水利工程高邊坡挖掘施工風(fēng)險(xiǎn)研究

趙國(guó)鳳

【摘?要】隨著我國(guó)城鄉(xiāng)一體化的發(fā)展，各大基礎(chǔ)項(xiàng)目也在不斷建設(shè)中。為滿足我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)以及人民的生活需求，應(yīng)該進(jìn)一步完善水利工程建設(shè)，提高水利工程的施工質(zhì)量。在實(shí)際水利施工之中，不僅需要盡力建設(shè)水利工程，還需要對(duì)周圍地形有一定了解，保證水利工程的施工效果。如果周圍出現(xiàn)大量高邊坡，就需要對(duì)其進(jìn)行觀察，判斷是否存在危險(xiǎn)性。

【關(guān)鍵詞】水利工程;高邊坡;挖掘施工;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

在水利工程中，維持附近高邊坡的穩(wěn)定是非常重要的問(wèn)題。因?yàn)楦哌吰鲁霈F(xiàn)滑坡意外會(huì)直接影響整個(gè)工程的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)情況，所以在水利工程施工過(guò)程中，對(duì)周圍高低坡進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，判斷高邊坡挖掘施工的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，然后在施工期間對(duì)高邊坡施工進(jìn)行分級(jí)管理，避免安全事故發(fā)生。本文主要介紹水利工程中高邊坡挖掘施工的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方式，提高施工質(zhì)量和施工效率。

一、水利工程高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估概述

在水利工程施工中，存在大量的風(fēng)險(xiǎn)因素影響水利工程的施工質(zhì)量，所以項(xiàng)目施工的管理人員應(yīng)該針對(duì)特殊風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)水利工程高邊坡開挖施工的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量評(píng)估，進(jìn)而控制風(fēng)險(xiǎn)因數(shù)，提高施工質(zhì)量。在水利工程施工的過(guò)程中，施工人員應(yīng)該明確該工程施工的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，制定合理的管理方式降低施工風(fēng)險(xiǎn)。此類的施工風(fēng)險(xiǎn)安全評(píng)估屬于預(yù)測(cè)性內(nèi)容，主要是對(duì)施工過(guò)程中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)量化處理，得出施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。如果水利工程高邊坡開挖過(guò)程中安全管理和技術(shù)管理不到位容易導(dǎo)致施工人員不按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施工，進(jìn)而增大工程的施工風(fēng)險(xiǎn)，并逐步演化成安全事故，影響水利工程的正常施工。施工人員進(jìn)行我國(guó)水利工程的高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，應(yīng)該先針對(duì)工程的特點(diǎn)，分析其可能存在的安全管理失誤的途徑，然后將其歸納，最后通過(guò)定量計(jì)算得到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。

在施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)該明確造成施工危害的最初環(huán)節(jié)和最終環(huán)節(jié)，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)傳遞的過(guò)程判斷其中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，由此就可確認(rèn)高地坡施工過(guò)程中的致險(xiǎn)因素。施工人員可以對(duì)致險(xiǎn)因素進(jìn)行監(jiān)督控制，了解風(fēng)險(xiǎn)造成的原因和傳遞途徑，逐步建立水利工程高邊坡施工的總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系。在該評(píng)估體系中需要考慮水利工程施工現(xiàn)場(chǎng)的周圍環(huán)境、氣候環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境等，最重要的就是邊坡高度，因?yàn)檫@直接影響施工。最后施工方的管理人員根據(jù)水利工程高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果制定合理的施工方案。

二、水利工程高邊坡挖掘施工評(píng)估方案

（一）高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方案

施工人員在進(jìn)行水利工程高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)以及風(fēng)險(xiǎn)管理等三環(huán)節(jié)的工作，只有將這三個(gè)環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估做好才可對(duì)施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)估。根據(jù)工程中高邊坡定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論可知，災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析可由定義范圍分析、危險(xiǎn)性分析以及危害后果分析三個(gè)部分組成，所以工作人員在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)需要對(duì)這三方面內(nèi)容進(jìn)行分析。除此之外，工作人員還需要計(jì)算分析邊坡破壞概率、危險(xiǎn)發(fā)生的時(shí)空概率、安全事件發(fā)生概率以及易損性評(píng)價(jià)概率，通過(guò)這四個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)制定高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方案。

（二）施工評(píng)估中風(fēng)險(xiǎn)定量計(jì)算

在水利工程進(jìn)行高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，工作人員應(yīng)該著重做好風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，這兩個(gè)環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可直接應(yīng)該參考AGS在對(duì)指標(biāo)進(jìn)行定量分析中對(duì)邊坡財(cái)產(chǎn)損失和人身?yè)p壞進(jìn)行定量計(jì)算分析。其風(fēng)險(xiǎn)定量計(jì)算所選用的公式為：

PLOL=PL×PT：L×PS：T×VD：T;

