高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制對策

陀建明

【摘 要】高速公路作為具有代表性的交通基礎(chǔ)設(shè)施之一，在國家政策的引導(dǎo)下高速公路建設(shè)領(lǐng)域取得了重大突破，無論是施工技術(shù)水平還是施工安全性，較過去都有了較大的提高。高速公路路塹高邊坡施工是安全風(fēng)險(xiǎn)較高的施工項(xiàng)目，涉及地質(zhì)結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)、安全管理等方面，稍有不慎就有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的施工安全問題。文章結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，探討高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制對策。

【關(guān)鍵詞】高速公路;路塹高邊坡施工;安全風(fēng)險(xiǎn)控制

【中圖分類號】U416.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號】1674-0688（2022）04-0161-03

0 引言

交通設(shè)施是保證地區(qū)間經(jīng)濟(jì)交流、文化溝通的重要基礎(chǔ)工程，高速公路更是為人民群眾出行提供了便利。近年來，我國高速公路施工規(guī)模和里程都有了大幅度增加。但是，高速公路路塹高邊坡施工比較復(fù)雜，其中涉及大量安全風(fēng)險(xiǎn)，然而部分施工企業(yè)至今也未能認(rèn)識(shí)到這些安全風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致的后果，不重視對高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制。因此，探討高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制對策具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 高速公路路塹高邊坡施工存在的安全風(fēng)險(xiǎn)

我國地形復(fù)雜多變、地質(zhì)構(gòu)造多種多樣，在高速公路工程施工的過程中，不可避免地會(huì)涉及山體開挖等問題，從而形成大量的邊坡結(jié)構(gòu)，就可能會(huì)產(chǎn)生一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。在挖掘過程中，原有的地質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞，在施工技術(shù)不夠合理、安全管控不到位的情況下，很容易發(fā)生邊坡失穩(wěn)、機(jī)械傷害、爆破傷害、觸電傷害等一系列安全事故，這顯然和高速公路路塹高邊坡安全施工的要求不符[1]。目前，常見的高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：①邊坡深層變形失穩(wěn)。這種安全風(fēng)險(xiǎn)來自邊坡結(jié)構(gòu)的整體變形，常體現(xiàn)為大規(guī)?；?、坍塌等，一旦發(fā)生將會(huì)造成巨大的影響。②邊坡淺層變形失穩(wěn)，一般指一級或多級坡變形，比如淺層滑坡、局部坍塌等都屬于這種安全事故。③坡面變形，這也是比較常見的一種安全風(fēng)險(xiǎn)，坡面結(jié)構(gòu)在長時(shí)間風(fēng)化作用下會(huì)發(fā)生剝落、沖溝等現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，坡面變形屬于比較好控制和處理的安全風(fēng)險(xiǎn)。不難看出，高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)具有多樣化、危害性大的特點(diǎn)，想要控制好這些安全風(fēng)險(xiǎn)，就必須要充分了解安全風(fēng)險(xiǎn)的成因等，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行后續(xù)研究。

2 高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別

風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別是高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制當(dāng)中十分重要的一個(gè)步驟，其能夠根據(jù)實(shí)際情況確定可能導(dǎo)致安全事故的各種因素，并且為后續(xù)安全風(fēng)險(xiǎn)評估、安全風(fēng)險(xiǎn)控制等打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。安全風(fēng)險(xiǎn)控制的方法非常多，工作人員一般需要結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)分析潛在風(fēng)險(xiǎn)，并對現(xiàn)場勘查得到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，也可以聘請專家到現(xiàn)場進(jìn)行分析，從而確定高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)的種類和影響等（見表1）。高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別過程比較復(fù)雜，工作人員往往需要付出更多的精力和時(shí)間[2]。想要對安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效控制，就必須從高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別入手，結(jié)合大量的工作經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)，確定高速公路路塹結(jié)構(gòu)是否存在安全風(fēng)險(xiǎn)，并明確不同安全風(fēng)險(xiǎn)因素的作用方式和影響范圍，從而建立安全風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別管控系統(tǒng)。根據(jù)目前的施工情況來看，高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)主要可以分為固有因素和可變因素兩個(gè)部分，其中固有因素是指高速公路工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)自有的一些風(fēng)險(xiǎn)因素，如邊坡的幾何形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造、地下水等;可變因素包括降雨、設(shè)計(jì)方案、施工方法等，是主要的風(fēng)險(xiǎn)控制對象。在高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)中，水是極其重要的一種影響因素，許多邊坡結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)問題都和水有較大關(guān)系，比如在北方地區(qū)，春季解凍期是最容易發(fā)生高速公路路塹高邊坡施工安全事故的時(shí)期，而南方地區(qū)的大規(guī)模降水也是導(dǎo)致邊坡結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的原因之一。在水的物理侵蝕和化學(xué)反應(yīng)作用下，風(fēng)化問題將會(huì)從邊坡結(jié)構(gòu)的表面逐漸延伸到內(nèi)部，并給巖體結(jié)構(gòu)造成十分嚴(yán)重的破壞，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)[3]。

