高速公路路塹高邊坡施工安全風險控制對策

陀建明

【摘 要】高速公路作為具有代表性的交通基礎設施之一，在國家政策的引導下高速公路建設領域取得了重大突破，無論是施工技術水平還是施工安全性，較過去都有了較大的提高。高速公路路塹高邊坡施工是安全風險較高的施工項目，涉及地質結構、施工技術、安全管理等方面，稍有不慎就有可能出現嚴重的施工安全問題。文章結合實際經驗，探討高速公路路塹高邊坡施工安全風險控制對策。

【關鍵詞】高速公路;路塹高邊坡施工;安全風險控制

【中圖分類號】U416.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2022）04-0161-03

0 引言

交通設施是保證地區間經濟交流、文化溝通的重要基礎工程，高速公路更是為人民群眾出行提供了便利。近年來，我國高速公路施工規模和里程都有了大幅度增加。但是，高速公路路塹高邊坡施工比較復雜，其中涉及大量安全風險，然而部分施工企業至今也未能認識到這些安全風險可能導致的后果，不重視對高速公路路塹高邊坡施工安全風險控制。因此，探討高速公路路塹高邊坡施工安全風險控制對策具有一定的現實意義。

1 高速公路路塹高邊坡施工存在的安全風險

我國地形復雜多變、地質構造多種多樣，在高速公路工程施工的過程中，不可避免地會涉及山體開挖等問題，從而形成大量的邊坡結構，就可能會產生一定的安全風險。在挖掘過程中，原有的地質結構被破壞，在施工技術不夠合理、安全管控不到位的情況下，很容易發生邊坡失穩、機械傷害、爆破傷害、觸電傷害等一系列安全事故，這顯然和高速公路路塹高邊坡安全施工的要求不符[1]。目前，常見的高速公路路塹高邊坡施工安全風險主要包括以下幾個方面：①邊坡深層變形失穩。這種安全風險來自邊坡結構的整體變形，常體現為大規?；隆⑻?，一旦發生將會造成巨大的影響。②邊坡淺層變形失穩，一般指一級或多級坡變形，比如淺層滑坡、局部坍塌等都屬于這種安全事故。③坡面變形，這也是比較常見的一種安全風險，坡面結構在長時間風化作用下會發生剝落、沖溝等現象，進而導致一定的安全風險，坡面變形屬于比較好控制和處理的安全風險。不難看出，高速公路路塹高邊坡施工安全風險具有多樣化、危害性大的特點，想要控制好這些安全風險，就必須要充分了解安全風險的成因等，并以此為基礎進行后續研究。

2 高速公路路塹高邊坡施工安全風險因素識別

風險識別是高速公路路塹高邊坡施工安全風險控制當中十分重要的一個步驟，其能夠根據實際情況確定可能導致安全事故的各種因素，并且為后續安全風險評估、安全風險控制等打下堅實的基礎。安全風險控制的方法非常多，工作人員一般需要結合工作經驗分析潛在風險，并對現場勘查得到的各種數據進行比對，也可以聘請專家到現場進行分析，從而確定高速公路路塹高邊坡施工安全風險的種類和影響等（見表1）。高速公路路塹高邊坡施工安全風險識別過程比較復雜，工作人員往往需要付出更多的精力和時間[2]。想要對安全風險進行有效控制，就必須從高速公路路塹高邊坡施工安全風險因素識別入手，結合大量的工作經驗和現場調查數據，確定高速公路路塹結構是否存在安全風險，并明確不同安全風險因素的作用方式和影響范圍，從而建立安全風險因素識別管控系統。根據目前的施工情況來看，高速公路路塹高邊坡施工安全風險主要可以分為固有因素和可變因素兩個部分，其中固有因素是指高速公路工程地質結構自有的一些風險因素，如邊坡的幾何形態、地質構造、地下水等;可變因素包括降雨、設計方案、施工方法等，是主要的風險控制對象。在高速公路路塹高邊坡施工安全風險當中，水是極其重要的一種影響因素，許多邊坡結構的失穩問題都和水有較大關系，比如在北方地區，春季解凍期是最容易發生高速公路路塹高邊坡施工安全事故的時期，而南方地區的大規模降水也是導致邊坡結構失穩的原因之一。在水的物理侵蝕和化學反應作用下，風化問題將會從邊坡結構的表面逐漸延伸到內部，并給巖體結構造成十分嚴重的破壞，最終導致嚴重的高速公路路塹高邊坡施工安全風險[3]。

