基于運(yùn)營(yíng)高速公路高邊坡安全檢查標(biāo)準(zhǔn)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)用研究

■張麗麗

(福建省高速公路集團(tuán)有限公司南平管理分公司，南平 353001)

0 引言

福建省為山地丘陵地帶，被稱(chēng)為“八山一水一分田”。隨著山區(qū)高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，截止2015年，福建省通車(chē)?yán)锍坛^(guò)5000km，運(yùn)營(yíng)路塹高邊坡數(shù)量超過(guò)5000處。通過(guò)對(duì)近20年來(lái)高速公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理的問(wèn)題總結(jié)，在公路長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)階段，仍存在諸多不利因素影響邊坡穩(wěn)定性[1]。對(duì)此，在高速公路運(yùn)營(yíng)階段，為確保邊坡穩(wěn)定和交通安全，如何對(duì)運(yùn)營(yíng)階段的邊坡工程進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)、管理和安全防控已成為山區(qū)高速公路管理部門(mén)和工程技術(shù)人員日益關(guān)注和急需解決的問(wèn)題。

邊坡風(fēng)險(xiǎn)管理起源于上世紀(jì)80年代，至1990年，歐美和我香港地區(qū)逐步開(kāi)展了較系統(tǒng)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)管理研究，但在坡體定性到定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面仍存在諸多困難[3]；2005年國(guó)際滑坡風(fēng)險(xiǎn)管理會(huì)議基本確立了滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及管理的理論框架[4]。2000年以來(lái)，國(guó)內(nèi)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)分析、評(píng)估及管理的研究逐步得到規(guī)范[4]，并提出了邊坡全壽命周期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及管理的技術(shù)框架[5]；從高速公路邊坡管養(yǎng)方面，提出了高速公路高邊坡養(yǎng)護(hù)安全檢查及災(zāi)害評(píng)估理論[6]。

對(duì)此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，以福建省高速公路高邊坡為例，開(kāi)展邊坡安全檢查和災(zāi)害評(píng)估的應(yīng)用研究。

1 高邊坡安全檢查

以福建省高速公路高邊坡工程為例，結(jié)合其防護(hù)加固工程和病害影響因素特點(diǎn)[2]，以高邊坡安全檢查內(nèi)容和定性描述滿(mǎn)足于邊坡災(zāi)害評(píng)估為宗旨，明確了邊坡安全檢查內(nèi)容和要求。主要檢查內(nèi)容有：

（1）排水設(shè)施檢查：路塹邊溝、平臺(tái)排水溝、截水溝、急流槽等是否淤積、是否破裂漏水、是否沖刷損毀、溝涵是否相連、排水是否順暢；溝渠斷面和尺寸是否滿(mǎn)足排水要求；溝外邊坡是否穩(wěn)定；地表及地下排水設(shè)施是否有效。

（2）生態(tài)防護(hù)檢查：植物的發(fā)育狀態(tài)以及病蟲(chóng)害，坡面綠化是否溜坍、沖毀；草皮護(hù)坡有無(wú)局部的沖空現(xiàn)象；坡面及坡頂有無(wú)裂縫、隆起等異?，F(xiàn)象。

（3）抗滑支擋工程檢查：抗滑支擋工程主要包括抗滑樁、擋墻等，主要檢查支擋工程是否出現(xiàn)裂縫、傾斜、空鼓、變形、滑動(dòng)、下沉，表面有無(wú)風(fēng)化、壓頂破損、勾縫脫落等現(xiàn)象；檢查是否有漏水、滲水現(xiàn)象，泄水孔是否有效，基礎(chǔ)是否受到?jīng)_刷或下沉；抗滑樁預(yù)應(yīng)力錨索是否出現(xiàn)裂縫、松動(dòng)、蹦出或缺損等。

（4）錨固工程檢查：被加固的巖土體有無(wú)發(fā)生變形坡壞；混凝土外錨墩是否有變形開(kāi)裂，框架是否位移、下錯(cuò)；錨墊是否有移動(dòng)，錨具是否松動(dòng)或脫落；框格內(nèi)是否有積水，錨頭是否有滲水、銹蝕，錨墊板是否生銹；框架是否有蜂窩麻面等，當(dāng)框架出現(xiàn)斷梁露筋時(shí)，應(yīng)查明緣由。

（5）坡體病害檢查：坡面沖刷、坡面風(fēng)化剝落、坡面掉塊落石和崩塌、邊坡滑坡及滑坡歷史、老滑坡變形與其治理情況。

（6）錨噴防護(hù)措施檢查：噴錨面是否出現(xiàn)裂縫；噴錨面是否出現(xiàn)掉塊及鼓脹；噴錨錨筋是否出現(xiàn)露筋。

（7）柔性網(wǎng)防護(hù)檢查：SNS柔性網(wǎng)的錨頭是否封閉銹蝕；柔性網(wǎng)內(nèi)是否存在落石兜集；柔性網(wǎng)是否緊貼坡面；柔性網(wǎng)是否破壞。

（8）其它安全檢查項(xiàng)目：檢修道是否設(shè)置，是否有破損、變形。

2 高邊坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

依據(jù)高速公路高邊坡養(yǎng)護(hù)安全檢查、災(zāi)害評(píng)估理論[5]，以福建運(yùn)營(yíng)京臺(tái)高速公路的某巖質(zhì)邊坡為例，對(duì)其進(jìn)行災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與工程應(yīng)用分析研究。