3 高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)與評價(jià)

在各種施工技術(shù)日新月異的今天，保障高速公路路塹高邊坡施工安全的手段也越來越豐富，而對高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行估計(jì)與評價(jià)，則是十分重要的一項(xiàng)工作。為確保估計(jì)評價(jià)的準(zhǔn)確度，工作人員可從定量分析、非確定性分析兩個(gè)方面開展評估工作。定量分析法主要包括極限平衡法、極限分析法、有限元法等，目前常用的且應(yīng)用效果較好的為有限元法，其具有計(jì)算過程簡單、評估準(zhǔn)確度高等一系列特點(diǎn)。非確定性分析法也是一種比較常用的評估方法，它能夠以數(shù)學(xué)方法對安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量、半定量描述，常見的手段包括模糊綜合評價(jià)、灰色分析理論、定量表格法等。為了確保安全風(fēng)險(xiǎn)評估的準(zhǔn)確度，工作人員需要選擇一種或多種安全風(fēng)險(xiǎn)分析方法，尋找高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)的原因、確定其影響范圍等，同時(shí)根據(jù)有關(guān)法律法規(guī)對高速公路路塹邊坡施工期失穩(wěn)后果的嚴(yán)重程度進(jìn)行確認(rèn)，在此基礎(chǔ)上根據(jù)嚴(yán)重程度確定安全風(fēng)險(xiǎn)處理方案[4]。工作人員在開展評估工作中一定要明確自身工作的重要性及承擔(dān)的責(zé)任，自覺地對自身工作行為進(jìn)行約束和規(guī)范，保證工作開展的標(biāo)準(zhǔn)化與嚴(yán)謹(jǐn)。結(jié)合實(shí)際需求選擇適合且有效的評估方法，保證評估結(jié)果具有較高的科學(xué)性與參考價(jià)值，避免自身違規(guī)性操作對最終評估結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)性造成不良影響，降低評估結(jié)果的實(shí)際參考價(jià)值。

4 高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制案例分析

4.1 工程案例地質(zhì)條件

首先，要充分了解工程基本情況。某省國道A3標(biāo)段是比較具有代表性的高速公路工程，該高速公路工程的路線全長51.478 km，邊坡高度為35 m。在進(jìn)行勘察工作的過程中，勘察孔深范圍內(nèi)未見地下水存在，在加強(qiáng)地表排水情況下，初步認(rèn)定不易產(chǎn)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害，在工程開挖以后當(dāng)?shù)亻_始連續(xù)大規(guī)模降水，增加了山體滑坡和垮塌的風(fēng)險(xiǎn)。其次，要了解路塹邊坡工程的地質(zhì)概況。該高速公路項(xiàng)目位于完達(dá)山、張廣才嶺與老爺嶺的交匯地帶，屬低山邊緣到河谷的過渡地帶，丘陵漫崗地形，地表植被多以耕地為主，海拔高度在170～380 m。當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛脖容^復(fù)雜，高速公路施工存在高低起伏的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際施工資料來看，該高速公路經(jīng)過的路線具有地層分布簡單的特征，其覆蓋層為第四系全新統(tǒng)殘坡積地層，主要為黏性土層及砂礫石，基巖為砂巖、玄武巖、花崗巖等。

