高速公路路基施工工程風(fēng)險管理分析

黃志雄

(廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 511400)

0 引 言

高速公路建設(shè)質(zhì)量主要由路基施工質(zhì)量決定，考慮到影響路基施工質(zhì)量的因素較多，現(xiàn)場路基施工風(fēng)險識別及管控措施的開展就極其重要。廣東省內(nèi)路基多為軟土構(gòu)造，一些特殊路段的路基施工風(fēng)險具備較大的不確定性，且風(fēng)險評估所需要的信息數(shù)據(jù)采集往往較為欠缺，施工單位需要加強(qiáng)路及風(fēng)險管理重視程度，完善風(fēng)險應(yīng)對措施，在事前將路基災(zāi)害進(jìn)行規(guī)避或轉(zhuǎn)移。風(fēng)險管理是路基施工中的重要組成部分，科學(xué)合理的路基風(fēng)險防治能夠提升高速公路項(xiàng)目的社會經(jīng)濟(jì)效益。

1 路基施工風(fēng)險概述

1.1 路基施工主要問題

高速公路路基依據(jù)橫斷面形式的不同可分為以下類別：填挖結(jié)合路基、填方路基、挖方路基，路基橫斷面主要由工程地質(zhì)、地形、水文生態(tài)環(huán)境、設(shè)計(jì)技術(shù)要求等因素決定，其決定了路基邊坡防護(hù)類別、施工工藝、填料選取，路基施工質(zhì)量問題受到多方面風(fēng)險因素影響。

(1)沉降

路基沉降主要包括路堤下陷、地基陷落兩個類型，表現(xiàn)為不均勻性。其中地基陷落是填筑材料施工順序不恰當(dāng)、填料選取不科學(xué)、壓實(shí)度欠缺所造成的；路堤下陷則是在一些軟土等特殊路基處的未經(jīng)過加固處理所造成的。影響路基沉降的風(fēng)險因素包括水文地質(zhì)環(huán)境、氣候等，水體是造成路基沉降的絕對因素。

(2)滑塌

邊坡滑塌則包括路塹邊坡、路堤邊坡滑塌，路堤邊坡滑塌則會在路堤上部造成裂縫病害，坡腳也會產(chǎn)生土方堆積現(xiàn)象。路堤邊坡滑塌誘發(fā)因素包括以下幾類：路堤邊坡底部存在松土、淤泥；周圍陡坡銜接處沒有設(shè)置臺階；路堤填筑材料未合理選取，且路堤邊坡坡度較大，現(xiàn)場沒有及時開展防護(hù)處理；路堤坡腳、坡頂沒有做好排水措施，地表徑流滲入路堤內(nèi)部。路塹邊坡滑塌則主要由以下因素造成：爆破過程中采取的用藥量不合理，路塹巖體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定程度破壞；邊坡坡面、坡頂?shù)呐潘煌〞常謽O容易滲入內(nèi)部；路塹坡頂存在質(zhì)量較大的雜物；地下水較為豐富，造成坡體強(qiáng)度軟化[1-3]。

(3)裂縫

路基裂縫產(chǎn)生原因較多，路基縱向裂縫產(chǎn)生因素如下：填挖路段路基施工沒有采取分層分階段壓實(shí)處理；路基表層清理程度不佳，路基底部軟弱層結(jié)構(gòu)沒有進(jìn)行加固處理；路基填筑材料的透水性、水穩(wěn)性差異性較大，且施工中采取了不恰當(dāng)?shù)目v向分幅技術(shù)。路基橫向裂縫產(chǎn)生因素：路基填料的塑性指數(shù)大于25或者液限大于50；路基上覆填料的厚度及平整度具有較大差異性；不同類別回填材料施工在同一層。