3 高速公路路塹高邊坡施工安全風險估計與評價

在各種施工技術日新月異的今天，保障高速公路路塹高邊坡施工安全的手段也越來越豐富，而對高速公路路塹高邊坡施工安全風險進行估計與評價，則是十分重要的一項工作。為確保估計評價的準確度，工作人員可從定量分析、非確定性分析兩個方面開展評估工作。定量分析法主要包括極限平衡法、極限分析法、有限元法等，目前常用的且應用效果較好的為有限元法，其具有計算過程簡單、評估準確度高等一系列特點。非確定性分析法也是一種比較常用的評估方法，它能夠以數學方法對安全風險進行定量、半定量描述，常見的手段包括模糊綜合評價、灰色分析理論、定量表格法等。為了確保安全風險評估的準確度，工作人員需要選擇一種或多種安全風險分析方法，尋找高速公路路塹高邊坡施工安全風險的原因、確定其影響范圍等，同時根據有關法律法規對高速公路路塹邊坡施工期失穩后果的嚴重程度進行確認，在此基礎上根據嚴重程度確定安全風險處理方案[4]。工作人員在開展評估工作中一定要明確自身工作的重要性及承擔的責任，自覺地對自身工作行為進行約束和規范，保證工作開展的標準化與嚴謹。結合實際需求選擇適合且有效的評估方法，保證評估結果具有較高的科學性與參考價值，避免自身違規性操作對最終評估結構精準性造成不良影響，降低評估結果的實際參考價值。

4 高速公路路塹高邊坡施工安全風險控制案例分析

4.1 工程案例地質條件

首先，要充分了解工程基本情況。某省國道A3標段是比較具有代表性的高速公路工程，該高速公路工程的路線全長51.478 km，邊坡高度為35 m。在進行勘察工作的過程中，勘察孔深范圍內未見地下水存在，在加強地表排水情況下，初步認定不易產生滑坡地質災害，在工程開挖以后當地開始連續大規模降水，增加了山體滑坡和垮塌的風險。其次，要了解路塹邊坡工程的地質概況。該高速公路項目位于完達山、張廣才嶺與老爺嶺的交匯地帶，屬低山邊緣到河谷的過渡地帶，丘陵漫崗地形，地表植被多以耕地為主，海拔高度在170～380 m。當地的地形地貌比較復雜，高速公路施工存在高低起伏的特點，根據實際施工資料來看，該高速公路經過的路線具有地層分布簡單的特征，其覆蓋層為第四系全新統殘坡積地層，主要為黏性土層及砂礫石，基巖為砂巖、玄武巖、花崗巖等。

4.2 高速公路路塹高邊坡施工安全風險控制對策

4.2.1 鑒別高邊坡施工安全風險

為確保高速公路路塹高邊坡施工的安全性，工作人員要充分結合自身積累的工作經驗，并根據現場勘察結果，對其中存在的安全風險因素進行鑒別。高速公路路塹高邊坡施工安全水平受到多方面因素的共同影響，比如邊坡結構的幾何形態、周邊的地質構造、區域性降雨情況等，都可能提升發生事故的概率。工作人員應通過有效手段鑒別這些風險因素，比如詢問法、實地調查法、安全檢查表法等都屬于有效的鑒別方法。同時，需要對環境因素危險源進行準確鑒別，確定高速公路路塹高邊坡施工安全風險應急處理方案，編制專業的應急救援標準，并對救援人員、救援設備等進行調配，確保將高速公路路塹高邊坡施工安全風險的負面影響降到最低。

4.2.2 評估路塹高邊坡的安全風險

案例工程具有一定的代表性，其存在大量的易引發安全風險的因素，經過工作人員反復分析，最終確定該工程具有Ⅲ級安全風險，在這個過程中，工作人員進行了大量風險評估工作，付出了巨大的努力。根據實際情況來看，該地區的風化作用比較明顯，導致了粉砂巖開裂問題，在天氣條件較差的情況下容易發生垮塌事故。不難看出，降水是高速公路路塹高邊坡施工安全風險中比較重要的一個影響因素，降水量越大、降水時間越長，安全風險越難以控制，在今后的工作中應充分發揮信息化技術的作用，對高速公路路塹高邊坡施工安全風險進行動態評估，確定不同安全風險因素的實時變化情況，從而保證安全風險能夠得到及時有效的控制[5]。

4.2.3 模擬邊坡施工的安全穩定性數值

工作人員應根據高速公路路塹高邊坡施工的實際情況，利用有限元強度折算法等，做好邊坡施工安全穩定性數值的模擬工作，一般可以借助ABAQUS有限元軟件建立安全風險計算模型，并對高速公路路塹高邊坡施工過程和進度進行模擬分析。首先，要對其無支護時的施工安全風險進行模擬，充分考慮施工環境中各種影響因素對邊坡穩定性造成的一系列影響。其次，要對其有支護時的施工安全風險進行模擬，將這一次的模擬數據和沒有支護的模擬數據進行比對，確認安全系數的變化，保證模擬的有效性。

