魏安輝 ，邵江 ，牟琦 ，3，李永江 ，蔡瑋彬

（1.四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都 610041；2.四川雅西高速公路有限責(zé)任公司，成都 610031；3.四川省通川巖土工程技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司，成都 610041）

1 引言

對(duì)于修建在山區(qū)斜坡坡表的高速公路,在營運(yùn)通車后，山區(qū)斜坡病害會(huì)逐漸持續(xù)出現(xiàn)，病害主要形式以淺表層的滑坡為主，其余包括路基變形、危巖、滾石和泥石流等。對(duì)于各種類型的地質(zhì)病害發(fā)育程度如何，對(duì)高速公路會(huì)造成何種程度的危害，需要依據(jù)病害產(chǎn)生的特征、發(fā)育程度、危害程度等對(duì)災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，并提出更具科學(xué)性和合理性的管養(yǎng)措施。

2 高速公路邊坡的影響因素分析

2.1 主要影響因素

高速公路邊坡的主要影響因素有：斜坡的巖土體結(jié)構(gòu)、斜坡的坡形和坡高、斜坡的病害特征、已有斜坡的防護(hù)措施、斜坡的區(qū)域氣象水文環(huán)境、人工對(duì)斜坡的改造程度[1]。

2.2 各因素權(quán)重分析

結(jié)合已建高速公路邊坡的影響因素，根據(jù)各影響因素的屬性不同，可以分為2級(jí)。一級(jí)影響因素為斜坡變形特征、斜坡體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征、已有的斜坡防護(hù)措施、斜坡所處的氣象水文環(huán)境以及斜坡整體的地形特征等。

各一級(jí)影響因素根據(jù)相應(yīng)的種類存在不同的二級(jí)影響因素，如對(duì)于斜坡變形特征，其相應(yīng)的二級(jí)影響因素為變形的規(guī)模、變形的發(fā)展趨勢(shì)和變形的位置。結(jié)合一級(jí)、二級(jí)影響因素特征和影響程度可以建立公路斜坡病害影響因素分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3 評(píng)價(jià)方法

根據(jù)各種影響因素的影響程度進(jìn)行分級(jí)，對(duì)不同分級(jí)進(jìn)行賦值，并綜合考慮各種影響因素疊加產(chǎn)生的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中，對(duì)斜坡的綜合影響評(píng)價(jià)用斜坡病害影響系數(shù) K 表征。

斜坡病害影響系數(shù) K 按以下公式進(jìn)行：

式中，Xi為各不同因素的相應(yīng)影響值。

式中，δi為各一級(jí)指標(biāo)權(quán)重；δij為各一級(jí)指標(biāo)下的二級(jí)指標(biāo)權(quán)重；Uij為各二級(jí)指標(biāo)分值。

各影響因素的權(quán)重如何確定，主要采用層次分析法。其一般步驟為：首先，按照某種標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)影響目標(biāo)的元素進(jìn)行分類，以建立一個(gè)多層次結(jié)構(gòu)；其次，比較同一層次中各元素關(guān)于上一層次中某一準(zhǔn)則的相對(duì)重要性，并構(gòu)造出成對(duì)比較矩陣；然后，在符合一致性檢驗(yàn)的前提下，通過計(jì)算成對(duì)比較矩陣的特征值與特征向量確定每個(gè)元素對(duì)該準(zhǔn)則的權(quán)重；最后，計(jì)算各層元素對(duì)于系統(tǒng)目標(biāo)的總排序權(quán)重。

根據(jù)前述影響因素層次和相應(yīng)，可建立如下一級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣：

矩陣中 aij為判斷矩陣標(biāo)度，表明兩兩指標(biāo)相對(duì)研究系統(tǒng)目標(biāo)的重要性，其取值：a12=1，表明斜坡變形破壞特征 U1和地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征 U2兩個(gè)指標(biāo)同等重要；a13=1/3，表明指標(biāo)斜坡防護(hù)措施 U3比較指標(biāo)斜坡變形破壞特征 U1明顯不重要，反之，a13=3，表明指標(biāo)斜坡變形破壞特征 U1比較指標(biāo)斜坡防護(hù)措施U3明顯重要。

然后，按式（3）將判斷矩陣的每一列向量進(jìn)行歸一化，根據(jù)式（4）對(duì)歸一化后的矩陣按行求和，再根據(jù)式（5）將歸一化的向量歸一化，最后得到 W=[W1，W2，W3，W4]向量即為所要求取的權(quán)重向量[2]，計(jì)算結(jié)果如表1所示。

式中，n 為一級(jí)指標(biāo)數(shù)，下同。

表1 各一級(jí)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果表

最后要同樣的方法，對(duì)分別對(duì)二級(jí)指標(biāo)建立判斷矩陣，最終求出各二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，最終結(jié)果如表2所示。

表2 各級(jí)指標(biāo)權(quán)重分配綜合表

在確定權(quán)重的基礎(chǔ)上，可以計(jì)算各邊坡的評(píng)價(jià)指標(biāo)并進(jìn)行危險(xiǎn)性程度分級(jí)，危害性等級(jí)可分為5級(jí)：極嚴(yán)重（＞110），嚴(yán)重（110～80），大（79～60），中（59～40），小（＜39）。

根據(jù)建立的評(píng)價(jià)方法，在現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)某山區(qū)高速公路位于斜坡段病害進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，可以得到該高速公路的斜坡病害的危害程度。在調(diào)查的201個(gè)邊坡中，沒有危險(xiǎn)性等級(jí)極嚴(yán)重的邊坡，其中危險(xiǎn)性等級(jí)嚴(yán)重的邊坡11個(gè)，危險(xiǎn)性等級(jí)大的有21個(gè)，危險(xiǎn)性等級(jí)中等的44個(gè)，危險(xiǎn)性等級(jí)小的125個(gè)，根據(jù)相應(yīng)危險(xiǎn)性等級(jí)的劃分進(jìn)行了相應(yīng)的管養(yǎng)處置建議。

4 結(jié)語

通過前述分析可以得出如下結(jié)論：

1）營運(yùn)期間的高速公路地質(zhì)病害評(píng)價(jià)，因項(xiàng)目呈“線”狀展布，結(jié)構(gòu)物類型眾多，穿越不同的地質(zhì)環(huán)境，需要具有針對(duì)性的災(zāi)害評(píng)價(jià)方法用于山區(qū)高速公路的日常管養(yǎng)。

2）山區(qū)高速公路斜坡病害主要受斜坡的巖土體結(jié)構(gòu)、斜坡的坡形和坡高、斜坡的坡面病害特征、已有斜坡的防護(hù)措施、斜坡位于區(qū)域的水文氣象環(huán)境以及人工對(duì)斜坡的改造程度等，通過各種因素影響的綜合疊加可以對(duì)斜坡的病害危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3）對(duì)于山區(qū)斜坡的地質(zhì)病害評(píng)價(jià)由于復(fù)雜的環(huán)境因素，以及地質(zhì)體的演變影響，需要在一定周期變化內(nèi)，結(jié)合監(jiān)測(cè)和檢測(cè)定期進(jìn)行。