張潤(rùn)芝 ZHANG Run-zhi；鐘國(guó)強(qiáng) ZHONG Guo-qiang；王超 WANG Chao；柳尚 LIU Shang

（①山東高速基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有限公司，濟(jì)南 250000；②山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，濟(jì)南 250101；③山東高速濟(jì)濰高速公路有限公司，濟(jì)南 250200）

0 引言

泥灰?guī)r作為一種特殊的地質(zhì)類型，其物理力學(xué)性質(zhì)較為復(fù)雜，對(duì)高邊坡的開挖施工增加了不確定性和難度。高邊坡開挖施工的風(fēng)險(xiǎn)涉及多個(gè)方面，包括地質(zhì)構(gòu)造、巖體穩(wěn)定性、氣候條件、工程技術(shù)和人員管理等。這些風(fēng)險(xiǎn)如果不得到科學(xué)有效的評(píng)價(jià)和管理，將對(duì)工程的安全和進(jìn)度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

楊盛穎[1]針對(duì)山區(qū)公路項(xiàng)目施工風(fēng)險(xiǎn)及安全管理展開綜合探究，闡述了山區(qū)公路地質(zhì)狀況復(fù)雜、環(huán)境條件惡劣、公路建設(shè)難度較大、安全風(fēng)險(xiǎn)較高基本特征，介紹了山區(qū)公路安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序及主要特點(diǎn)，分析了山區(qū)公路主要施工風(fēng)險(xiǎn)，并提出了科學(xué)有效的施工風(fēng)險(xiǎn)防控與安全管理對(duì)策；代飛亞[2]通過將模糊集重心理論引入傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)判法中，提出了基于模糊集重心理論的邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，并將該方法運(yùn)用于某高速公路邊坡安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，經(jīng)對(duì)比與邊坡現(xiàn)場(chǎng)情況較為吻合，驗(yàn)證了方法的適用性和可靠性；沈簡(jiǎn)[3]將評(píng)估指標(biāo)分為連續(xù)型指標(biāo)和離散型指標(biāo)，分別采用敏感性分析及引入食品領(lǐng)域的排序檢驗(yàn)法作為分析手段，得到重要性排序結(jié)果；李顥峰[4]對(duì)路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別、評(píng)價(jià)與控制，提出了具體的控制措施和防護(hù)措施，對(duì)保障路塹高邊坡施工安全起到了一定的作用；丁剛[5]根據(jù)塊體影響對(duì)象不同進(jìn)行分區(qū)，采用三維剛體極限平衡法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算并作針對(duì)性防治設(shè)計(jì)，為有效管控環(huán)境邊坡風(fēng)險(xiǎn)，提出塊體失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估方法，明確了風(fēng)險(xiǎn)管控的重點(diǎn)對(duì)象，并按風(fēng)險(xiǎn)高低安排塊體施工順序，采取了設(shè)置施工支洞、臨時(shí)加固塊體和安全監(jiān)測(cè)等管控措施，有效保障了工程安全；梅鴻儒[6]針對(duì)山區(qū)公路邊滑坡地質(zhì)災(zāi)害評(píng)判和防治措施問題，建立了云南地區(qū)邊滑坡地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)計(jì)分析了影響邊滑坡地質(zhì)災(zāi)害的因素與失穩(wěn)比例的關(guān)系，確定了云南地區(qū)公路邊滑坡地質(zhì)災(zāi)害影響因素及其各項(xiàng)影響因子，建立適用于云南區(qū)域公路邊滑坡地質(zhì)災(zāi)害影響因素體系，利用模糊數(shù)學(xué)法進(jìn)行影響因子隸屬度計(jì)算，運(yùn)用層次分析方法進(jìn)行影響因子權(quán)重分配，通過模糊綜合評(píng)判獲得風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，采用影響因素疊加的方法對(duì)邊滑坡施工范圍存在周圍建筑物的情況下的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行疊加評(píng)價(jià)，從而提出了云南地區(qū)公路邊滑坡地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。

