李 勇， 莊生明， 黃文潔

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所，四川 成都 611734； 2.中國地質(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

一般來說，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邊坡整治設(shè)計觀念的差異，部分邊坡防護加固沒有達到高速公路設(shè)計標(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影響之后其內(nèi)部應(yīng)力調(diào)整是一個較為長期復(fù)雜的過程，相應(yīng)的治理加固措施能否完全達到治理效果缺乏充分的驗收評價過程，因此高速公路建設(shè)產(chǎn)生的“三坡”在運營期的穩(wěn)定與安全問題較為突出。

同時在運營期間，尤其是區(qū)域雨季的集中降水的影響下，相關(guān)運營管理中心對邊坡工后的穩(wěn)定性評價和地質(zhì)災(zāi)害危險性評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)(參見圖1～圖4)，除了一些不可抗力因素之外，管理層風(fēng)險意識和責(zé)任意識未體現(xiàn)到實處也是一個重要原因。

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期穩(wěn)定，對其進行工后評估和地質(zhì)安全運行評級排查，及時準(zhǔn)確地把握邊坡的穩(wěn)定性現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，必要時實施補強加固工程(包括錨索應(yīng)力損失后的補償張拉)或工程檢測與監(jiān)控量測，對高速公路的交通運營暢通和安全具有重要的指導(dǎo)意義和實用價值，也是管理風(fēng)險向可控的技術(shù)風(fēng)險轉(zhuǎn)嫁的一個重要措施。

圖2 臺灣基隆滑坡(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”工后評估及排查工作的內(nèi)容

按照我國公路行業(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)險評估和地質(zhì)安全評價兩個方面的咨詢內(nèi)容，是個動態(tài)、全程性的工作過程，其中按照交通運輸部《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風(fēng)險評估指南(試行)》的要求，施工安全風(fēng)險評估主要包括了總體風(fēng)險評估和專項風(fēng)險評估兩個階段，應(yīng)分別在項目開工之前和分項工程開工之前完成，著重于施工安全風(fēng)險源的識別、估測，并提出風(fēng)險控制措施。

而地質(zhì)安全評價則更具有專業(yè)實踐價值，涵蓋了從項目可研立項論證中的建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險性評估到項目實施、建成運營全過程，從最初的勘查、設(shè)計成果的咨詢到施工過程的變形安全監(jiān)測，以及施工結(jié)束后的地質(zhì)安全評估、防護結(jié)構(gòu)有效性驗證和邊坡穩(wěn)定性驗算、以及地質(zhì)災(zāi)害危險性評估等內(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)性與真實性。主要依據(jù)工程進展揭示的地質(zhì)信息，及時修正、完善勘查成果報告，為設(shè)計變更、動態(tài)反饋、優(yōu)化設(shè)計等提供地質(zhì)依據(jù)。

(2)設(shè)計文件的針對性、經(jīng)濟性與合理性。依據(jù)現(xiàn)場揭示的實際地質(zhì)情況，及時補充與完善設(shè)計內(nèi)容，為業(yè)主的合理投資計劃與施工工期的推進提供地質(zhì)依據(jù)。

(3)現(xiàn)場施工階段的地質(zhì)咨詢。針對施工過程的突發(fā)性地質(zhì)問題提供技術(shù)咨詢與服務(wù)，以及高風(fēng)險、高危險性邊坡施工期變形安全監(jiān)測，及時為施工過程提供安全預(yù)警保障。

(4)完成后的地質(zhì)安全運行評級排查和工后評估。施工結(jié)束后進行后續(xù)的運行安全地質(zhì)評估，包括對防護結(jié)構(gòu)的有效性評估、邊坡穩(wěn)定性驗算與評價、地質(zhì)災(zāi)害危險性評估等內(nèi)容，及時為運營管理單位提供安全風(fēng)險源辨識參考分級，做好對應(yīng)防范措施，避免造成重大生命財產(chǎn)損失和嚴(yán)重的社會影響。

其中可以把運營期三坡的穩(wěn)定性驗算評價和地質(zhì)災(zāi)害危險性評估統(tǒng)稱為工后評估工作。鑒于其內(nèi)容屬于“評估”范疇，故可以限定從業(yè)資質(zhì)適用于國土資源部核定的地質(zhì)災(zāi)害危險性評估資質(zhì)和地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查甲級資質(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)定性分析與評價的基本原則和傳統(tǒng)方法，結(jié)合山區(qū)高速公路邊坡的工程特點，工后評估工作采用邊坡穩(wěn)定性量化評價法和數(shù)值分析計算法相結(jié)合的綜合方法對邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)進行評價，并根據(jù)邊坡工程時空分布特征及其地質(zhì)災(zāi)害特征，結(jié)合現(xiàn)場情況進行分析，對邊坡災(zāi)害可能導(dǎo)致的人員傷亡、財產(chǎn)損失程度與危害范圍等方面的綜合風(fēng)險進行邊坡災(zāi)害風(fēng)險評估，從而為邊坡工程日常養(yǎng)護、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。

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

圖5 邊坡層次分析結(jié)構(gòu)模型

工后評估工作采用收集高速公路資料與現(xiàn)場調(diào)查相結(jié)合，定性分析與數(shù)值計算相結(jié)合，邊坡普查與重點復(fù)查相結(jié)合的系統(tǒng)工作程序，遵循由簡到繁、由淺入深、全面排查、突出重點的工作原則，綜合分析和評價高邊坡當(dāng)前穩(wěn)定狀態(tài)及其災(zāi)害風(fēng)險，并提出相應(yīng)的風(fēng)險管理防控對策。

3 高速公路“三坡”工后評估及排查工作的依據(jù)

主要基于現(xiàn)場孕災(zāi)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和工程地質(zhì)分析原理，進行定性為主的評價分析，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)害危險性評估技術(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)計規(guī)范》(JTG D30-2004)；

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

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

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

(6)《錨桿噴射混凝土支護技術(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)查評價技術(shù)要求(2014年)；

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

4 高速公路“三坡”常見病害

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)歸納邊坡常見病害包括坡面變形病害、坡體變形病害和防護加固工程結(jié)構(gòu)變形病害等3個方面。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、錯落等；防護加固工程結(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、坡面普通防護工程結(jié)構(gòu)變形或破壞(如骨架、護墻、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

隨著經(jīng)濟社會建設(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營過程中存在了一定程度的安全風(fēng)險和隱患，尤其是受強降雨等因素控制的滑坡、崩塌等是高速公路安全運營的定時炸彈。為了避免巨大的損失和不良社會影響，應(yīng)該把在運營高速公路邊坡進行工后評估和地質(zhì)安全排查工作納入運營管理部門的視線，適時把制度管理風(fēng)險因素轉(zhuǎn)嫁到可控的技術(shù)風(fēng)險管理，是一項長期的必要性工作, 從而為邊坡工程日常養(yǎng)護、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。