某高速公路路塹高邊坡施工安全總體風險評估的應用

軒寧 賴應良

摘要： 為實現高速公路在建設期時高邊坡施工安全風險分級管理，有效規避建設期的施工安全事故發生，保證施工進度，提出了高速公路路塹高邊坡施工安全總體風險評估，結合交通運輸部頒布《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風險評估指南（試行）》思路，首先開展風險源辨識分析，構建高邊坡總體風險評估指標體系，建立總體風險評估計算方法對路塹高邊坡施工安全進行估測，并提出相應的風險管理措施。本文以廣東省某高速公路路塹高邊坡為例，通過現場調查、設計資料收集，運用指南總體風險評估思路對該邊坡進行評估，根據評估結果提出相應的風險管理與建議，為類似的工點的風險評估提供參考。

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.

關鍵詞： 高速公路；路塹高邊坡；總體風險評估；指標體系

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

中圖分類號：U415.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）11-0049-04

0 引言

近年來，我國高速公路建設快速發展，尤其是高速公路日益增多。由于高速公路技術標準高，為保證線形要求，經常要在較復雜的地質條件下對開挖山體，形成大量高邊坡。高速公路高邊坡具有數量多、地質條件復雜、勘察精度不足及施工速度快等特點，施工期變形破壞等事故頻發，施工安全風險較高。受我國高速公路建設起步晚、地形地質條件差異大等因素影響，高速公路高邊坡施工過程中的風險控制與管理尚未形成統一的規范和標準。如何確保高邊坡工程施工過程安全，加強危險源的辨識、評估與控制，顯得尤為重要[1]。

高速公路施工安全總體風險評估是以山區公路全線高路塹邊坡工程整體為評估對象根據工程災害規模、地質條件、誘發因素、工程環境等因素，評估全線高邊坡施工安全風險，確定風險等級并提出控制措施建議。

1 總體風險評估指標體系

1.1 總體施工安全風險評估思路

路塹高邊坡施工總體風險評估是對高速公路沿線高邊坡作為評估對象，根據邊坡的建設規模、工程地質條件、誘發因素、施工環境、資料完整性等因素，評估高速公路全線路塹高邊坡施工安全風險，根據評估準則，確定施工風險等級并提出相應的風險管理措施。

根據交通運輸部頒布的《高速公路路塹高邊坡施工風險評估指南》思路，結合高速公路路塹高邊坡的特點，總體風險評估指標劃分為4類9個指標，評估時，根據各個指標的具體情況建立評估指標體系。總體風險評估的主要思路首先是風險辨識→風險分析→風險估測→風險控制，具體流程圖見圖1。

1.2 評估指標體系構建

基于總體施工風險評估思路，對高速公路路塹高邊坡施工的風險源進行辨識分析，高邊坡工程施工主要風險源有工程建設規模、地質條件、誘發因素、工程環境等4類，對這四類風險源進一步分析得出9個風險指標，指標具體分類及賦值標準參見《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風險評估技術指南》中表3-2。

1.3 總體風險評估方法

指標體系評估方法是指根據建設規模、地質條件、誘發因素、施工環境、資料完整性，將指標分為五個主要反映路塹高邊坡風險的大類，并對各評估指標按重要性從高到低順序進行排序后計算總體風險系數的方法。

權重系數應綜合運用多種方法進行確定，本文采用了交通部頒布的《高速公路路塹高邊坡施工風險評估指南》中推薦的“按評估指標重要性排序確定權重取值”的方法，計算公式如式（1）所示。

式中，—權重系數；

n—評估指標（重要指標）項數；

m—重要性排序號。

根據高速公路路塹高邊坡風險評估指標體系，通過現場調查及專家意見對各個指標進行打分賦值Xij，根據公式（2）計算各個評估的分值。

式中：Xij—9個評估指標的分值，i=1，2，3，4，5；j=1，2，…，n。

Rij—專家對各個指標打分賦值。

路塹高邊坡施工安全總體風險評估分值按式（3）計算確定：

F=∑Xij（3）

式中，F—邊坡總體風險評估分值。

2 總體風險等級劃定

路塹高邊坡施工安全總體風險分級標準參見交通運輸部頒布的《高速公路路塹高邊坡施工風險評估指南》中表3-3。

3 風險接受準則

風險接受準則參見《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風險評估技術指南》中表5-1。

4 風險管理措施

風險分級管理措施參見《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風險評估技術指南》中表5-2。

5 實例應用

5.1 工點概況

5.1.1 地形地貌

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

5.1.2 地層巖性

邊坡地質鉆孔揭露為第四系坡殘積粉質粘土（Q4dl）、侏羅統兜嶺組（J3dl）粉砂巖、細砂巖組成。

5.1.3 地質構造

根據邊坡不良地質核查結果，坡腳基巖破碎，“X”型節理裂隙發育密集，坡腳巖層產狀：317°～335°∠34°～45°，右側高邊坡坡面傾向0°，為切向坡，局部順向坡。坡腳存在反傾主構造面，產狀220°∠26°。

