边坡稳定的多因素综合风险分析

崔军辉

【摘 要】随着我国城市基础设施建设、旧城改造和住宅小区的持续开发，边坡失稳是出现最频繁、带来损失最大且最难弥补的破坏形式。本文通过十多年来从事建筑施工安全生产技术工作，综合考虑水文、水力和土石料力学参数的随机性进行更全面、准确的风险估计。分析一些影响土方边坡稳定的因素及行之有效的安全防护措施，统计分析度汛期间土石围堰边坡稳定综合风险。边坡失稳风险率常作为工程设计和施工的重要参考指标，因此对边坡稳定的多因素综合风险分析势在必行。

【关键词】边坡稳定 多因素 综合风险

1边坡稳定的多因素综合风险分析

边坡稳定受堰体土石料力学性质、施工洪水及导流建筑物泄流能力等多种不确定性因素影响，其失稳坍塌的实质是边坡土体中的剪应力大于土的抗剪强度。以往研究集中讨论土石料力学参数为随机变量情况下的边坡失稳风险，土体的抗剪强度又来源于土体的内摩阻力和内聚力。但土石围堰边坡稳定不仅受土石料力学性质不确定性影响，还与施力物体有关。因此，在分析相关参数的分布形式和统计特征值的基础上，凡是能够影响土体中剪应力、内摩阻力和内聚力的，都能影响边坡的稳定。

1.1土类别与土湿化程度因素

施工洪水和导流建筑物泄流能力的随机性密切相关，不同类别的土，土的颗粒矿物组成都会改变土体内剪应力。仅考虑单一随机因素的风险分析方法难以准确描述边坡稳定状态，颗粒形状、尺寸，颗粒级配，空隙比、干容重及土中的含水量都是影响边坡稳定重要因素。对于不同类别的土能保持其边坡稳定的最大坡度也不同，需建立综合多随机因素的风险计算模型分析边坡稳定。土内含水愈多使湿化程度增高，导致边坡稳定失效。土壤颗粒之间产生滑润作用使内摩阻力和内聚力均降低，也是影响边坡稳定的主要因素。大量滑坡实例表明，土的抗剪强度降低，边坡容易失去稳定。

1.2气候等外力因素

气候影响是指雨量、降雨频度、积雪、地表水流量、排水方式等对边坡稳定性的影响，例如冬季在我国北方气温可以使边坡土体冻结导致土体的内摩阻力和内聚力提高。又如自然风化与气候矿山开采后边坡长时间裸露造成矿岩自然风化易产生滑坡，靠内摩阻力来保持边坡的稳定平衡。气候使土质松软或变硬也会导致土体的内摩阻力和内聚力不同，边坡稳定综合风险率远小于仅考虑单个随机因素的边坡稳定风险率。边坡附加荷载或外力的影响边坡上面附加的荷载使土体中剪应力大增加，需考虑水文、水力和土石料力学参数随机性的才能够更真实地反映实际工程边坡稳定状态。

1.3边坡坡度等自身因素

土方边坡的坡度以其高度与其底宽度之比表示，其对风险计算结果有一定程度影响。坡度越大对边坡角、台阶组成形式、开采程序、推进方向以及穿爆自由面方向的施工越安全，但也增加施工成本。考虑力学性质随机因素的边坡失稳风险率，保证施工安全。以边坡稳定多因素如土方边坡坡度的大小与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、排水情况、附近堆积荷载等因素综合风险率为参考能更好地界定导流系统风险与投资的关系。在挖土边坡上侧堆土或材料以及移动施工机械时，需考虑边坡坡度等自身因素并在此基础上建立边坡稳定综合风险计算模型。

2基于边坡稳定的多因素综合风险的安全防护措施

边坡失稳风险率常作为工程设计和施工的重要参考指标，对边坡稳定的多因素综合风险的安全防护措施势在必行。考虑力学性质随机因素，挖掘机应与挖土边坡保持一定距离以保证边坡的稳定。避免风险高估导致的工程量和工程成本的浪费，避免仅靠内摩阻力来保持边坡的稳定平衡。

2.1安全施工组织设计与安全技术交底

当压缩波到达边坡自由面后开始产生拉伸波，因此需要在每项工程施工开工前编制土方施工的专项安全施工组织设计及安全技术交底。确定水文、水力和土石料力学性质等随机因素相关参数的分布类型和统计特征值，对施工准备、开挖方法、放坡、降水排水、临时用电、边坡支护等设计计算书。抗力抗滑力矩主要由堰体材料力学性质决定，边坡支护应根据有关规范要求进行设计。避免风险高估导致的工程量和工程成本的浪费与仅靠内摩阻力来保持边坡的稳定平衡，综合考虑水文、水力和土石料力学参数的随机性。施工现场应根据需要安设照明设施并在出入人员及车辆较多的危险地段应在施工现场设立危险指示灯，保证安全施工。

2.2设置安全距离并进行现场勘查与防护

挖土方前对周围环境要认真检查，评估度汛过程中的边坡稳定多因素风险。当进行人工挖基坑时严禁掏洞挖土及搜底挖槽，避免作用于围堰的荷载大于其抗力。地下建筑物外露时必须进行加固保护，严禁先挖坡脚的危险作业。边坡稳定受堰体土石料力学性质、施工洪水及导流建筑物泄流能力等多种不确定性因素影响，需根据安全技术交底了解地下管线、人防及其他构筑物情况和具体位置。操作人员之间要保持安全距离并且挖土要自上而下逐层进行，进行更全面、准确的风险估计。作业过程应尽量避开管线和构筑物，并综合考虑水文、水力和土石料力学参数的随机性。不能在危险岩石或建筑物下面进行作业并合理安排施工项目，防止超挖或铺填超厚。

2.3边坡与支撑

当工程进入雨季时，随着降雨量的增加土质松软，基坑开挖应严格按设计要求放坡。在分析相关参数的分布形式和统计特征值的基础上，随时注意边坡的稳定情况。统计分析度汛期间土石围堰边坡稳定综合风险，及时进行支撑或改缓放坡与加固处理。考虑力学性质随机因素，做好科学的基坑支护设计。边坡附加荷载或外力的影响边坡上面附加的荷载使土体中剪应力大增加，需考虑水文、水力和土石料力学参数随机性的才能够更真实地反映实际工程边坡稳定状态。在此基础上提高土体的抗剪强度，使边坡土体融化。水文地质条件受地表水的渗入和地下水的影响，做好前期的安全防护是避免边坡坍塌的关键。基坑开挖需要综合考虑地质、环境、结构、施工等各方面的影响因素与边坡稳定综合风险考虑，以此达到基坑施工安全、可靠、经济、合理的目的。

参考文献：

[1]李友梅，刘春燕.环境问题的社会学探索[J].上海大学学报（社会科学版），2014（1）.

[2]林华.九曲河流域防洪规划若干问题的商榷[J].河北水利水电，2015（2）.

[3]刘宝庆.南宁市城区土壤重金属污染状况研究[D].广西大学，2015.