4.2 高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制對策

4.2.1 鑒別高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)

為確保高速公路路塹高邊坡施工的安全性，工作人員要充分結(jié)合自身積累的工作經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)現(xiàn)場勘察結(jié)果，對其中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行鑒別。高速公路路塹高邊坡施工安全水平受到多方面因素的共同影響，比如邊坡結(jié)構(gòu)的幾何形態(tài)、周邊的地質(zhì)構(gòu)造、區(qū)域性降雨情況等，都可能提升發(fā)生事故的概率。工作人員應(yīng)通過有效手段鑒別這些風(fēng)險(xiǎn)因素，比如詢問法、實(shí)地調(diào)查法、安全檢查表法等都屬于有效的鑒別方法。同時(shí)，需要對環(huán)境因素危險(xiǎn)源進(jìn)行準(zhǔn)確鑒別，確定高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急處理方案，編制專業(yè)的應(yīng)急救援標(biāo)準(zhǔn)，并對救援人員、救援設(shè)備等進(jìn)行調(diào)配，確保將高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)的負(fù)面影響降到最低。

4.2.2 評估路塹高邊坡的安全風(fēng)險(xiǎn)

案例工程具有一定的代表性，其存在大量的易引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)的因素，經(jīng)過工作人員反復(fù)分析，最終確定該工程具有Ⅲ級安全風(fēng)險(xiǎn)，在這個(gè)過程中，工作人員進(jìn)行了大量風(fēng)險(xiǎn)評估工作，付出了巨大的努力。根據(jù)實(shí)際情況來看，該地區(qū)的風(fēng)化作用比較明顯，導(dǎo)致了粉砂巖開裂問題，在天氣條件較差的情況下容易發(fā)生垮塌事故。不難看出，降水是高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)中比較重要的一個(gè)影響因素，降水量越大、降水時(shí)間越長，安全風(fēng)險(xiǎn)越難以控制，在今后的工作中應(yīng)充分發(fā)揮信息化技術(shù)的作用，對高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)評估，確定不同安全風(fēng)險(xiǎn)因素的實(shí)時(shí)變化情況，從而保證安全風(fēng)險(xiǎn)能夠得到及時(shí)有效的控制[5]。

4.2.3 模擬邊坡施工的安全穩(wěn)定性數(shù)值

工作人員應(yīng)根據(jù)高速公路路塹高邊坡施工的實(shí)際情況，利用有限元強(qiáng)度折算法等，做好邊坡施工安全穩(wěn)定性數(shù)值的模擬工作，一般可以借助ABAQUS有限元軟件建立安全風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型，并對高速公路路塹高邊坡施工過程和進(jìn)度進(jìn)行模擬分析。首先，要對其無支護(hù)時(shí)的施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行模擬，充分考慮施工環(huán)境中各種影響因素對邊坡穩(wěn)定性造成的一系列影響。其次，要對其有支護(hù)時(shí)的施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行模擬，將這一次的模擬數(shù)據(jù)和沒有支護(hù)的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，確認(rèn)安全系數(shù)的變化，保證模擬的有效性。

4.2.4 邊坡開挖施工應(yīng)用邊坡支護(hù)技術(shù)

