公路边坡安全风险评价因子研究

詹伟 吕法权

摘 要：公路边坡安全风险日益引起公路建设者的重视。基于边坡安全风险影响因子的分析与归类，结合边坡工程实践，对影响边坡安全稳定的因素进行分析，包括边坡内部因素，如边坡断面几何特征、岩体状况、地质构造特点、失稳破坏情况等，还包括外部因素影响，如水的作用、气候条件、坡顶坡脚建筑物影响等。通过对风险因子的归类，有利于进一步发现潜在影响因素，全面探究影响边坡安全的因素，并采取合理措施，有效控制工程风险。

关键词：边坡；安全风险；影响因子

引言

边坡是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式之一。近年来，公路工程建设突飞猛进，建设过程中公路沿线高边坡等不良地质路基施工安全风险也越来越突出，引起公路建设管理部门的日益重视。公路边坡工程具有地质条件复杂、工程措施繁多以及施工速度快等特点，施工期变形破坏等事故易发。通过开展边坡安全风险评估工作，能够有效控制施工安全风险，规避施工安全事故发生，保障公路工程建设安全。针对公路边坡安全风险影响因素开展调查研究是建立公路边坡工程安全风险评估体系的重要基础。

1 公路边坡安全风险影响因子分析

影响公路边坡安全的因素众多，在选取影响因子时要求能够全面真实反映边坡的安全状况，同时还应遵循系统性、灵活性、针对性和实用性的原则。结合边坡工程实践，对影响边坡安全稳定的六类因素进行分析。

1.1 边坡断面几何特征

边坡断面几何特征包括边坡高度、坡形坡率等。一般而言，坡高越低，坡率越小，边坡越稳定；而边坡越高、坡率越大，则易发生变形和失稳。因为坡高增加会改变坡体的应力状态，同时增加边坡侧向位移，从而降低边坡稳定性。边坡坡率、坡高对稳定性的影响还取决于边坡岩体结构特征以及边坡所处的环境，其对边坡安全风险的影响机理十分复杂。

1.2 地质条件

边坡所处的地质背景也是影响边坡安全的重要因素。就边坡的变形破坏特征而言，不同坡体材料、不同岩土体结构有不同的变形破坏形式。

1.2.1 坡体材料

按构成边坡主体的材料不同，可以分为土质边坡、岩质边坡和二元结构边坡。针对不同的边坡类型，分别进行边坡风险影响因素分析，以利于技术人员能够更好地掌握边坡的现状和发展趋势，提高安全评价的效率和可靠性。

1.2.2 岩体结构

针对岩质边坡而言，岩体结构特征是影响其安全稳定的重要因素之一。岩体中结构面的存在，降低了其整体强度，增大了岩体的变形性能。岩体结构的不均匀性、各向异性和非连续性等特征都可能引起岩体结构的失稳，导致滑坡、崩塌等灾害的发生。

1.3 失稳破坏情况

在开展风险评估前，应认识和掌握边坡当前的破坏情况以及历史病害发育状况等，有利于及时准确地把握和分析边坡病害现状，并对边坡病害的未来发展趋势做出合理的判断和预测。

1.3.1 边坡病害现状

开展风险评估前应对公路沿线边坡进行实地踏勘，及时掌握边坡已发生或可能发生的病害，包括坡顶张拉裂缝、坡面冲刷、已有防护结构的变形等。

1.3.2 病害发育历史状况

边坡病害历史发育状况反映了边坡的以往状况，可以帮助评价人员对边坡的稳定性做出合理判断。检查人员应详细收集边坡的以往滑坡、崩塌等历史信息，若对以往发生的病害已采取了有效的补强加固措施，还应注意加强检查防护设施的状况。

1.4 水的影响

大量的边坡破坏（如滑坡、崩塌等）都发生在雨季，也就是人们常说的“十滑九水”。尤其是在台风暴雨季节或长期持续降雨期，都可能导致边坡地下水位的快速变化，影响边坡稳定。水对边坡稳定影响机理包括以下几个方面：（1）降雨入渗边坡岩土体孔隙中，增加了上覆土体重量从而增加坡体下滑自重力；（2）水入渗坡体，使滑动面上含水量增加，降低了土质颗粒间的粘结力，削弱了土的抗剪强度；（3）降雨导致地下水位变化，引起孔隙水压力和渗透力的变化，进而降低抗滑力；（4）水对边坡的冲刷侵蚀导致坡体失稳；（5）地下水的长期化学作用改变周围岩土的性质和强度。

1.5 气候条件

气候条件对边坡安全风险的影响主要体现在气温和降雨上。气温一般随气候的变化而发生改变。针对岩质边坡，一旦岩体暴露于地表，就会在温度变化和风雨日照的共同作用下发生风化。长期风化作用，导致岩体发生剥落，进而发生失稳。此外，边坡降雨冲刷对无防护的土质边坡或风化严重的岩质边坡破坏影响较为显著。

1.6 坡顶坡脚建筑物

坡顶坡脚建筑物的影响主要是针对边坡灾害后果影响而言的。坡顶坡脚建筑物重要性等级越高、距离坡顶坡脚的距离越近，则发生灾害时造成的后果越严重。这一方面是由于坡顶建筑物的堆载效应往往威胁到边坡的安全；另一方面，边坡坡脚与公路的距离越近，则发生灾害的可能后果越严重，因为一旦发生滑塌灾害，可能会造成道路堵塞，车辆掩埋等事故，严重危害交通安全。

2 公路边坡安全风险影响因子归类

通过对边坡安全风险影响因素的分析，可以进一步从不同角度，根据不同标准将各风险因子进行归类，有利于制定针对性的风险控制策略。

2.1 按风险来源归类

按照风险来源可以将影响因子分为内部风险和外部风险。内部风险包括边坡自身特征、地质条件、失稳破坏情况等；外部风险则来自不可避免的外界自然力的作用以及人类活动等，包括气候条件、降雨影响以及对边坡安全产生不利影响的人类活动等。

2.2 按风险性质归类

按照风险性质归类，风险因子可以分为固有风险和可变风险。固有风险是指己存在并将长期持续产生影响且波动较小的风险因子，如边坡断面几何特征、地质条件、岩体结构等。而可变风险则包括具有短期性、突发性且波动较大的风险因子，如地下水位变化、降雨影响、气候变化以及人为的工程活动等。固有风险可能是长期稳定的，也可能在可变风险的影响作用下发生改变。因此，两者是相互作用相互影响的，共同决定了边坡的安全风险。

3 结束语

基于边坡安全风险影响因子的分析与归类，结合边坡工程实践，对影响边坡安全稳定的因素进行分析，包括边坡内部因素，如边坡断面几何特征、岩体状况、地质构造特点、失稳破坏情况等，还包括外部因素影响，如水的作用、气候条件、坡顶坡脚建筑物影响等。通过对风险因子的归类，有利于进一步发现潜在影响因素，全面探究影响边坡安全的因素，采取合理措施，有效控制工程风险。

参考文献

[1]张梁，张业成，罗元华，等.地质灾害灾情评估理论与实践[M].北京：地质出版社，1998.

[2]张永兴，陈云，文海家，等.边坡灾害风险评估系统研究及应用[J].重庆建筑大学学报，2008，30（1）：30-33.