(4)壓實(shí)度

路基壓實(shí)度欠缺主要由以下因素造成：路基施工碾壓機(jī)械選取不合理；現(xiàn)場碾壓遍數(shù)不足，碾壓方式不正確；填料含水量不在最佳含水量一定允許范圍內(nèi)；填料回填中的松鋪厚度偏大；緊前層翻漿或表面松散未經(jīng)處理；回填填料中，采取了不同類別的材料進(jìn)行了混填；填料的級配不合理，其中存在較多的難以壓實(shí)且顆粒較大的成分[1]。

1.2 風(fēng)險管理

路基施工風(fēng)險管理為施工單位對路基施工中容易出現(xiàn)的多類型風(fēng)險進(jìn)行有效識別、分析、評估的過程，路基風(fēng)險管理需要貫穿于整個施工階段，施工單位需要采取組織管理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等必要措施進(jìn)行有效風(fēng)險處治，最終實(shí)現(xiàn)路基施工工程成本最小、社會經(jīng)濟(jì)效益最大的目標(biāo)。路基工程風(fēng)險管理主要分為以下五個階段：風(fēng)險識別、風(fēng)險估計(jì)、風(fēng)險評價、風(fēng)險應(yīng)對、風(fēng)險監(jiān)控，整體表現(xiàn)為連續(xù)、動態(tài)、循環(huán)的管理體系，如圖1所示。

圖1 風(fēng)險管理過程示意圖

路基施工風(fēng)險管理首先需要開展風(fēng)險識別，該過程具備連續(xù)性、繁雜、系統(tǒng)綜合化的特點(diǎn)，風(fēng)險識別要對影響路基施工質(zhì)量安全的對類型因素進(jìn)行事先判斷，繼而編制風(fēng)險清單。路基施工風(fēng)險識別需要借鑒類似相關(guān)工程的風(fēng)險清單，風(fēng)險識別需要依照全面到針對、整體至局部的原則，從整體上對本項(xiàng)目可能存在的風(fēng)險進(jìn)行識別，之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解，對風(fēng)險進(jìn)行具體化辨識。風(fēng)險識別流程圖如圖2所示[2]。

圖2 風(fēng)險識別流程

風(fēng)險估計(jì)則需要對風(fēng)險產(chǎn)生的概率及風(fēng)險危害程度進(jìn)行分析，為后續(xù)風(fēng)險評價提供支撐，風(fēng)險估計(jì)流程如圖3所示，風(fēng)險估計(jì)能夠直接決定后續(xù)評價和應(yīng)對的效果；風(fēng)險評價則需要確定評價標(biāo)準(zhǔn)，判定風(fēng)險事件的發(fā)生水平，評估該事件是否可接受，評價過程能夠有效排序不通風(fēng)險事件，有助于合理風(fēng)險措施的制定；風(fēng)險應(yīng)對和監(jiān)控則需要動態(tài)化開展，風(fēng)險評價是對風(fēng)險管理的效果進(jìn)行評定，包括蒙特卡洛法、層次分析法、風(fēng)險矩陣法、模糊綜合評價法等。

圖3 風(fēng)險估計(jì)流程

2 工程簡介

廣東省龍川至懷集公路是汕頭至昆明高速公路的重要路段，對完善、優(yōu)化廣東省北部地區(qū)公路網(wǎng)布局具有十分重要的作用。項(xiàng)目施工標(biāo)段為TJ32合同段，路線位于清遠(yuǎn)市清新區(qū)浸潭鎮(zhèn)境內(nèi)，項(xiàng)目路線位于廣東北部山區(qū)，主線起訖樁號為K276+915～K288+000，主線線路全長11.085 km，雙向四車道，設(shè)計(jì)時速100 km/h，沿線存在大范圍的軟土地基，地下水豐富，整體式路基寬寬26 m，路基各部分組成為:行車道寬2×2×3.75 m、硬路肩寬2×3.0 m(含右側(cè)路緣帶寬2×0.5 m)、中間帶寬3.5 m(中央分隔帶寬2.0 m、左側(cè)路緣帶寬2×0.75 m)、土路肩寬2×0.75 m。分離式路基寬度為13 m，其中：行車道寬2×3.75 m，左、右硬路肩寬分別為3.0 m和1.0 m(含左、右側(cè)路緣帶寬分別為0.5 m、0.5 m)，土路肩寬2×0.75 m，路基挖方約211.5萬m3、路基填方約250.8萬m3，其中路基填筑施工安排工期420 d，填筑材料軟土，平均填筑高度5～7 m，工期緊任務(wù)重，施工中必須合理組織，統(tǒng)籌兼顧，合理安排機(jī)械設(shè)備，確保工期[3]。

