浅析已运营高速公路高边坡安全风险防控工作研究

黄举松+卿翠贵+姚文杰

摘 要： 山区高速公路建设中涉及了大量的边坡工程问题，建立一套基于山区高速公路地质环境条件、边坡工程特点及交通运营要求的高边坡安全风险检评系统，并结合边坡工程监测，有利于开展已运营高速公路高边坡安全风险防控工作，保障高速公路安全运营。

关键词： 高速公路； 高边坡； 安全风险防控； 边坡工程监测

Abstract： A large number of slope engineering problems are involved in the construction of expressways in mountainous areas. It is advantageous to implement high slope safety risk control and ensure the safety of operated expressway by establishing a set of safety risk assessment system for high slope based on the geological environment， the characteristics of slope engineering and the requirements of traffic operation combining with slope engineering monitoring.

Key Word ：Expressway； high slope； Safety risk control； Slope engineering monitoring

改革开放以来，快捷的公路运输在交通系统中得到迅速发展，高速公路作为经济发展的必然产物，在交通运输业中有着举足轻重的地位，随着国民经济建设高速发展，高速公路亦不断往山区延伸，不可避免遇到大量的路塹高边坡工程。虽然在高速公路施工期间边坡都进行了治理，但由于边坡工程问题的复杂性，高速公路沿线仍有许多边坡存在安全隐患，经过多年的经营，这其中既有因为地质原因引起的边坡体本身的病害，也有边坡治理工程措施产生的结构病害。因山区高速公路路堑边坡地质环境条件复杂、灾害突发性高，社会危害大，故其边坡稳定与安全问题较为突出，为确保边坡的长期稳定，开展边坡安全防控工作，提出相应的安全防控措施与治理对策建议，必要时开展安全监测预警工作或实施补强加固工程措施，对山区高速公路的安全畅通运营和保障人民生命财产安全有着重要的现实意义与价值[1]。

1. 高边坡安全风险检评系统

为加强高速公路的安全运营，探索以简便、快速、经济判断高边坡的风险状况，为营运边坡养护分类管理、科学治理提供决策依据，采取合理措施加强高边坡的安全防控工作，就必须建立一套基于山区高速公路地质环境条件，并结合边坡工程特点与交通运营要求的高边坡安全检查与地质灾害风险评价标准体系。该套标准体系须具备以下要点：（1）综合高边坡检查的内容和方法；（2）综合考虑了影响边坡稳定性及滑坡后果的各种因素，并根据各种影响因素的重要性对其赋以不同的权重，以此量化计算每个边坡的风险分数。（3）在量化高边坡风险评估的基础上，根据高边坡风险分数从高到低进行排序和分类，以满足边坡管养单位对边坡实施分类管理、合理安排养护资金、按轻重缓急优先选择风险程度相对较高的边坡进行加固治理的决策需要。

高边坡安全风险检评系统主要涵盖边坡稳定性评估和滑坡后果评估两个部分。边坡的稳定性评估主要有定性分析和定量分析两大类[2]，其中定性分析以赤平极射投影法、工程地质类比法为主，定量分析以极限平衡法、数值分析法等为主。滑坡后果评估的方法有模糊理论、神经网络算法等。

2. 高边坡安全风险检查

高边坡的风险检查主要包括基础信息收集和现场信息调查两个方面内容，其中现场信息调查包括地质情况调查和边坡病害调查。

2.1 边坡基础信息收集

边坡基础信息收集主要包括边坡位置、里程等；边坡特征，包括坡高、坡角、坡向、坡脚长度等；岩体状况、地质构造特点；地下水发育状态与分布规律；边坡防护加固工程措施；边坡地形地貌条件；坡体结构类型。

2.2 边坡地质情况调查

现场地质情况调查，主要包括沿线区域构造、每个边坡的地形地貌（自然坡度，不良地质特征）、地层岩性（岩石风化及破碎程度）、地质构造（不利结构面产状）、水文地质情况（有无湿地、水泉、池塘、自然冲沟发育等）等。其中岩质边坡地质调查重点有边坡的破坏模式、岩体状况、水的渗入、坡顶坡脚地形特征；土质边坡地质调查重点有坡体材料、水的渗入、坡顶坡脚地形特征；挡土墙地质调查重点有墙后材料、水的渗入、墙顶墙脚地形特征。

