高速公路路塹高邊坡施工安全風險防范措施

齊澤森

摘要：指出了在修高速公路時，因為路塹高邊坡有時會存在難以把握的地質風險，發生施工意外的可能性極高。基于此，以實際工程為例，分析了工程中高邊坡施工時存在的風險，在此基礎上提出了具有針對性的風險防范措施，以期保證工程的施工質量。

關鍵詞：路塹高邊坡;風險控制;施工安全

中圖分類號：U416 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）14-0162-02

1引言

由于高速公路一般都建設在地形復雜之處，要想施工就必須克服這一點。加上周圍的地質條件較差，環境惡劣，存在很大的危險性。為了保證施工過程的安全性，需要進行綜合規劃，利用現代信息技術設計出合理有效的施工方案。

2工程簡介

海南省五指山一保亭一海棠灣高速公路，北接國高網G9811（中線高速），南接海棠灣北互通連接G98東線高速，呈南北走向。起點位于五指山市通什鎮，途經五指山市、保亭縣、三亞市等3個市（縣），海南省中線高速公路是形成海南“十三五”規劃中“建設覆蓋全島、城鄉一體化基礎設施網絡”的重要組成部分，本項目五指山一保亭一海棠灣公路是中線高速公路及海南省田字型高速公路網的重要補充部分，在省高等級公路網中被確定為$85線高速公路。路線起于五指山市，由北向南經五指山市、保亭縣、三亞市等3個市（縣），路線全長55.865km。設計標準為雙向四車道高速公路，設計速度100km/h，整體式路基寬26m，分離式路基寬13m，路面采用瀝青混凝土路面。

3高邊坡施工存在的風險剖析

由于高速公路本身的存在意義是讓車能夠快速的到達目的地，一般都會對山體開挖建路，故高邊坡現象普遍存在，但一旦施工就使原本的地質失衡，各種安全問題隨即發生。施工人員若再加以破壞或采用不當的方法，以上風險便會加重。

（1）由于開挖過程很可能導致邊坡更深層發生變化，導致嚴重的變形，難以保持穩定狀態。滑坡、坍塌發生的可能性將大大增加，對其他區域產生嚴重影響。

（2）除了深層，淺層也會發生變形的問題，存在滑坡、坍塌危險，但沒有前者嚴重，破壞力一般在6～7m。

（3）在1～2 m處的位置，由于風化現象，受降雨影響，坡面也會出現變形。

正是以上風險的存在，更要增強施工過程中的安全意識，采取可防控危險的措施進行施工。

4高速公路路塹高邊坡施工如何進行防控危險發生的措施

4.1施工安全風險因素的鑒別

高邊坡施工時，工作人員需按照以往的經驗，再加上實地考察進行綜合分析考量，判斷何種特征存在下會產生事故，該過程可稱為安全風險因素的鑒別。

影響高邊坡施工進程的因素涵蓋范圍較廣，比如幾何形態、地質構造、地下水等固有因素的影響;還有降雨影響、設計影響、施工方法等非固有因素。因為正確的風險識別會讓設計方案更準確，減少風險發生，所以應給予重點關注，如資料法、詢問法、實地調查法、安全檢查表法、事故樹分析法、背景分析法等方法都可以采用。

4.2施工安全風險估計與評價

就現階段來講，安全風險評估方式多種多樣，而本文采用了定量分析以及非確定分析法。

前者包括極限平衡法、極限分析法、有限元法，而普遍應用的是最后一種數值方式。該方法難度較低，應用廣泛，分為有剛體有限元法、有限元強度折減法兩種。后者主要有模糊綜合評價、灰色分析理論、定量表格法這三種。

具體估量與評析如下：①在以上提供的多種方法中進行自我選擇，先分析路塹邊坡發生變形、失穩的幾率。②以最新規范為準繩，把可能發生失穩后的結果同危害度進行從高到低的劃分。③以低、中、高、極高這樣的程度為等級，在結合多方面考慮后，確定最終的安全風險級別。

