某高速公路路堑高边坡施工安全总体风险评估的应用

轩宁 赖应良

摘要： 为实现高速公路在建设期时高边坡施工安全风险分级管理，有效规避建设期的施工安全事故发生，保证施工进度，提出了高速公路路堑高边坡施工安全总体风险评估，结合交通运输部颁布《高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估指南（试行）》思路，首先开展风险源辨识分析，构建高边坡总体风险评估指标体系，建立总体风险评估计算方法对路堑高边坡施工安全进行估测，并提出相应的风险管理措施。本文以广东省某高速公路路堑高边坡为例，通过现场调查、设计资料收集，运用指南总体风险评估思路对该边坡进行评估，根据评估结果提出相应的风险管理与建议，为类似的工点的风险评估提供参考。

Abstract： In order to realize the classified management of high-slope construction safety risk during the construction period of expressway， effectively avoid the occurrence of construction accidents and ensure the construction progress， the overall risk assessment of construction safety of expressway cutting high slope is proposed. Combined with the "Guideline for Expressway High-slope Cutting Construction Safety Risk Assessment （for Trial Implementation）" promulgated by the Transportation Ministry， firstly， it carries out identification and analysis of risk sources， constructs an overall risk assessment index system for high slopes， and establishes an overall risk assessment and calculation method for cutting high slopes safety assessment， and puts forward the corresponding risk management measures. In this paper， a expressway high slope in Guangdong Province is taken as an example to evaluate the slope through site investigation， collection of design data and application of guidelines for overall risk assessment. Relevant risk management and suggestions are put forward according to the assessment results to provide reference for risk assessment.

關键词： 高速公路；路堑高边坡；总体风险评估；指标体系

Key words： erpressway；cutting high slope；general risk assessment；index system

中图分类号：U415.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）11-0049-04

0 引言

近年来，我国高速公路建设快速发展，尤其是高速公路日益增多。由于高速公路技术标准高，为保证线形要求，经常要在较复杂的地质条件下对开挖山体，形成大量高边坡。高速公路高边坡具有数量多、地质条件复杂、勘察精度不足及施工速度快等特点，施工期变形破坏等事故频发，施工安全风险较高。受我国高速公路建设起步晚、地形地质条件差异大等因素影响，高速公路高边坡施工过程中的风险控制与管理尚未形成统一的规范和标准。如何确保高边坡工程施工过程安全，加强危险源的辨识、评估与控制，显得尤为重要[1]。

高速公路施工安全总体风险评估是以山区公路全线高路堑边坡工程整体为评估对象根据工程灾害规模、地质条件、诱发因素、工程环境等因素，评估全线高边坡施工安全风险，确定风险等级并提出控制措施建议。

1 总体风险评估指标体系

1.1 总体施工安全风险评估思路

路堑高边坡施工总体风险评估是对高速公路沿线高边坡作为评估对象，根据边坡的建设规模、工程地质条件、诱发因素、施工环境、资料完整性等因素，评估高速公路全线路堑高边坡施工安全风险，根据评估准则，确定施工风险等级并提出相应的风险管理措施。

根据交通运输部颁布的《高速公路路堑高边坡施工风险评估指南》思路，结合高速公路路堑高边坡的特点，总体风险评估指标划分为4类9个指标，评估时，根据各个指标的具体情况建立评估指标体系。总体风险评估的主要思路首先是风险辨识→风险分析→风险估测→风险控制，具体流程图见图1。

1.2 评估指标体系构建

基于总体施工风险评估思路，对高速公路路堑高边坡施工的风险源进行辨识分析，高边坡工程施工主要风险源有工程建设规模、地质条件、诱发因素、工程环境等4类，对这四类风险源进一步分析得出9个风险指标，指标具体分类及赋值标准参见《高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估技术指南》中表3-2。

1.3 总体风险评估方法

指标体系评估方法是指根据建设规模、地质条件、诱发因素、施工环境、资料完整性，将指标分为五个主要反映路堑高边坡风险的大类，并对各评估指标按重要性从高到低顺序进行排序后计算总体风险系数的方法。

权重系数应综合运用多种方法进行确定，本文采用了交通部颁布的《高速公路路堑高边坡施工风险评估指南》中推荐的“按评估指标重要性排序确定权重取值”的方法，计算公式如式（1）所示。

式中，—权重系数；

n—评估指标（重要指标）项数；

m—重要性排序号。

根据高速公路路堑高边坡风险评估指标体系，通过现场调查及专家意见对各个指标进行打分赋值Xij，根据公式（2）计算各个评估的分值。

式中：Xij—9个评估指标的分值，i=1，2，3，4，5；j=1，2，…，n。

Rij—专家对各个指标打分赋值。

路堑高边坡施工安全总体风险评估分值按式（3）计算确定：

F=∑Xij（3）

式中，F—边坡总体风险评估分值。

2 总体风险等级划定

路堑高边坡施工安全总体风险分级标准参见交通运输部颁布的《高速公路路堑高边坡施工风险评估指南》中表3-3。

3 风险接受准则

风险接受准则参见《高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估技术指南》中表5-1。

4 风险管理措施

风险分级管理措施参见《高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估技术指南》中表5-2。

5 实例应用

5.1 工点概况

5.1.1 地形地貌

某高速公路K1+845～K2+020右侧路堑边坡地处丘陵，地形起伏较大，坡体地面标高约40.0～152.0m，自然坡角最大约40°。山体植被发育。线路走向92°，边坡倾向0°。