2.3 边坡病害情况调查

通常来说，公路边坡病害可以分为坡面变形病害、坡体变形病害及加固防护工程结构病害三方面，如图1所示。对于边坡病害的检查要点如表1所示。

此外在进行边坡现场信息调查时，应现场对边坡基础信息进行复核，不一致时应现场重新调查。

2.4 边坡安全风险检查频率

现代公路建设中，所涉及的路堑边坡虽然在施工期间都进行了防护处治，也取得了较好的效果，但由于岩土工程问题的复杂性，随着公路运营时间的推移，边坡病害时有发生，且病害种类繁多、隐蔽性较强，特别是突发性的地质灾害，对公路安全运营构成严重的安全隐患。及时的、有针对性的边坡安全风险检查在日常的高速公路养护中变得更为重要。边坡安全风险检查一般分为日常巡检和定期巡检两种类型。

日常巡检主要由具备一定边坡工程知识储备的管养人员对线路上重点边坡进行日常的安全风险检查，其检查频率一般可设置1次/月，在雨季或遇到重大灾害性天气宜加密检查频率。

定期巡检主要由专业的边坡工程师对边坡进行全面的安全风险检查，其检查频率一般可设为半年或1次/年，检查范围一般涵盖整条线路上全部边坡。经检评后，对风险程度相对较高的边坡及时进行有针对性的处治。

3. 边坡工程监测

对于边坡工程特别是大型复杂边坡，除了工程地质调查、测绘、勘探、试验和评价外，动态监测是十分重要和不可缺少的手段。因为动态监测可以提供坡体变化的定量数据，是评价边坡稳定性及灾害预报的重要依据，并提出相应的防灾减灾措施，对确保国民经济发展与保障人民群众生命财产安全具有重大意义。边坡监测主要包括施工安全监测、处治效果监测及动态长期监测三个大类。然而运营高速公路边坡监测主要为后两种，只有当对边坡进行加固处治时，才涉及施工安全监测。

已运营高速公路高边坡经过安全风险检评后，部分风险程度相对较高的边坡及时得到了处治，但部分其他边坡由于经济条件的限制、施工条件的影响等多方面因素，无法及时得到处治，此时，应用边坡工程监测来验证处治效果，预测未治理边坡失稳的可能性和滑坡的危险性，保障高速公路安全运营就显得尤为重要。

3.1 边坡人工监测

边坡工程可根据安全等级、地质环境、边坡类型、支护结构类型和变形控制要求等，适当选择监测项目。

目前此类边坡监测主要通过人工按一定频率去采集预留监测仪器的数据。通过数据收集整理分析和安全稳定性评估，反馈指导设计、施工和运行方案的修改和优化。

3.2 边坡自动化监测

人工监测以定期监测为主，实时性相对较差，在遇强台风等恶劣条件下，实施监测工作难度较大，数据精度相对低，而自动化监测可进行实时监测，无须考虑实施条件，解决传统人工监测所不能完成的各项指标（监测频率低、人为误差大、人工成本高、效率低、遇到极端天气无法获取关键技术参数、存在安全隐患无法避免），但其费用相对高昂。

边坡自动化监测利用智能传感器技术、信号无线传输技术，以及网络技术和軟件技术，从宏观、微观相结合的全方位角度，24小时在线监测地质灾害发生前的各种关键技术指标，记录历史、现有的数据，分析未来的走势，以便辅助监测中心及主管部门决策，提升安全保障水平，有效防范和遏制重特大事灾害事故发生。

安全监测常以仪器量测为主，人工巡视、宏观调查为辅，力求仪器量测与人工巡查相结合；仪器量测常以人工量测为主，重点部位少量自动化监测；即使进行自动化监测的仪表，仍应同时进行人工测量，以便做到确保重点，万无一失[4]。

4. 结语

（1）建立一套基于山区高速公路地质环境条件，并结合边坡工程特点与交通运营要求的高边坡安全检查与地质灾害风险评价标准体系，对于已运营高速公路高边坡安全风险防控工作极为重要。

（2）已运营高速公路高边坡经过安全风险检评后，部分风险程度相对较高的边坡及时得到了处治，仍有部分边坡未经处治，应用边坡工程监测来验证处治效果，预测未治理边坡失稳的可能性和滑坡的危险性，为保障高速公路安全运营提供有力保障。

参考文献：

[1] 黄祥谈. 高速公路高边坡安全检查与地质灾害风险评价[J]. 公路交通技术， 2012（2）：8-11.

[2] 张建伟， 廖小平， 魏土荣. 高速公路运营期高边坡安全风险评估体系研究[J]. 路基工程， 2015（6）：197-203.

[3] 郑颖人， 陈祖煜， 王恭先， 凌天清. 边坡与滑坡治理工程（第二版）[M]. 北京：人民交通出版社， 2010.

[4] 二滩水电开发有限责任公司. 岩土工程安全监测手册[M]. 中国水利水电出版社， 1999.

[5] 陈泽萍， 黄冠滔. 佛山高明某高边坡地质灾害形成机制及其综合治理方案研究[J]. 西部资源， 2016（4）：115-117.