參照《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》（以下簡(jiǎn)稱《指南》）[7]，本文以濟(jì)濰高速公路K14+191.9～K14+950 右側(cè)高邊坡為例，闡述泥灰?guī)r的地質(zhì)特征，構(gòu)建泥灰?guī)r高邊坡開挖施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，分析開挖施工過程中可能涉及的各類風(fēng)險(xiǎn)因素，利用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論和方法，對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了定性和定量分析，從而識(shí)別出影響高邊坡開挖施工的主要風(fēng)險(xiǎn)源和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，分析其開挖施工總體風(fēng)險(xiǎn)，以提供有效的風(fēng)險(xiǎn)管理策略和決策支持。

1 工程概況及開挖防護(hù)設(shè)計(jì)

1.1 工程概況

濟(jì)南至濰坊高速公路（以下稱“濟(jì)濰高速公路”）是山東省“九縱五橫一環(huán)七射多連”高速公路網(wǎng)中“射三”線，西接京滬高速濟(jì)南至萊蕪段，東接濰日高速。項(xiàng)目全長(zhǎng)162公里，設(shè)計(jì)速度120 公里/小時(shí)，雙向六車道，路基寬34.5米。濟(jì)濰高速公路K14+191.9～K14+950 右側(cè)高邊坡為巖石邊坡，鉆孔揭露深度內(nèi)的地層主要為灰?guī)r、泥灰?guī)r等中等強(qiáng)風(fēng)化軟巖。坡面與巖層結(jié)構(gòu)面傾向相反，邊坡相對(duì)穩(wěn)定，但節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎。巖土層自上而下分別為：12-1-2-2 層強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r、12-1-3-2 層中風(fēng)化灰?guī)r、12-1-2-1 層強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r（四級(jí)平臺(tái)附近）、12-1-3-1 層中風(fēng)化灰?guī)r、12-2-3-1 層中風(fēng)化泥灰?guī)r（四級(jí)邊坡附近）、12-1-3-1 層中風(fēng)化灰?guī)r、12-1-3-2 層中風(fēng)化灰?guī)r?？辈煳匆姷叵滤鶕?jù)項(xiàng)目所在區(qū)域氣候特點(diǎn)推測(cè)，該邊坡地下水應(yīng)為松散巖類孔隙水及巖溶裂隙水，其補(bǔ)給來源主要靠大氣降水的入滲補(bǔ)給，但該區(qū)夏季易受暴雨影響，集中大強(qiáng)度的降雨不利于深路塹邊坡的整體穩(wěn)定。

1.2 開挖防護(hù)設(shè)計(jì)

該邊坡為巖石邊坡，根據(jù)類似項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)推測(cè)為爆破+機(jī)械開挖方式，因此有必要充分考慮爆破振動(dòng)對(duì)已開挖部分邊坡穩(wěn)定性的影響。初步設(shè)計(jì)為：邊坡分8 級(jí)開挖，總高度超過70m，除頂部一級(jí)坡高邊坡不足10m 外，其余七級(jí)坡高均為10m。邊坡坡率自下而上分別為1∶1.25、1∶1、1∶0.75、1∶1、1∶1、1∶1、1∶1、1∶0.75～1∶1。邊坡平臺(tái)除2 級(jí)和4 級(jí)寬度6m 外，其余各級(jí)平臺(tái)寬度均為2m。1 至3 級(jí)邊坡采用錨桿格子梁+噴混植生防護(hù)，4 至5 級(jí)邊坡采用錨索格子梁（六束）+噴混植生防護(hù)，6 至7 級(jí)邊坡采用攀緣植物+主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)防護(hù)，第8 級(jí)邊坡種植攀緣植物。