RPROP=PL×PT：L×PS：T×VPROP×E，在這兩個(gè)公式中，PLOL為高邊坡施工造成的年人員傷亡概率;RPROP代表邊坡施工造成的年財(cái)產(chǎn)損失;PL代表工程危險(xiǎn)性;PT：L代表安全事故發(fā)生概率;PS：T代表危險(xiǎn)事件發(fā)生的時(shí)空概率;VD：T表示人員易損性;VPROP代表財(cái)產(chǎn)易損性;E代表高低坡施工的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

三、水利工程高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)例

（一）工程概況

為進(jìn)一步展現(xiàn)此種測(cè)評(píng)方式的科學(xué)性，本文選取某區(qū)域水利工程施工前的巖質(zhì)高邊坡進(jìn)行高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)測(cè)評(píng)。已知該地地形較為復(fù)雜，起伏較大。水利工程周圍的地層較為簡(jiǎn)單，主要為沖洪積層、坡殘積層記憶風(fēng)化巖層。并且該場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度高達(dá)6度，設(shè)計(jì)地震動(dòng)峰值加速度值為0.05g。本次選取的地域氣候?yàn)閬啛釒Ъ撅L(fēng)性氣候，溫暖潮濕，降水易受季節(jié)影響，暴雨季節(jié)當(dāng)?shù)氐乃魉贂?huì)驟增。地下水的主要類型可分為素填土中的上層滯水、沖洪積層松散巖類孔隙潛水等。當(dāng)?shù)睾恿鞯乃缓退咳菀资艿郊竟?jié)變化的影響。在山50m處有人活動(dòng)痕跡。該高邊坡設(shè)計(jì)開挖6級(jí)，邊坡高度為52.9m，土層由上至下為坡積粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化花崗巖、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。

（二）施工風(fēng)險(xiǎn)分析

①施工危險(xiǎn)性分析

本段分析施工危險(xiǎn)性，這也是整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估最為重要的環(huán)節(jié)。通常工作人員會(huì)極限平衡法對(duì)開挖邊坡建模計(jì)算，求得安全系數(shù)，進(jìn)而求得安全系數(shù)，判斷高邊坡施工的風(fēng)險(xiǎn)性。其實(shí)，在實(shí)際工程中，坡體的巖土?xí)l(fā)生一定的變異性，所以無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算其具體數(shù)值。本文采用概率分析法計(jì)算高邊坡的危險(xiǎn)性，計(jì)算高邊坡的破壞概率。由于該水利工程的高坡變高度為52.9m，坡體開挖量較大，所以本次采用GeoStudio軟件中的蒙特卡洛模擬法與極限平衡分析結(jié)合計(jì)算破壞概率，模擬次數(shù)為2000次。經(jīng)過(guò)研究可知，該段邊坡屬于二元結(jié)構(gòu)邊坡，所以底部的碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖為基巖模塊。通過(guò)計(jì)算可得，當(dāng)高邊坡施工時(shí)，其安全系數(shù)為F&=1.052，安全系數(shù)小于1.25，其破壞概率PL1為25.02%，可靠指數(shù)僅為0.663，不滿足我國(guó)水利工程施工的相關(guān)規(guī)定，所以需要對(duì)邊坡整體加固。

②風(fēng)險(xiǎn)危害后果分析

水利工程的高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)危害后果分析是判斷風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)，主要是通過(guò)對(duì)周圍區(qū)域承受危險(xiǎn)的物體進(jìn)行辨別，分析其價(jià)值和危險(xiǎn)來(lái)臨時(shí)的承災(zāi)體的概率、時(shí)空概率以及承災(zāi)體的易損性等指標(biāo)，進(jìn)而得出施工危險(xiǎn)來(lái)臨時(shí)人身傷害損失和我國(guó)財(cái)產(chǎn)損失。其中，承災(zāi)體的識(shí)別就是估計(jì)水利工程附近的土地資源、附近人群等。對(duì)承災(zāi)體的價(jià)值進(jìn)行分析是通過(guò)計(jì)算滑坡事故影響的土地面積得知的。本工程中高邊坡的開挖高度為52.9m，坡面長(zhǎng)度為81m，斜坡角α為38°。根據(jù)物理公式可得側(cè)滑距離可為71m;高邊坡端影響距離為26m;兩側(cè)影響距離為68m，由此可算得，如果該邊坡發(fā)生滑坡危險(xiǎn)，受其影響的土地面積多達(dá)37234m2，再用土地面積計(jì)算土地價(jià)值，當(dāng)?shù)氐拿慨€土地價(jià)值達(dá)到13.175萬(wàn)元，受到影響土地的總價(jià)值為737.8萬(wàn)元，如果水利工程遭到破壞，將損失的價(jià)值將會(huì)由水利工程的損傷價(jià)值與土地價(jià)值之和。

結(jié)束語(yǔ)：

本文主要介紹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法。水利工程的施工人員在建設(shè)水利工程進(jìn)行分析評(píng)估，進(jìn)而選擇合適的方式規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，保證水利工程施工的安全性，讓水利工程在以后的應(yīng)用中也不受周圍高邊坡的影響。

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（作者單位：山東省第二水利工程局有限公司）