4.3路塹高邊坡安全風險評估

路塹高邊坡施工項目按照《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風險評估指南》的內容看。風險等級最終屬于不期望風險，即指Ⅲ級的安全風險。因此，得知該風險經過專門的評估后，因為開挖的原因、預應力錨索施工的影響，最終把該工程的風險定為Ⅲ級。

等級確定后，從實際的開挖過程中看，風險主要表現為：①風化的影響讓粉砂巖裂縫越來越大。②惡劣天氣的影響下，坍塌危險也時有發生。綜上所述，安全風險更多表現在雨水對坡體的影響。雨水發生滲透，軟化巖土，當雨量增加，滑坡、坍塌造成安全風險。

出現以上危險，如何應對呢？首先要利用信息技術進行動態設計，檢測到危險時，便不再開挖，應當先進行回填反壓來針對第四級坡發生部分坍塌現象，再針對五、六級坡先進行加固措施。以上加固，應利用預應力錨索框架格梁。

4.4邊坡施工安全穩定性數值模擬分析

利用有限元強度折算法，針對邊坡穩定性進行數值模擬分析。利用ABAQUS有限元軟件得到計算模型，主要就是在該工程進度中進行模擬分析。以下計算主要針對第一至三級邊坡進行施工時的一些安全性分析。主要包括以下3個方面。

（1）圖1所示的穩定安全系數的曲線變化，是在沒有支護時開始施工的情況下得到的。第三級邊坡進行施工后，縱向數值滿足相關規定要求的1.05。可是這只是理想條件下，因為真正的環境中還存在設備使用的機械振動影響，失穩的風險便由此增大。

（2）圖2所示的穩定安全系數的曲線變化，是在有支護時開始施工的情況下得到的，相比在沒有支護的作用下穩定安全系數明顯高了10%～20%左右，失穩風險有所降低。

（3）若土體會被軟化10%左右，此時并不會發生太大影響，相關數據仍符合標準。若再被軟化到20%，此時邊坡失穩的風險便提升了很多。

4.5邊坡施工安全風險控制措施

（1）施工工序的設計。挖開第一級坡后，為了防止邊坡發生大規模變形，要格外注意開挖的速度，不可過分心急。要在邊坡達到穩定狀態再挖。開挖第三級邊坡時，為了抑制失穩現象，需對第四級邊坡進行預應力錨索。

（2）排水、防水設備的安裝。滑坡、坍塌的很大因素是水的滲透。因此可以先避開雨天，合理選擇時間。若不能做到，做好排水、防水工作。

（3）施工的監控措施。主要針對坡面位移、深層水平位移、錨索應力設置了兩個監測斷面。

4.6風險控制措施

風險控制雖然是高速公路路塹高邊坡施工風險分析評價的最后一步，但重要程度不容小覷。以風險評估結果、風險接受準則，得出以下相應對策。

（1）進行施工方案的細節調整。當風險等級較低時，邊開挖邊支護，自上而下進行開挖。但隨著風險的增加，需要驗算相關穩定性后進行施工調整。

（2）發生風險時的自動監測。所以在安全風險的評價等級高時，也要裝備好風險預警預報系統，減少施工風險。

（3）根據情況變更設計方案。合理應用信息化技術開展施工，而且施工要動態化設計，為了整個工程的安全，不同情況應用不同的方案。具體變化加固措施方面的內容，比如參數、類型、措施。若邊坡施工安全風險達到中度，蒯時說明設計方案對于此時的地質來說仍比較貼切，且穩定性較強。但一旦風險達到一定高度時，需要根據以上3種風險控制措施來降低工程實施的危險性。

5結語

高速公路修建中路塹高邊坡十分常見，但是因為邊坡自身存在著較多缺陷，如穩定性差等問題，發生影響安全的事磚就很常見。因此，為了高速公路建設的順利進行，一定要把路塹高邊坡安全風險評價與控制體系的地位重視起來，以此保證公路的安全穩定，也是提升邊坡支護工程科學性的措施之一。