2 總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系法

由《指南》中指標(biāo)體系法可知，根據(jù)建設(shè)規(guī)模、地質(zhì)條件、誘發(fā)因素、施工環(huán)境、資料完整性將指標(biāo)分為五個(gè)主要反映路塹高邊坡風(fēng)險(xiǎn)的大類。基于指標(biāo)分類提出評(píng)估指標(biāo)，并按重要性從高到低排序，采用權(quán)重系數(shù)對(duì)各評(píng)估指標(biāo)重要性分區(qū)。按評(píng)估指標(biāo)重要性排序確定權(quán)重取值，按照公式（1）計(jì)算。

式中，酌——權(quán)重系數(shù)；

n——評(píng)估指標(biāo)（重要指標(biāo)）項(xiàng)數(shù)；

m——重要性排序，m≤n。

根據(jù)上述五類指標(biāo)體系劃分11 個(gè)不同指標(biāo)（邊坡高度X11、坡形坡率X12、地層巖性X21、坡體結(jié)構(gòu)X22、地下水X23、施工季節(jié)X31、自然災(zāi)害的影響X32、工程措施類型X41、周邊環(huán)境X42、地質(zhì)資料X51、設(shè)計(jì)文件X52），建立評(píng)估指標(biāo)體系。根據(jù)指標(biāo)體系的重要性不同，路塹高邊坡施工總體風(fēng)險(xiǎn)按照公式（2）、公式（3）計(jì)算。

式中，Xij——評(píng)估指標(biāo)的分值，i=1，2，3，4，5；j=1，2，…，n。n 為對(duì)應(yīng)第i 類評(píng)估指標(biāo)包括重要指標(biāo)的數(shù)量。

計(jì)算得出F 值后，對(duì)照表1 確定路塹高邊坡施工安全總體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

表1 路塹高邊坡施工安全總體風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3 泥灰?guī)r高邊坡開挖施工總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

3.1 泥灰?guī)r地質(zhì)特征

泥灰?guī)r中含有一定比例的粘土礦物，在濕潤(rùn)條件下表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸水性和膨脹性。當(dāng)受到水分影響時(shí)，泥灰?guī)r容易產(chǎn)生體積膨脹，從而導(dǎo)致巖體的不穩(wěn)定和破壞。作為一種相對(duì)軟弱的巖石，其抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度較低，這一力學(xué)性質(zhì)直接影響著高邊坡開挖施工的穩(wěn)定性和安全性。

此外，泥灰?guī)r中常常含有脆性和軟弱層，表現(xiàn)出較強(qiáng)的塑性和可塑性，容易發(fā)生流變和蠕變現(xiàn)象。這也增加了高邊坡開挖施工的難度和風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 泥灰?guī)r高邊坡開挖施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)工程地質(zhì)勘察、現(xiàn)場(chǎng)踏勘及資料查閱，濟(jì)濰高速公路K14+191.9～K14+950 右側(cè)高邊坡施工風(fēng)險(xiǎn)源包括建設(shè)規(guī)模、地質(zhì)條件、誘發(fā)因素、施工環(huán)境、資料完整性。坡頂開挖線以外一定區(qū)域范圍內(nèi)不存在地表建筑物、地下埋藏物、高壓線塔及水體設(shè)施，評(píng)估指標(biāo)n=10。各指標(biāo)重要性排序依次為：地層巖性、邊坡高度、施工季節(jié)、坡形坡率、工程措施、自然災(zāi)害的影響、坡體結(jié)構(gòu)、地下水、工地質(zhì)資料、設(shè)計(jì)文件。根據(jù)公式（1）計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)如表2 所示，總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系如表3 所示。

表2 指標(biāo)權(quán)重系數(shù)

表3 路塹高邊坡施工安全總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

3.3 泥灰?guī)r高邊坡開挖施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)公式（2）和表3 可得：

根據(jù)表1 可知，邊坡施工安全總體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為III（高度風(fēng)險(xiǎn)）。其主要風(fēng)險(xiǎn)源為：地層巖性、邊坡高度、施工季節(jié)。