3 風(fēng)險管控分析

項(xiàng)目合同段內(nèi)工程量較大，存在涵洞、路基、橋梁，且地形地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，現(xiàn)場施工空間有限，全合同段按“分段實(shí)施，突出重點(diǎn)，合理安排，統(tǒng)籌兼顧”的總體思路進(jìn)行快速有序施工，項(xiàng)目路基施工中風(fēng)險因素如表1所示。

表1 路基施工風(fēng)險因素統(tǒng)計(jì)

3.1 準(zhǔn)備階段

施工準(zhǔn)備階段需要修筑施工便道，確保施工有序、均衡，便道方案需要滿足機(jī)械、材料的運(yùn)輸要求。開工前需要編制施工方案，減少周圍生態(tài)破壞，做好路基施工臨時排水；路基施工盡量避開降雨時段，降雨期間需要派專人進(jìn)行路基施工現(xiàn)場的巡視；施工取土、棄土場需要完善水土保持措施。

3.2 施工過程

路基填筑施工階段需要清理軟土基底，采取分層水平填筑，縱向分段有序施工，壓實(shí)厚度小于250 mm，虛鋪厚度小于300 mm。項(xiàng)目K283+500～K283+656段采取塑料排水板堆載預(yù)壓進(jìn)行軟土路基處理，如圖4所示，其中，軟土地基平均深度為6 m，填筑高度為5-6.5 m。施工采取B型排水板布置形式為正方形，間距1.1 m，性能指標(biāo)如表2所示。塑料排水板的平面布置偏差小于70 mm，套管垂直度偏差則小于1.5%，砂墊層以上外露大于200 mm；排水板回帶根數(shù)小于總根數(shù)5%，砂墊層內(nèi)需要包括部分長度的排水板，且排水板打設(shè)鉆孔需要用砂填滿；塑料排水管采取振動插板機(jī)施工，該設(shè)備具備自動監(jiān)測深度的功能，斷面底板標(biāo)高則需要通過試插(距離1.1 m)判斷。塑料排水板施工工藝流程如圖5所示[4]。

圖4 塑料排水板堆載預(yù)壓示意圖

表2 排水板性能指標(biāo)

圖5 塑料排水板施工工藝流程

3.3 實(shí)施效果

現(xiàn)場路基填筑施工中選取二個斷面(K283+600、K283+650)開展沉降監(jiān)測，經(jīng)過長時間的數(shù)據(jù)采集，獲取圖6所示沉降量隨時間變化曲線，結(jié)果表明，沉降曲線在塑料排水板打設(shè)之后、堆載預(yù)壓前隨時間的變化較為平緩，沉降曲線在堆載預(yù)壓開始之后則變得較陡，路基總沉降量小于200 mm，滿足規(guī)范沉降允許要求，施工風(fēng)險控制效果較好。

圖6 沉降量隨時間變化

4 小 結(jié)

高速公路路基施工風(fēng)險管控極其重要，其影響著后續(xù)高速公路運(yùn)營的安全穩(wěn)定。為確保軟土路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性，施工單位需要加強(qiáng)軟土路基的風(fēng)險防控力度，將風(fēng)險引發(fā)的路基病害進(jìn)行有效規(guī)避和轉(zhuǎn)移，路基施工中可以采取先進(jìn)設(shè)備、技術(shù)工藝及管理模式，綜合優(yōu)化自身的風(fēng)險管理水平，最終促進(jìn)高速公路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。