加固工程是指對邊坡進行過的預應力錨桿、土釘、SNS防護網+錨桿等以提高邊坡穩定安全系數為目的的工程措施，而日常養護所進行的生態植草、框格植草、掛網植草、噴漿防護、護面墻等只能作為邊坡的護面措施，這些護面措施不能從根本上提高邊坡的穩定安全系數。

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/構筑物類型及距離；

（2）潛在滑坡規模：滑坡體積的大小。可能產生的滑坡體積越大，則發生滑坡時造成的滑坡后果越嚴重。滑坡規模是影響滑坡后果分數的一個重要因素，在可能的情況下，應盡可能多地收集有關滑坡規模的信息，對滑坡規模進行合理判斷，進而選取合適的滑坡規模系數以提高評估邊坡風險分數RS的準確性；

（3）滑坡后果系數：判斷滑坡是否會造成嚴重人員傷亡、財產損失以及是否會引起嚴重的交通堵塞。

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

現場踏勘完畢，，結合收集的前期資料，對邊坡進行逐一評分，并針對每個邊坡提出后續防護建議，對有即時危險的邊坡應立即采取緊急防護措施，對滑坡高風險邊坡進行復核與確認，復核后滑坡風險仍為高的應列入近期的加固計劃，對風險一般或風險較低的制定相應的防護建議。

3、結論

較之于國內外常用的風險評價系統[6]，浙江省引入的該定量滑坡風險評價系統具有前期投入較少、評價方法較簡單，操作性強，工期短等特點，將邊坡的滑坡風險用定量的指標表現出來，使評價結果一目了然。特別是歸一化因子的引入，使不同類型邊坡的滑坡風險水平之間具有了可比性，為邊坡地統籌治理提供了重要的參考。評價系統自引入以來，很好地控制了滑坡風險，滑坡發生率也連年減少，取得了良好的社會效益與經濟效益。

[1]黃潤秋,邊坡安全與滑坡風險管理_香港的經驗.地質科技管理,1999,（5):5-18.

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

[3]岳中琦.香港滑坡災害防治與社會效益[J].工程地質學報,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.滑坡風險評價的理論與方法研究[J]. 工程地質學報,2013,21（1): 76～84.