李 勇， 莊生明， 黃文潔

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所，四川 成都 611734； 2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)中心，四川 成都 611734)

0 引言

一般來(lái)說(shuō)，高速公路的“三坡”是指：路基邊坡(包括路塹邊坡、陡坡路堤、高填方路堤)，橋梁基坑邊坡，隧道進(jìn)出口仰坡 。高速公路工程受建設(shè)工期、投資模式等因素的影響，山區(qū)高速公路兩旁雖有預(yù)留拓寬帶，但由于在正式通車前一方面對(duì)邊坡整治設(shè)計(jì)觀念的差異，部分邊坡防護(hù)加固沒(méi)有達(dá)到高速公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，采用的加固措施是以預(yù)防邊坡表層沖刷或掉塊落石為主，防護(hù)手段較為單一，加固措施薄弱,另一方面邊坡受人類工程活動(dòng)影響之后其內(nèi)部應(yīng)力調(diào)整是一個(gè)較為長(zhǎng)期復(fù)雜的過(guò)程，相應(yīng)的治理加固措施能否完全達(dá)到治理效果缺乏充分的驗(yàn)收評(píng)價(jià)過(guò)程，因此高速公路建設(shè)產(chǎn)生的“三坡”在運(yùn)營(yíng)期的穩(wěn)定與安全問(wèn)題較為突出。

同時(shí)在運(yùn)營(yíng)期間，尤其是區(qū)域雨季的集中降水的影響下，相關(guān)運(yùn)營(yíng)管理中心對(duì)邊坡工后的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作普遍性不夠重視，而邊坡突發(fā)性危害造成的損失往往巨大且不可逆轉(zhuǎn)(參見(jiàn)圖1～圖4)，除了一些不可抗力因素之外，管理層風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和責(zé)任意識(shí)未體現(xiàn)到實(shí)處也是一個(gè)重要原因。

圖1 渝黔高速崩塌(2014年4月28日)

因此，為確保山區(qū)高速公路路基邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定，對(duì)其進(jìn)行工后評(píng)估和地質(zhì)安全運(yùn)行評(píng)級(jí)排查，及時(shí)準(zhǔn)確地把握邊坡的穩(wěn)定性現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，必要時(shí)實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)加固工程(包括錨索應(yīng)力損失后的補(bǔ)償張拉)或工程檢測(cè)與監(jiān)控量測(cè)，對(duì)高速公路的交通運(yùn)營(yíng)暢通和安全具有重要的指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值，也是管理風(fēng)險(xiǎn)向可控的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)嫁的一個(gè)重要措施。

圖2 臺(tái)灣基隆滑坡(2011年4月13日)

圖3 遵赤高速公路391 km+800處山體滑坡(2015年1月4日)

圖4 杭瑞高速公路k1339+500處山體滑坡(2016年7月4日)

1 高速公路“三坡”工后評(píng)估及排查工作的內(nèi)容

按照我國(guó)公路行業(yè)的相關(guān)慣例和要求，高速公路“三坡”咨詢業(yè)務(wù)主要為施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和地質(zhì)安全評(píng)價(jià)兩個(gè)方面的咨詢內(nèi)容，是個(gè)動(dòng)態(tài)、全程性的工作過(guò)程，其中按照交通運(yùn)輸部《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南(試行)》的要求，施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要包括了總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估兩個(gè)階段，應(yīng)分別在項(xiàng)目開(kāi)工之前和分項(xiàng)工程開(kāi)工之前完成，著重于施工安全風(fēng)險(xiǎn)源的識(shí)別、估測(cè)，并提出風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

而地質(zhì)安全評(píng)價(jià)則更具有專業(yè)實(shí)踐價(jià)值，涵蓋了從項(xiàng)目可研立項(xiàng)論證中的建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估到項(xiàng)目實(shí)施、建成運(yùn)營(yíng)全過(guò)程，從最初的勘查、設(shè)計(jì)成果的咨詢到施工過(guò)程的變形安全監(jiān)測(cè)，以及施工結(jié)束后的地質(zhì)安全評(píng)估、防護(hù)結(jié)構(gòu)有效性驗(yàn)證和邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算、以及地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估等內(nèi)容，主要的科學(xué)依據(jù)是區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件的自身復(fù)雜性和人類工程活動(dòng)的短期效應(yīng)影響，可主要包括以下內(nèi)容。