高速公路路塹高邊坡施工過程中存在大量的安全風(fēng)險(xiǎn)，在施工單位未能按照要求進(jìn)行邊坡支護(hù)的情況下，將會(huì)大幅度增加施工后期整個(gè)工程的安全風(fēng)險(xiǎn)，離開支護(hù)結(jié)構(gòu)的保障，其穩(wěn)定性將會(huì)大幅度縮減。目前，部分施工單位已經(jīng)認(rèn)識(shí)到高速公路路塹高邊坡結(jié)構(gòu)支護(hù)的重要性，并采取一系列措施提升邊坡支護(hù)水平。比如，某高速公路施工中，施工單位在邊坡開挖施工完成50%后，利用錨索技術(shù)對邊坡結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的處理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次安全風(fēng)險(xiǎn)評估發(fā)現(xiàn)，該邊坡結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)得到了一定的提升[6]。邊坡支護(hù)技術(shù)不僅可以保證施工現(xiàn)場的安全性，對現(xiàn)場施工技術(shù)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全進(jìn)行保護(hù)，還可以避免后續(xù)高速公路工程實(shí)際應(yīng)用階段路塹高邊坡出現(xiàn)滑坡、坍塌等不良事故，對高速公路運(yùn)行安全性造成影響。邊坡支護(hù)技術(shù)類型較多，需要結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況選擇最適合的技術(shù)手段，嚴(yán)格依據(jù)技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用，將技術(shù)優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，在保證技術(shù)應(yīng)用成效的同時(shí)降低技術(shù)應(yīng)用成本消耗。

4.2.5 加強(qiáng)路塹施工排水管理

高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)來自很多方面，而路塹結(jié)構(gòu)排水不到位則是導(dǎo)致安全事故的主要誘因，根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，高速公路路塹高邊坡主要由強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖組成，這種巖石結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性和致密性都不高，很容易在外界作用下被風(fēng)化侵蝕，進(jìn)而造成一定的高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)，給施工帶來一系列不利影響。在高速公路路塹高邊坡施工過程中，邊坡結(jié)構(gòu)始終暴露在外界環(huán)境中，發(fā)生大規(guī)模降水的情況下，水分將會(huì)從粉砂巖上的縫隙進(jìn)入到邊坡土體中，逐漸導(dǎo)致巖石結(jié)構(gòu)垮塌滑落等問題，最終造成難以控制的安全事故。為了規(guī)避上述原因?qū)е碌陌踩L(fēng)險(xiǎn)，必須盡快加強(qiáng)高速公路路塹高邊坡施工排水管理，采取道路與橋梁設(shè)計(jì)共用的方式規(guī)避降水導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)，共用設(shè)計(jì)能夠保障高速公路施工的質(zhì)量，在遇到軟土地基等含水量比較大的特殊地質(zhì)條件時(shí)，利用高架橋取代軟土層道路地基，避免土壤水分過多導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，需要做好排水溝的設(shè)計(jì)和施工，結(jié)合邊坡結(jié)構(gòu)特有的高度差，保證降水能夠第一時(shí)間被集中排放出去，避免水分帶來的一系列安全風(fēng)險(xiǎn)[7]。

4.2.6 強(qiáng)化施工的監(jiān)督力度

高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制具有一定的復(fù)雜性，想要對其進(jìn)行控制工作人員必須做好施工監(jiān)督工作，擺脫過去只依靠施工圖紙進(jìn)行管理的錯(cuò)誤方法，根據(jù)實(shí)際情況建立邊坡結(jié)構(gòu)施工監(jiān)管體系。第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)問題的施工因素，并進(jìn)行調(diào)整和指正，優(yōu)化高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制效果。除此之外，需要結(jié)合事先進(jìn)行的高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)評估模擬數(shù)據(jù)，確定邊坡結(jié)構(gòu)開挖過程中各個(gè)安全風(fēng)險(xiǎn)因素的變化情況，在發(fā)生邊坡變形的情況下分析變形原因，并對變形位置、變形程度進(jìn)行分析，在安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)過高的情況下及時(shí)進(jìn)行處理，將可能存在的高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)扼殺在搖籃里。

5 結(jié)語

高速公路路塹高邊坡施工是整體施工過程中比較具有代表性的施工步驟之一，保證其施工質(zhì)量和施工安全性至關(guān)重要。但是受到各種因素的影響，高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)比較突出，需要從安全風(fēng)險(xiǎn)評估、安全風(fēng)險(xiǎn)鑒別、安全風(fēng)險(xiǎn)控制等方面入手，通過加強(qiáng)施工監(jiān)督、優(yōu)化排水管理等方法，將高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制在一定范圍內(nèi)，確保施工項(xiàng)目安全順利完工。

參 考 文 獻(xiàn)

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