水利工程高边坡挖掘施工风险研究

赵国凤

【摘 要】随着我国城乡一体化的发展，各大基础项目也在不断建设中。为满足我国社会生产以及人民的生活需求，应该进一步完善水利工程建设，提高水利工程的施工质量。在实际水利施工之中，不仅需要尽力建设水利工程，还需要对周围地形有一定了解，保证水利工程的施工效果。如果周围出现大量高边坡，就需要对其进行观察，判断是否存在危险性。

【关键词】水利工程;高边坡;挖掘施工;风险评估

在水利工程中，维持附近高边坡的稳定是非常重要的问题。因为高边坡出现滑坡意外会直接影响整个工程的建设、运营情况，所以在水利工程施工过程中，对周围高低坡进行风险分析，判断高边坡挖掘施工的风险等级，然后在施工期间对高边坡施工进行分级管理，避免安全事故发生。本文主要介绍水利工程中高边坡挖掘施工的风险评估方式，提高施工质量和施工效率。

一、水利工程高边坡施工风险评估概述

在水利工程施工中，存在大量的风险因素影响水利工程的施工质量，所以项目施工的管理人员应该针对特殊风险源进行监控，对水利工程高边坡开挖施工的风险进行定量评估，进而控制风险因数，提高施工质量。在水利工程施工的过程中，施工人员应该明确该工程施工的风险等级，制定合理的管理方式降低施工风险。此类的施工风险安全评估属于预测性内容，主要是对施工过程中可能存在的风险量化处理，得出施工风险等级。如果水利工程高边坡开挖过程中安全管理和技术管理不到位容易导致施工人员不按照技术标准施工，进而增大工程的施工风险，并逐步演化成安全事故，影响水利工程的正常施工。施工人员进行我国水利工程的高边坡施工风险评估时，应该先针对工程的特点，分析其可能存在的安全管理失误的途径，然后将其归纳，最后通过定量计算得到风险评估结果。

在施工过程中，施工人员应该明确造成施工危害的最初环节和最终环节，通过风险传递的过程判断其中存在的风险因素，由此就可确认高地坡施工过程中的致险因素。施工人员可以对致险因素进行监督控制，了解风险造成的原因和传递途径，逐步建立水利工程高边坡施工的总体风险评估指标体系。在该评估体系中需要考虑水利工程施工现场的周围环境、气候环境、地质环境等，最重要的就是边坡高度，因为这直接影响施工。最后施工方的管理人员根据水利工程高边坡施工风险评估的结果制定合理的施工方案。

二、水利工程高边坡挖掘施工评估方案

（一）高边坡施工风险评估方案

施工人员在进行水利工程高边坡施工风险评估时，需要进行风险分析、风险评价以及风险管理等三环节的工作，只有将这三个环节的风险评估做好才可对施工过程中的风险进行精准评估。根据工程中高边坡定量风险评估理论可知，灾害的风险分析可由定义范围分析、危险性分析以及危害后果分析三个部分组成，所以工作人员在风险评估时需要对这三方面内容进行分析。除此之外，工作人员还需要计算分析边坡破坏概率、危险发生的时空概率、安全事件发生概率以及易损性评价概率，通过这四个关键指标制定高边坡施工风险评估方案。

（二）施工评估中风险定量计算

在水利工程进行高边坡施工风险评估时，工作人员应该着重做好风险分析和风险评价，这两个环节的风险评估可直接应该参考AGS在对指标进行定量分析中对边坡财产损失和人身损坏进行定量计算分析。其风险定量计算所选用的公式为：

PLOL=PL×PT：L×PS：T×VD：T;

RPROP=PL×PT：L×PS：T×VPROP×E，在这两个公式中，PLOL为高边坡施工造成的年人员伤亡概率;RPROP代表边坡施工造成的年财产损失;PL代表工程危险性;PT：L代表安全事故发生概率;PS：T代表危险事件发生的时空概率;VD：T表示人员易损性;VPROP代表财产易损性;E代表高低坡施工的经济价值。

三、水利工程高边坡施工风险评估实例

（一）工程概况

为进一步展现此种测评方式的科学性，本文选取某区域水利工程施工前的岩质高边坡进行高边坡施工风险测评。已知该地地形较为复杂，起伏较大。水利工程周围的地层较为简单，主要为冲洪积层、坡残积层记忆风化岩层。并且该场地抗震设防烈度高达6度，设计地震动峰值加速度值为0.05g。本次选取的地域气候为亚热带季风性气候，温暖潮湿，降水易受季节影响，暴雨季节当地的水流速会骤增。地下水的主要类型可分为素填土中的上层滞水、冲洪积层松散岩类孔隙潜水等。当地河流的水位和水量容易受到季节变化的影响。在山50m处有人活动痕迹。该高边坡设计开挖6级，边坡高度为52.9m，土层由上至下为坡积粉质黏土、全风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩。

（二）施工风险分析

①施工危险性分析

本段分析施工危险性，这也是整个风险评估最为重要的环节。通常工作人员会极限平衡法对开挖边坡建模计算，求得安全系数，进而求得安全系数，判断高边坡施工的风险性。其实，在实际工程中，坡体的岩土会发生一定的变异性，所以无法准确计算其具体数值。本文采用概率分析法计算高边坡的危险性，计算高边坡的破坏概率。由于该水利工程的高坡变高度为52.9m，坡体开挖量较大，所以本次采用GeoStudio软件中的蒙特卡洛模拟法与极限平衡分析结合计算破坏概率，模拟次数为2000次。经过研究可知，该段边坡属于二元结构边坡，所以底部的碎块状强风化花岗岩为基岩模块。通过计算可得，当高边坡施工时，其安全系数为F&=1.052，安全系数小于1.25，其破坏概率PL1为25.02%，可靠指数仅为0.663，不满足我国水利工程施工的相关规定，所以需要对边坡整体加固。

②风险危害后果分析

水利工程的高边坡施工风险危害后果分析是判断风险标准的重要指标，主要是通过对周围区域承受危险的物体进行辨别，分析其价值和危险来临时的承灾体的概率、时空概率以及承灾体的易损性等指标，进而得出施工危险来临时人身伤害损失和我国财产损失。其中，承灾体的识别就是估计水利工程附近的土地资源、附近人群等。对承灾体的价值进行分析是通过计算滑坡事故影响的土地面积得知的。本工程中高边坡的開挖高度为52.9m，坡面长度为81m，斜坡角α为38°。根据物理公式可得侧滑距离可为71m;高边坡端影响距离为26m;两侧影响距离为68m，由此可算得，如果该边坡发生滑坡危险，受其影响的土地面积多达37234m2，再用土地面积计算土地价值，当地的每亩土地价值达到13.175万元，受到影响土地的总价值为737.8万元，如果水利工程遭到破坏，将损失的价值将会由水利工程的损伤价值与土地价值之和。

结束语：

本文主要介绍高边坡施工安全风险评估的方法。水利工程的施工人员在建设水利工程进行分析评估，进而选择合适的方式规避风险，保证水利工程施工的安全性，让水利工程在以后的应用中也不受周围高边坡的影响。

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（作者单位：山东省第二水利工程局有限公司）