高速公路路堑高边坡施工安全风险防范措施

齐泽森

摘要：指出了在修高速公路时，因为路堑高边坡有时会存在难以把握的地质风险，发生施工意外的可能性极高。基于此，以实际工程为例，分析了工程中高边坡施工时存在的风险，在此基础上提出了具有针对性的风险防范措施，以期保证工程的施工质量。

关键词：路堑高边坡;风险控制;施工安全

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）14-0162-02

1引言

由于高速公路一般都建设在地形复杂之处，要想施工就必须克服这一点。加上周围的地质条件较差，环境恶劣，存在很大的危险性。为了保证施工过程的安全性，需要进行综合规划，利用现代信息技术设计出合理有效的施工方案。

2工程简介

海南省五指山一保亭一海棠湾高速公路，北接国高网G9811（中线高速），南接海棠湾北互通连接G98东线高速，呈南北走向。起点位于五指山市通什镇，途经五指山市、保亭县、三亚市等3个市（县），海南省中线高速公路是形成海南“十三五”规划中“建设覆盖全岛、城乡一体化基础设施网络”的重要组成部分，本项目五指山一保亭一海棠湾公路是中线高速公路及海南省田字型高速公路网的重要补充部分，在省高等级公路网中被确定为$85线高速公路。路线起于五指山市，由北向南经五指山市、保亭县、三亚市等3个市（县），路线全长55.865km。设计标准为双向四车道高速公路，设计速度100km/h，整体式路基宽26m，分离式路基宽13m，路面采用沥青混凝土路面。

3高边坡施工存在的风险剖析

由于高速公路本身的存在意义是让车能够快速的到达目的地，一般都会对山体开挖建路，故高边坡现象普遍存在，但一旦施工就使原本的地质失衡，各种安全问题随即发生。施工人员若再加以破坏或采用不当的方法，以上风险便会加重。

（1）由于开挖过程很可能导致边坡更深层发生变化，导致严重的变形，难以保持稳定状态。滑坡、坍塌发生的可能性将大大增加，对其他区域产生严重影响。

（2）除了深层，浅层也会发生变形的问题，存在滑坡、坍塌危险，但没有前者严重，破坏力一般在6～7m。

（3）在1～2 m处的位置，由于风化现象，受降雨影响，坡面也会出现变形。

正是以上风险的存在，更要增强施工过程中的安全意识，采取可防控危险的措施进行施工。

4高速公路路堑高边坡施工如何进行防控危险发生的措施

4.1施工安全风险因素的鉴别

高边坡施工时，工作人员需按照以往的经验，再加上实地考察进行综合分析考量，判断何种特征存在下会产生事故，该过程可称为安全风险因素的鉴别。

影响高边坡施工进程的因素涵盖范围较广，比如几何形态、地质构造、地下水等固有因素的影响;还有降雨影响、设计影响、施工方法等非固有因素。因为正确的风险识别会让设计方案更准确，减少风险发生，所以应给予重点关注，如资料法、询问法、实地调查法、安全检查表法、事故树分析法、背景分析法等方法都可以采用。

4.2施工安全风险估计与评价

就现阶段来讲，安全风险评估方式多种多样，而本文采用了定量分析以及非确定分析法。

前者包括极限平衡法、极限分析法、有限元法，而普遍应用的是最后一种数值方式。该方法难度较低，应用广泛，分为有刚体有限元法、有限元强度折减法两种。后者主要有模糊综合评价、灰色分析理论、定量表格法这三种。

具体估量与评析如下：①在以上提供的多种方法中进行自我选择，先分析路堑边坡发生变形、失稳的几率。②以最新规范为准绳，把可能发生失稳后的结果同危害度进行从高到低的划分。③以低、中、高、极高这样的程度为等级，在结合多方面考虑后，确定最终的安全风险级别。

4.3路堑高边坡安全风险评估

路堑高边坡施工项目按照《高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估指南》的内容看。风险等级最终属于不期望风险，即指Ⅲ级的安全风险。因此，得知该风险经过专门的評估后，因为开挖的原因、预应力锚索施工的影响，最终把该工程的风险定为Ⅲ级。

等级确定后，从实际的开挖过程中看，风险主要表现为：①风化的影响让粉砂岩裂缝越来越大。②恶劣天气的影响下，坍塌危险也时有发生。综上所述，安全风险更多表现在雨水对坡体的影响。雨水发生渗透，软化岩土，当雨量增加，滑坡、坍塌造成安全风险。

出现以上危险，如何应对呢？首先要利用信息技术进行动态设计，检测到危险时，便不再开挖，应当先进行回填反压来针对第四级坡发生部分坍塌现象，再针对五、六级坡先进行加固措施。以上加固，应利用预应力锚索框架格梁。

4.4边坡施工安全稳定性数值模拟分析

利用有限元强度折算法，针对边坡稳定性进行数值模拟分析。利用ABAQUS有限元软件得到计算模型，主要就是在该工程进度中进行模拟分析。以下计算主要针对第一至三级边坡进行施工时的一些安全性分析。主要包括以下3个方面。

（1）图1所示的稳定安全系数的曲线变化，是在没有支护时开始施工的情况下得到的。第三级边坡进行施工后，纵向数值满足相关规定要求的1.05。可是这只是理想条件下，因为真正的环境中还存在设备使用的机械振动影响，失稳的风险便由此增大。

（2）图2所示的稳定安全系数的曲线变化，是在有支护时开始施工的情况下得到的，相比在没有支护的作用下稳定安全系数明显高了10%～20%左右，失稳风险有所降低。

（3）若土体会被软化10%左右，此时并不会发生太大影响，相关数据仍符合标准。若再被软化到20%，此时边坡失稳的风险便提升了很多。

4.5边坡施工安全风险控制措施

（1）施工工序的设计。挖开第一级坡后，为了防止边坡发生大规模变形，要格外注意开挖的速度，不可过分心急。要在边坡达到稳定状态再挖。开挖第三级边坡时，为了抑制失稳现象，需对第四级边坡进行预应力锚索。

（2）排水、防水设备的安装。滑坡、坍塌的很大因素是水的渗透。因此可以先避开雨天，合理选择时间。若不能做到，做好排水、防水工作。

（3）施工的监控措施。主要针对坡面位移、深层水平位移、锚索应力设置了两个监测断面。

4.6风险控制措施

风险控制虽然是高速公路路堑高边坡施工风险分析评价的最后一步，但重要程度不容小觑。以风险评估结果、风险接受准则，得出以下相应对策。

（1）进行施工方案的细节调整。当风险等级较低时，边开挖边支护，自上而下进行开挖。但随着风险的增加，需要验算相关稳定性后进行施工调整。

（2）发生风险时的自动监测。所以在安全风险的评价等级高时，也要装备好风险预警预报系统，减少施工风险。

（3）根据情况变更设计方案。合理应用信息化技术开展施工，而且施工要动态化设计，为了整个工程的安全，不同情况应用不同的方案。具体变化加固措施方面的内容，比如参数、类型、措施。若边坡施工安全风险达到中度，蒯时说明设计方案对于此时的地质来说仍比较贴切，且稳定性较强。但一旦风险达到一定高度时，需要根据以上3种风险控制措施来降低工程实施的危险性。

5结语

高速公路修建中路堑高边坡十分常见，但是因为边坡自身存在着较多缺陷，如稳定性差等问题，发生影响安全的事砖就很常见。因此，为了高速公路建设的顺利进行，一定要把路堑高边坡安全风险评价与控制体系的地位重视起来，以此保证公路的安全稳定，也是提升边坡支护工程科学性的措施之一。