(1)勘查成果的科學(xué)性與真實(shí)性。主要依據(jù)工程進(jìn)展揭示的地質(zhì)信息，及時(shí)修正、完善勘查成果報(bào)告，為設(shè)計(jì)變更、動(dòng)態(tài)反饋、優(yōu)化設(shè)計(jì)等提供地質(zhì)依據(jù)。

(2)設(shè)計(jì)文件的針對(duì)性、經(jīng)濟(jì)性與合理性。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)揭示的實(shí)際地質(zhì)情況，及時(shí)補(bǔ)充與完善設(shè)計(jì)內(nèi)容，為業(yè)主的合理投資計(jì)劃與施工工期的推進(jìn)提供地質(zhì)依據(jù)。

(3)現(xiàn)場(chǎng)施工階段的地質(zhì)咨詢。針對(duì)施工過(guò)程的突發(fā)性地質(zhì)問(wèn)題提供技術(shù)咨詢與服務(wù)，以及高風(fēng)險(xiǎn)、高危險(xiǎn)性邊坡施工期變形安全監(jiān)測(cè)，及時(shí)為施工過(guò)程提供安全預(yù)警保障。

(4)完成后的地質(zhì)安全運(yùn)行評(píng)級(jí)排查和工后評(píng)估。施工結(jié)束后進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)行安全地質(zhì)評(píng)估，包括對(duì)防護(hù)結(jié)構(gòu)的有效性評(píng)估、邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算與評(píng)價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估等內(nèi)容，及時(shí)為運(yùn)營(yíng)管理單位提供安全風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)參考分級(jí)，做好對(duì)應(yīng)防范措施，避免造成重大生命財(cái)產(chǎn)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響。

其中可以把運(yùn)營(yíng)期三坡的穩(wěn)定性驗(yàn)算評(píng)價(jià)和地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估統(tǒng)稱為工后評(píng)估工作。鑒于其內(nèi)容屬于“評(píng)估”范疇，故可以限定從業(yè)資質(zhì)適用于國(guó)土資源部核定的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估資質(zhì)和地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查甲級(jí)資質(zhì),或發(fā)改委核定的工程咨詢專業(yè)資質(zhì)。

2 高速公路“三坡”工后評(píng)估及排查工作的指導(dǎo)思路和程序

基于邊坡工程穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)的基本原則和傳統(tǒng)方法，結(jié)合山區(qū)高速公路邊坡的工程特點(diǎn)，工后評(píng)估工作采用邊坡穩(wěn)定性量化評(píng)價(jià)法和數(shù)值分析計(jì)算法相結(jié)合的綜合方法對(duì)邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并根據(jù)邊坡工程時(shí)空分布特征及其地質(zhì)災(zāi)害特征，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析，對(duì)邊坡災(zāi)害可能導(dǎo)致的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失程度與危害范圍等方面的綜合風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行邊坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，從而為邊坡工程日常養(yǎng)護(hù)、邊坡災(zāi)害防治措施的確定、邊坡災(zāi)害事故應(yīng)急方案等提出建設(shè)性意見(jiàn)。

邊坡穩(wěn)定性量化評(píng)價(jià)法是將邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)分為3個(gè)部分的內(nèi)容，即結(jié)構(gòu)工程、坡面變形和坡體變形評(píng)價(jià)，然后基于層次分析法和專家咨詢法建立邊坡穩(wěn)定性評(píng)估模型，進(jìn)而量化得出邊坡的穩(wěn)定指數(shù)。數(shù)值分析計(jì)算法是結(jié)合邊坡坡形坡率及防護(hù)加固工程設(shè)計(jì)，必要時(shí)補(bǔ)充收集資料或補(bǔ)勘與試驗(yàn)工作，采用數(shù)值分析的方法，計(jì)算邊坡的穩(wěn)定程度或穩(wěn)定系數(shù)，以定量計(jì)算結(jié)果輔助定性綜合分析和評(píng)價(jià)。邊坡層次分析結(jié)構(gòu)模型圖參見(jiàn)圖5。