4 結(jié)論和建議

4.1 結(jié)論

采用指標(biāo)體系法對(duì)濟(jì)濰高速公路K14+191.9～K14+950 右側(cè)高邊坡開挖施工開展了總體安全評(píng)估，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為III（高度風(fēng)險(xiǎn)）。該風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則為不期望，必須采取措施降低風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)格日常安全生產(chǎn)管理，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡視。同時(shí)，根據(jù)《指南》要求，應(yīng)對(duì)該邊坡開展專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

4.2 建議

針對(duì)高速公路路塹高邊坡施工的高度風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，必須高度重視風(fēng)險(xiǎn)管理工作，采取有效的措施和策略，以確保施工安全和順利推進(jìn)工程。同時(shí)，科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理應(yīng)是整個(gè)施工過程中的持續(xù)性工作，不斷優(yōu)化和改進(jìn)措施，以降低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為目標(biāo)。對(duì)此，針對(duì)開挖施工期間及通過運(yùn)營(yíng)維護(hù)期間，提出以下建議：

4.2.1 開挖施工建議

①詳細(xì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)測(cè)：進(jìn)一步深入分析導(dǎo)致總體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為三級(jí)的具體風(fēng)險(xiǎn)源，確定其影響因素，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。通過科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行量化評(píng)估，以便優(yōu)先處理高風(fēng)險(xiǎn)因素。

②合理設(shè)計(jì)施工方案：結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，制定合理的施工方案，包括合理的開挖深度、坡度、邊坡設(shè)計(jì)和支護(hù)措施。避免采取過于陡峭或過于寬闊的開挖設(shè)計(jì)，以降低邊坡的穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)。

③采用合適的支護(hù)措施：在施工前進(jìn)行地質(zhì)勘察和分析，對(duì)可能出現(xiàn)問題的地段進(jìn)行預(yù)處理和加固。根據(jù)邊坡地質(zhì)條件和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，選擇適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)措施。支護(hù)措施的選擇應(yīng)考慮其穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，以保障施工安全并降低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

④加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)：建立高邊坡施工的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，包括地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、位移監(jiān)測(cè)、水位監(jiān)測(cè)等。及時(shí)獲取邊坡變形和滑動(dòng)等信息，以便采取相應(yīng)的緊急處理措施，減少事故風(fēng)險(xiǎn)。

⑤嚴(yán)格管理施工作業(yè)：建立完善的施工管理制度，嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程。加強(qiáng)施工人員的培訓(xùn)，確保施工人員具備必要的專業(yè)知識(shí)和技能，提高施工安全意識(shí)。加強(qiáng)施工監(jiān)管，確保施工人員按照規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，避免違章施工和不當(dāng)操作導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)增加。

⑥應(yīng)急預(yù)案與溝通合作：制定完善的應(yīng)急預(yù)案，針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)情景進(jìn)行演練。在突發(fā)事故發(fā)生時(shí)，能夠快速反應(yīng)并采取適當(dāng)措施，減少事故影響。高速公路路塹高邊坡施工涉及多個(gè)部門和專業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)加強(qiáng)與相關(guān)部門的溝通合作，形成合力，共同降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

4.2.2 運(yùn)營(yíng)維護(hù)建議

①警示標(biāo)志：在高邊坡附近設(shè)置醒目的警示標(biāo)志，提醒過往車輛和行人注意高邊坡施工區(qū)域，防止人員闖入施工區(qū)域。

②防護(hù)網(wǎng)或擋墻：對(duì)于較陡峭或高風(fēng)險(xiǎn)的高邊坡，安裝防護(hù)網(wǎng)或擋墻，以防止巖石或土石塊墜落，保護(hù)路面和過往車輛行人的安全。

③排水系統(tǒng)：建立有效的排水系統(tǒng)，確保高邊坡表面不積水，降低地下水位，防止水文因素導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。

④綠化與植被：合理進(jìn)行綠化和植被覆蓋，加固邊坡，減緩雨水沖刷，增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。

⑤定期檢查與維護(hù)：在施工完成后，定期對(duì)高邊坡進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)處理可能出現(xiàn)的問題，保持邊坡的穩(wěn)定性。