4.2.4 邊坡開挖施工應用邊坡支護技術

高速公路路塹高邊坡施工過程中存在大量的安全風險，在施工單位未能按照要求進行邊坡支護的情況下，將會大幅度增加施工后期整個工程的安全風險，離開支護結構的保障，其穩定性將會大幅度縮減。目前，部分施工單位已經認識到高速公路路塹高邊坡結構支護的重要性，并采取一系列措施提升邊坡支護水平。比如，某高速公路施工中，施工單位在邊坡開挖施工完成50%后，利用錨索技術對邊坡結構進行有效的處理，在此基礎上進行二次安全風險評估發現，該邊坡結構的安全系數得到了一定的提升[6]。邊坡支護技術不僅可以保證施工現場的安全性，對現場施工技術人員的生命財產安全進行保護，還可以避免后續高速公路工程實際應用階段路塹高邊坡出現滑坡、坍塌等不良事故，對高速公路運行安全性造成影響。邊坡支護技術類型較多，需要結合施工現場實際情況選擇最適合的技術手段，嚴格依據技術應用標準進行技術應用，將技術優勢充分發揮出來，在保證技術應用成效的同時降低技術應用成本消耗。

4.2.5 加強路塹施工排水管理

高速公路路塹高邊坡施工安全風險來自很多方面，而路塹結構排水不到位則是導致安全事故的主要誘因，根據實際工作經驗，高速公路路塹高邊坡主要由強風化粉砂巖組成，這種巖石結構本身的穩定性和致密性都不高，很容易在外界作用下被風化侵蝕，進而造成一定的高速公路路塹高邊坡施工安全風險，給施工帶來一系列不利影響。在高速公路路塹高邊坡施工過程中，邊坡結構始終暴露在外界環境中，發生大規模降水的情況下，水分將會從粉砂巖上的縫隙進入到邊坡土體中，逐漸導致巖石結構垮塌滑落等問題，最終造成難以控制的安全事故。為了規避上述原因導致的安全風險，必須盡快加強高速公路路塹高邊坡施工排水管理，采取道路與橋梁設計共用的方式規避降水導致的安全風險，共用設計能夠保障高速公路施工的質量，在遇到軟土地基等含水量比較大的特殊地質條件時，利用高架橋取代軟土層道路地基，避免土壤水分過多導致的安全風險。此外，需要做好排水溝的設計和施工，結合邊坡結構特有的高度差，保證降水能夠第一時間被集中排放出去，避免水分帶來的一系列安全風險[7]。

4.2.6 強化施工的監督力度

高速公路路塹高邊坡施工安全風險控制具有一定的復雜性，想要對其進行控制工作人員必須做好施工監督工作，擺脫過去只依靠施工圖紙進行管理的錯誤方法，根據實際情況建立邊坡結構施工監管體系。第一時間發現可能導致邊坡失穩問題的施工因素，并進行調整和指正，優化高速公路路塹高邊坡施工安全風險控制效果。除此之外，需要結合事先進行的高速公路路塹高邊坡施工安全風險評估模擬數據，確定邊坡結構開挖過程中各個安全風險因素的變化情況，在發生邊坡變形的情況下分析變形原因，并對變形位置、變形程度進行分析，在安全風險系數過高的情況下及時進行處理，將可能存在的高速公路路塹高邊坡施工安全風險扼殺在搖籃里。

5 結語

高速公路路塹高邊坡施工是整體施工過程中比較具有代表性的施工步驟之一，保證其施工質量和施工安全性至關重要。但是受到各種因素的影響，高速公路路塹高邊坡施工安全風險比較突出，需要從安全風險評估、安全風險鑒別、安全風險控制等方面入手，通過加強施工監督、優化排水管理等方法，將高速公路路塹高邊坡施工安全風險控制在一定范圍內，確保施工項目安全順利完工。

參 考 文 獻

[1]陳宗省，李世磊，郝新同.高速公路改擴建路塹高邊坡施工安全防護技術要點研究[J].磚瓦，2021（12）：117-

118.

[2]左路，郭良.公路路塹高邊坡坡率的優化設計[J].交通世界，2021（29）：95-96.

[3]桑偉寧，吳紅波.山區高速公路高邊坡穩定性分析及動態設計[J].安徽建筑，2021，28（9）：149-152.

[4]鄧雷.高速公路改擴建路塹高邊坡施工安全防護技術要點研究[J].工程建設與設計，2021（12）：150-153.

[5]鈕延威.路塹高邊坡工程施工安全風險評估研究[D].濟南：山東大學，2021.

[6]張超.高速公路路塹高邊坡施工安全風險評估研究[D].重慶：重慶交通大學，2021.

[7]李瑞菡.高速鐵路黃土路塹高邊坡穩定性分析及加固措施研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2021.