基于運營高速公路高邊坡安全檢查標準的災害風險評估應用研究

■張麗麗

(福建省高速公路集團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，被稱為“八山一水一分田”。隨著山區高速公路建設的快速發展，截止2015年，福建省通車里程超過5000km，運營路塹高邊坡數量超過5000處。通過對近20年來高速公路建設和運營管理的問題總結，在公路長期運營階段，仍存在諸多不利因素影響邊坡穩定性[1]。對此，在高速公路運營階段，為確保邊坡穩定和交通安全，如何對運營階段的邊坡工程進行有效的養護、管理和安全防控已成為山區高速公路管理部門和工程技術人員日益關注和急需解決的問題。

邊坡風險管理起源于上世紀80年代，至1990年，歐美和我香港地區逐步開展了較系統的滑坡風險管理研究，但在坡體定性到定量風險評估方面仍存在諸多困難[3]；2005年國際滑坡風險管理會議基本確立了滑坡風險評估及管理的理論框架[4]。2000年以來，國內的滑坡風險分析、評估及管理的研究逐步得到規范[4]，并提出了邊坡全壽命周期風險評估及管理的技術框架[5]；從高速公路邊坡管養方面，提出了高速公路高邊坡養護安全檢查及災害評估理論[6]。

對此，本文在前人研究的基礎上，以福建省高速公路高邊坡為例，開展邊坡安全檢查和災害評估的應用研究。

1 高邊坡安全檢查

以福建省高速公路高邊坡工程為例，結合其防護加固工程和病害影響因素特點[2]，以高邊坡安全檢查內容和定性描述滿足于邊坡災害評估為宗旨，明確了邊坡安全檢查內容和要求。主要檢查內容有：

（1）排水設施檢查：路塹邊溝、平臺排水溝、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足排水要求；溝外邊坡是否穩定；地表及地下排水設施是否有效。

（2）生態防護檢查：植物的發育狀態以及病蟲害，坡面綠化是否溜坍、沖毀；草皮護坡有無局部的沖空現象；坡面及坡頂有無裂縫、隆起等異?，F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裂縫、傾斜、空鼓、變形、滑動、下沉，表面有無風化、壓頂破損、勾縫脫落等現象；檢查是否有漏水、滲水現象，泄水孔是否有效，基礎是否受到沖刷或下沉；抗滑樁預應力錨索是否出現裂縫、松動、蹦出或缺損等。

（4）錨固工程檢查：被加固的巖土體有無發生變形坡壞；混凝土外錨墩是否有變形開裂，框架是否位移、下錯；錨墊是否有移動，錨具是否松動或脫落；框格內是否有積水，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，當框架出現斷梁露筋時，應查明緣由。

（5）坡體病害檢查：坡面沖刷、坡面風化剝落、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）錨噴防護措施檢查：噴錨面是否出現裂縫；噴錨面是否出現掉塊及鼓脹；噴錨錨筋是否出現露筋。

（7）柔性網防護檢查：SNS柔性網的錨頭是否封閉銹蝕；柔性網內是否存在落石兜集；柔性網是否緊貼坡面；柔性網是否破壞。

（8）其它安全檢查項目：檢修道是否設置，是否有破損、變形。

2 高邊坡災害風險評估

依據高速公路高邊坡養護安全檢查、災害評估理論[5]，以福建運營京臺高速公路的某巖質邊坡為例，對其進行災害風險評估與工程應用分析研究。

2.1 邊坡概況

京臺高速公路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#墩左側線外邊坡，高約40m，因采石開采造成坡面負坡面（圖1），局部陡壁坡度大于60°，甚至直立，開采面距離高速公路磨下大橋較近，最近約6m，對磨下大橋安全影響較大。高速公路建設階段，對該邊坡采用預應力框架加固防護（圖2）。

圖1 施工前邊坡原貌

邊坡地層結構相對簡單，地層巖性為中風化砂巖，粉細砂狀結構，中厚層狀構造，巖體上部節理裂隙較發育。

圖2 施工后邊坡現狀

2.2 易損性分析

易損性分析主要通過交通流量和設計時速等關鍵影響因子進行定量統計分析。本段京臺高速運營指標如表1所示。

表1 易損性分析

2.3 易發性分析

邊坡災害易發性評價主要考慮影響邊坡病害發生的難易程度。主要分為邊坡的坡體類型、坡高、坡率、坡頂地形、潛在規模、病害歷史、坡體結構、地表水和地下水等8個因素。

針對本邊坡現場調查，邊坡坡頂仰坡，坡體節理裂隙發育，局部滲水。邊坡易發性分析技術指標如表2所示。

表2 邊坡易發性指數表

2.4 災害危險性分析

高邊坡地質災害危險性分析主要結合邊坡現狀調查相關具體情況進行量化評分，根據嚴重程度分為5級，完好評分值為0，破壞最嚴重程度評分值為4。具體調查內容與分級如下：

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。

防護工程（P2）：基本完好、變形開裂、局部破損、損毀嚴重、完全破壞。

支擋工程（P3）：基本完好、變形開裂、傾斜錯位、破壞嚴重、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。

風化剝落（P6）：基本無剝落、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、偶發、零星、頻繁、極度。

崩塌坍塌（P8）：無、局部、跨級、邊坡大部份、邊坡整體。

邊坡滑坡（P9）：無、邊坡單級、邊坡多級、邊坡主體、邊坡整體。

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

本段邊坡主要采用預應力框架防護，坡面綠化局部沖刷，框架錨頭個別破損；部分段落坡體節理裂隙發育，掉塊（圖2）。據此本段高邊坡地質病害危險性評估如表3所示。

表3 高邊坡地質病害危險性分析（算例數據）

2.5 風險評估

綜合高邊坡地質災害易發度、危險度和易損度分析，本邊坡災害風險指數為0.14，如表4所示。

表4 風險綜合評估

3 管理決策

根據風險指數劃分為5個不同的風險等級，并對應于可忽略、可容許、可接受、不可接受和拒絕接受等5個接受準則，進而提出相應的防控對策，如表5所示。

表5 風險管理決策

本段邊坡風險等級為3級，應加強重視，完善邊坡監測預警措施。

4 結語

(1)以福建省高速公路高邊坡工程為代表，明確了運營階段高邊坡養護安全檢查的具體內容，并提出了邊坡檢查各項內容的定性描述技術要求。

(2)根據現場安全檢查的定性描述和嚴重程度分級，進行了各項指標的量化。通過采用專家法與層次分析法的邊坡災害評估理論的應用，邊坡現場評估結論與實際危害程度具有較好的吻合性，能較準確的對邊坡現狀的危害程度進行分級，該評估方法準確可靠。

(3)該定量化評估分析方法和邊坡風險等級評定，較好地為高速公路邊坡養護管理提供決策依據，有利于預判邊坡風險，制定防控對策，保障高速公路邊坡運營安全。