該路塹邊坡原設計為四級邊坡，一～三級邊坡坡率1：1，四級邊坡坡率1：1.25，分級平臺寬2m，一級邊坡采用錨桿格梁，二級邊坡采用錨索框架，三級采用人字形骨架，具體斷面見圖3。

5.2 總體施工風險評估

根據收集的資料有項目可行性研究報告、工程地質勘察報告、初步設計文件、施工圖設計文件、工程施工組織設計文件等工程資料，以及工程區域內地質、水文、氣象等災害事故資料等與風險評估有關的資料。通過現場調查，現場主要調查包括施工現場地質條件和環境條件調查（包括建筑物、構筑物、埋藏物、管道、纜線、民防設施、鐵路、公路、外電架空線路等可能造成風險事故的要素）等；對K1+845～K2+020右側路塹邊坡開展室內分析和評估，總體風險評估指標評分結果見表1。

根據現場調查并結合專家對影響該邊坡施工安全的9個指標進行分析并對9個指標進行重要性排序，該邊坡的重要性指標排序依次為地層巖性、坡體結構、邊坡高度、坡形坡率、地下水、自然災害的影響、工程措施類型、施工季節、周邊環境。

根據9個指標的重要性排序結果結合式（1）分別計算出指標的權重系數γij，式（2）計算評估分值Xij，式（3）計算總體風險評估值，參考《高速公路路塹高邊坡施工風險評估指南》中表3-3確定本工點總體風險等級，計算結果見表2。

由表2可知，本工點總體風險評估值為50.482，根據指南中總體風險評估標準可知，該邊坡總體風險等級為III級，高度風險。

本類工點總體風險評估為III級，高度風險，不期望，應納入專項風險評估。

5.3 風險管理及建議

①設計單位根據邊坡巖性特征進行穩定性分析，沒有考慮坡體結構（順坡向結構面）和地下水的作用，開挖過程中注重調查地質條件的變化，及時發現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加強邊坡變形（深部位移）監測，及時分析監測數據，預測預警。

③嚴格開挖，嚴格開挖一級、防護一級，尤其是設計有錨固工程的，必須待錨固工程施工完畢并產生加固作用后，方可進行下一級開挖。此外，若開挖時間長，特別是雨季施工，坡面沖刷嚴重，可能引起較大范圍的坍塌。

④錨索（桿）設計，在有條件情況下，應向邊坡兩側順延5～10m，縮小兩側三角區無防護長度，避免兩側局部坍塌。

⑤對石方邊坡開挖，接近路塹邊坡工程部位嚴禁采用大爆破，應按照設計一律采用光面爆破，減少爆破施工隊巖體結構的破壞作用和影響。

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，及時發現，及早控制。

⑦建議相關單位盡快針對此類工點開展施工前的專項風險評估，并做好施工過程中的再評估工作。

6 結論

①根據交通運輸部頒布的《高速公路路塹高邊坡施工風險評估指南》思路，構建廣東某高速公路路塹高邊坡總體施工安全風險評估指標體系，評估指標包括建設規模、地質條件、誘發因素和施工環境4類9個指標。

②專家通過現場調查及設計勘察文件對9個指標打分賦值，并對該邊坡的9個指標進行重要性排序依次為地層巖性、坡體結構、邊坡高度、坡形坡率、地下水、自然災害的影響、工程措施類型、施工季節、周邊環境。

③通過計算，該邊坡總體風險評估結果為50.482，屬于III級高風險邊坡不期望，應納入專項風險評估。

④針對高風險邊坡又提出了相應的風險管理及建議為類似的工點的風險評估提供參考。

參考文獻：

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[4]龐永紅，屈祥，宋文.張桑高速公路高邊坡施工期風險評估應用[J].湖南交通科技，2017，43（2）：90-93.

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