2.1 邊坡概況

京臺(tái)高速公路K3+205～K3+500段左邊坡位于建甌市磨下村，屬低山、河谷地貌。山體陡峭、地形起伏較大。本段邊坡為磨下大橋1#～4#墩左側(cè)線(xiàn)外邊坡，高約40m，因采石開(kāi)采造成坡面負(fù)坡面（圖1），局部陡壁坡度大于60°，甚至直立，開(kāi)采面距離高速公路磨下大橋較近，最近約6m，對(duì)磨下大橋安全影響較大。高速公路建設(shè)階段，對(duì)該邊坡采用預(yù)應(yīng)力框架加固防護(hù)（圖2）。

圖1 施工前邊坡原貌

邊坡地層結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，地層巖性為中風(fēng)化砂巖，粉細(xì)砂狀結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，巖體上部節(jié)理裂隙較發(fā)育。

圖2 施工后邊坡現(xiàn)狀

2.2 易損性分析

易損性分析主要通過(guò)交通流量和設(shè)計(jì)時(shí)速等關(guān)鍵影響因子進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)分析。本段京臺(tái)高速運(yùn)營(yíng)指標(biāo)如表1所示。

表1 易損性分析

2.3 易發(fā)性分析

邊坡災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)主要考慮影響邊坡病害發(fā)生的難易程度。主要分為邊坡的坡體類(lèi)型、坡高、坡率、坡頂?shù)匦?、潛在?guī)模、病害歷史、坡體結(jié)構(gòu)、地表水和地下水等8個(gè)因素。

針對(duì)本邊坡現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，邊坡坡頂仰坡，坡體節(jié)理裂隙發(fā)育，局部滲水。邊坡易發(fā)性分析技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 邊坡易發(fā)性指數(shù)表

2.4 災(zāi)害危險(xiǎn)性分析

高邊坡地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分析主要結(jié)合邊坡現(xiàn)狀調(diào)查相關(guān)具體情況進(jìn)行量化評(píng)分，根據(jù)嚴(yán)重程度分為5級(jí)，完好評(píng)分值為0，破壞最嚴(yán)重程度評(píng)分值為4。具體調(diào)查內(nèi)容與分級(jí)如下：

排水工程（P1）：基本暢通、裂縫淤塞、斷裂涌堵、缺損沖毀、完全破壞。

防護(hù)工程（P2）：基本完好、變形開(kāi)裂、局部破損、損毀嚴(yán)重、完全破壞。

支擋工程（P3）：基本完好、變形開(kāi)裂、傾斜錯(cuò)位、破壞嚴(yán)重、完全破壞。

錨固工程（P4）：基本完好、錨頭松裂、掉錨斷梁、斷錨毀梁、完全破壞。

坡面沖刷（P5）：基本未沖、零星沖刷、局部沖刷)、大部沖刷、完全沖刷。

風(fēng)化剝落（P6）：基本無(wú)剝落、斑塊狀剝落、片帶狀剝落、大面積剝落、全面積剝落。

掉塊落石（P7）：基本無(wú)、偶發(fā)、零星、頻繁、極度。

崩塌坍塌（P8）：無(wú)、局部、跨級(jí)、邊坡大部份、邊坡整體。

邊坡滑坡（P9）：無(wú)、邊坡單級(jí)、邊坡多級(jí)、邊坡主體、邊坡整體。

山體滑坡（P10）：無(wú)、古老滑坡病害跡象、古老滑坡復(fù)活變形、古老滑坡變形嚴(yán)重、古老滑坡完全變形破壞。

本段邊坡主要采用預(yù)應(yīng)力框架防護(hù)，坡面綠化局部沖刷，框架錨頭個(gè)別破損；部分段落坡體節(jié)理裂隙發(fā)育，掉塊（圖2）。據(jù)此本段高邊坡地質(zhì)病害危險(xiǎn)性評(píng)估如表3所示。

表3 高邊坡地質(zhì)病害危險(xiǎn)性分析（算例數(shù)據(jù)）

2.5 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

綜合高邊坡地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)度、危險(xiǎn)度和易損度分析，本邊坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為0.14，如表4所示。

表4 風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估

3 管理決策

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)劃分為5個(gè)不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并對(duì)應(yīng)于可忽略、可容許、可接受、不可接受和拒絕接受等5個(gè)接受準(zhǔn)則，進(jìn)而提出相應(yīng)的防控對(duì)策，如表5所示。

表5 風(fēng)險(xiǎn)管理決策

本段邊坡風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為3級(jí)，應(yīng)加強(qiáng)重視，完善邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警措施。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)以福建省高速公路高邊坡工程為代表，明確了運(yùn)營(yíng)階段高邊坡養(yǎng)護(hù)安全檢查的具體內(nèi)容，并提出了邊坡檢查各項(xiàng)內(nèi)容的定性描述技術(shù)要求。

(2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安全檢查的定性描述和嚴(yán)重程度分級(jí)，進(jìn)行了各項(xiàng)指標(biāo)的量化。通過(guò)采用專(zhuān)家法與層次分析法的邊坡災(zāi)害評(píng)估理論的應(yīng)用，邊坡現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估結(jié)論與實(shí)際危害程度具有較好的吻合性，能較準(zhǔn)確的對(duì)邊坡現(xiàn)狀的危害程度進(jìn)行分級(jí)，該評(píng)估方法準(zhǔn)確可靠。

(3)該定量化評(píng)估分析方法和邊坡風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定，較好地為高速公路邊坡養(yǎng)護(hù)管理提供決策依據(jù)，有利于預(yù)判邊坡風(fēng)險(xiǎn)，制定防控對(duì)策，保障高速公路邊坡運(yùn)營(yíng)安全。