5.1.2 地层岩性

边坡地质钻孔揭露为第四系坡残积粉质粘土（Q4dl）、侏罗统兜岭组（J3dl）粉砂岩、细砂岩组成。

5.1.3 地质构造

根据边坡不良地质核查结果，坡脚基岩破碎，“X”型节理裂隙发育密集，坡脚岩层产状：317°～335°∠34°～45°，右侧高边坡坡面倾向0°，为切向坡，局部顺向坡。坡脚存在反倾主构造面，产状220°∠26°。

该路堑边坡原设计为四级边坡，一～三级边坡坡率1：1，四级边坡坡率1：1.25，分级平台宽2m，一级边坡采用锚杆格梁，二级边坡采用锚索框架，三级采用人字形骨架，具体断面见图3。

5.2 总体施工风险评估

根据收集的资料有项目可行性研究报告、工程地质勘察报告、初步设计文件、施工图设计文件、工程施工组织设计文件等工程资料，以及工程区域内地质、水文、气象等灾害事故资料等与风险评估有关的资料。通过现场调查，现场主要调查包括施工现场地质条件和环境条件调查（包括建筑物、构筑物、埋藏物、管道、缆线、民防设施、铁路、公路、外电架空线路等可能造成风险事故的要素）等；对K1+845～K2+020右側路堑边坡开展室内分析和评估，总体风险评估指标评分结果见表1。

根据现场调查并结合专家对影响该边坡施工安全的9个指标进行分析并对9个指标进行重要性排序，该边坡的重要性指标排序依次为地层岩性、坡体结构、边坡高度、坡形坡率、地下水、自然灾害的影响、工程措施类型、施工季节、周边环境。

根据9个指标的重要性排序结果结合式（1）分别计算出指标的权重系数γij，式（2）计算评估分值Xij，式（3）计算总体风险评估值，参考《高速公路路堑高边坡施工风险评估指南》中表3-3确定本工点总体风险等级，计算结果见表2。

由表2可知，本工点总体风险评估值为50.482，根据指南中总体风险评估标准可知，该边坡总体风险等级为III级，高度风险。

本类工点总体风险评估为III级，高度风险，不期望，应纳入专项风险评估。

5.3 风险管理及建议

①设计单位根据边坡岩性特征进行稳定性分析，没有考虑坡体结构（顺坡向结构面）和地下水的作用，开挖过程中注重调查地质条件的变化，及时发现开挖引起的边坡变形破坏迹象，完善加固方案和排水措施。

②加强边坡变形（深部位移）监测，及时分析监测数据，预测预警。

③严格开挖，严格开挖一级、防护一级，尤其是设计有锚固工程的，必须待锚固工程施工完毕并产生加固作用后，方可进行下一级开挖。此外，若开挖时间长，特别是雨季施工，坡面冲刷严重，可能引起较大范围的坍塌。

④锚索（杆）设计，在有条件情况下，应向边坡两侧顺延5～10m，缩小两侧三角区无防护长度，避免两侧局部坍塌。

⑤对石方边坡开挖，接近路堑边坡工程部位严禁采用大爆破，应按照设计一律采用光面爆破，减少爆破施工队岩体结构的破坏作用和影响。

⑥施工过程中，注意边坡开挖可能引起的一切变形破坏迹象，及时发现，及早控制。

⑦建议相关单位尽快针对此类工点开展施工前的专项风险评估，并做好施工过程中的再评估工作。

6 结论

①根据交通运输部颁布的《高速公路路堑高边坡施工风险评估指南》思路，构建广东某高速公路路堑高边坡总体施工安全风险评估指标体系，评估指标包括建设规模、地质条件、诱发因素和施工环境4类9个指标。

②专家通过现场调查及设计勘察文件对9个指标打分赋值，并对该边坡的9个指标进行重要性排序依次为地层岩性、坡体结构、边坡高度、坡形坡率、地下水、自然灾害的影响、工程措施类型、施工季节、周边环境。

③通过计算，该边坡总体风险评估结果为50.482，属于III级高风险边坡不期望，应纳入专项风险评估。

④针对高风险边坡又提出了相应的风险管理及建议为类似的工点的风险评估提供参考。

参考文献：

[1]吴忠广，王海燕，陶连金，等.高速公路高边坡施工安全总体风险评估方法[J].中国安全科学学报，2014，24（12）：124-129.

[2]易巍.平兴高速公路路堑边坡工程科学管理实践[J].铁道建筑，2016，146（5）：33-37.

[3]高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估指南（试行）[M].北京：人民交通出版社，2015.

[4]庞永红，屈祥，宋文.张桑高速公路高边坡施工期风险评估应用[J].湖南交通科技，2017，43（2）：90-93.

[5]贺华刚.谈边坡工程风险评价及其指标体系[J].山西建筑，2014，40（11）：90-91.