圖5 邊坡層次分析結(jié)構(gòu)模型

工后評(píng)估工作采用收集高速公路資料與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查相結(jié)合，定性分析與數(shù)值計(jì)算相結(jié)合，邊坡普查與重點(diǎn)復(fù)查相結(jié)合的系統(tǒng)工作程序，遵循由簡(jiǎn)到繁、由淺入深、全面排查、突出重點(diǎn)的工作原則，綜合分析和評(píng)價(jià)高邊坡當(dāng)前穩(wěn)定狀態(tài)及其災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，并提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理防控對(duì)策。

3 高速公路“三坡”工后評(píng)估及排查工作的依據(jù)

主要基于現(xiàn)場(chǎng)孕災(zāi)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和工程地質(zhì)分析原理，進(jìn)行定性為主的評(píng)價(jià)分析，其依據(jù)的主要技術(shù)規(guī)范主要為《縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃技術(shù)要求》、《建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)要求》(DZ 0245-2004)、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330-2002)和《建筑邊坡工程鑒定與加固技術(shù)規(guī)范》(GB 50843-2013)，其它參考依據(jù)有：

(1)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTJ 064-1998)；

(2)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D30-2004)；

(3)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 018-1997)；

(4)《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ 073-1996)；

(5)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG F80/1-2004)；

(6)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GB 50086-2001)；

(7)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021-2001)；

(8)《巖土工程監(jiān)測(cè)規(guī)范》(YS 5229-1996)；

(9)《區(qū)域水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合勘查規(guī)范(1∶50000)》(GB/T 14158-1993)；

(10)崩塌滑坡泥石流調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)要求(2014年)；

(11)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》(DZ/T 0219-2006)。

4 高速公路“三坡”常見(jiàn)病害

一般地，基于山區(qū)高速公路的調(diào)查研究和相關(guān)既有研究成果，結(jié)合邊坡工程病害的性質(zhì)和規(guī)模，可總結(jié)歸納邊坡常見(jiàn)病害包括坡面變形病害、坡體變形病害和防護(hù)加固工程結(jié)構(gòu)變形病害等3個(gè)方面。如圖6所示。

圖6 公路邊坡工程病害分類圖

坡面變形病害一般包括：風(fēng)化剝落、泥石流(坡面沖刷)、掉塊落石、溜坍等；坡體變形病害一般包括：崩塌、滑坡、坍塌、坍滑、傾倒、潰屈、錯(cuò)落等；防護(hù)加固工程結(jié)構(gòu)變形破壞一般包括：坡面或地下排水工程設(shè)施損毀、坡面普通防護(hù)工程結(jié)構(gòu)變形或破壞(如骨架、護(hù)墻、植草等)、樁墻等支擋工程變形或破壞、錨固工程變形和破壞(如錨噴、錨索或錨桿、鋼筋混凝土梁或墩等)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)的加速發(fā)展，尤其是山區(qū)高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提速，緊迫的工期和苛刻的投資預(yù)算控制，造成了山區(qū)高速公路深挖路塹邊坡、高填路堤邊坡和隧道仰坡等在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中存在了一定程度的安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患，尤其是受強(qiáng)降雨等因素控制的滑坡、崩塌等是高速公路安全運(yùn)營(yíng)的定時(shí)炸彈。為了避免巨大的損失和不良社會(huì)影響，應(yīng)該把在運(yùn)營(yíng)高速公路邊坡進(jìn)行工后評(píng)估和地質(zhì)安全排查工作納入運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)的視線，適時(shí)把制度管理風(fēng)險(xiǎn)因素轉(zhuǎn)嫁到可控的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理，是一項(xiàng)長(zhǎng)期的必要性工作, 從而為邊坡工程日常養(yǎng)護(hù)、邊坡災(zāi)害防治措施的確定、邊坡災(zāi)害事故應(yīng)急方案等提出建設(shè)性意見(jiàn)。