高速公路路堑高边坡施工安全风险控制对策

陀建明

【摘 要】高速公路作为具有代表性的交通基础设施之一，在国家政策的引导下高速公路建设领域取得了重大突破，无论是施工技术水平还是施工安全性，较过去都有了较大的提高。高速公路路堑高边坡施工是安全风险较高的施工项目，涉及地质结构、施工技术、安全管理等方面，稍有不慎就有可能出现严重的施工安全问题。文章结合实际经验，探讨高速公路路堑高边坡施工安全风险控制对策。

【关键词】高速公路;路堑高边坡施工;安全风险控制

【中图分类号】U416.1 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2022）04-0161-03

0 引言

交通设施是保证地区间经济交流、文化沟通的重要基础工程，高速公路更是为人民群众出行提供了便利。近年来，我国高速公路施工规模和里程都有了大幅度增加。但是，高速公路路堑高边坡施工比较复杂，其中涉及大量安全风险，然而部分施工企业至今也未能认识到这些安全风险可能导致的后果，不重视对高速公路路堑高边坡施工安全风险控制。因此，探讨高速公路路堑高边坡施工安全风险控制对策具有一定的现实意义。

1 高速公路路堑高边坡施工存在的安全风险

我国地形复杂多变、地质构造多种多样，在高速公路工程施工的过程中，不可避免地会涉及山体开挖等问题，从而形成大量的边坡结构，就可能会产生一定的安全风险。在挖掘过程中，原有的地质结构被破坏，在施工技术不够合理、安全管控不到位的情况下，很容易发生边坡失稳、机械伤害、爆破伤害、触电伤害等一系列安全事故，这显然和高速公路路堑高边坡安全施工的要求不符[1]。目前，常见的高速公路路堑高边坡施工安全风险主要包括以下几个方面：①边坡深层变形失稳。这种安全风险来自边坡结构的整体变形，常体现为大规模滑坡、坍塌等，一旦发生将会造成巨大的影响。②边坡浅层变形失稳，一般指一级或多级坡变形，比如浅层滑坡、局部坍塌等都属于这种安全事故。③坡面变形，这也是比较常见的一种安全风险，坡面结构在长时间风化作用下会发生剥落、冲沟等现象，进而导致一定的安全风险，坡面变形属于比较好控制和处理的安全风险。不难看出，高速公路路堑高边坡施工安全风险具有多样化、危害性大的特点，想要控制好这些安全风险，就必须要充分了解安全风险的成因等，并以此为基础进行后续研究。

2 高速公路路堑高边坡施工安全风险因素识别

风险识别是高速公路路堑高边坡施工安全风险控制当中十分重要的一个步骤，其能够根据实际情况确定可能导致安全事故的各种因素，并且为后续安全风险评估、安全风险控制等打下坚实的基础。安全风险控制的方法非常多，工作人员一般需要结合工作经验分析潜在风险，并对现场勘查得到的各种数据进行比对，也可以聘请专家到现场进行分析，从而确定高速公路路堑高边坡施工安全风险的种类和影响等（见表1）。高速公路路堑高边坡施工安全风险识别过程比较复杂，工作人员往往需要付出更多的精力和时间[2]。想要对安全风险进行有效控制，就必须从高速公路路堑高边坡施工安全风险因素识别入手，结合大量的工作经验和现场调查数据，确定高速公路路堑结构是否存在安全风险，并明确不同安全风险因素的作用方式和影响范围，从而建立安全风险因素识别管控系统。根据目前的施工情况来看，高速公路路堑高边坡施工安全风险主要可以分为固有因素和可变因素两个部分，其中固有因素是指高速公路工程地质结构自有的一些风险因素，如边坡的几何形态、地质构造、地下水等;可变因素包括降雨、设计方案、施工方法等，是主要的风险控制对象。在高速公路路堑高边坡施工安全风險当中，水是极其重要的一种影响因素，许多边坡结构的失稳问题都和水有较大关系，比如在北方地区，春季解冻期是最容易发生高速公路路堑高边坡施工安全事故的时期，而南方地区的大规模降水也是导致边坡结构失稳的原因之一。在水的物理侵蚀和化学反应作用下，风化问题将会从边坡结构的表面逐渐延伸到内部，并给岩体结构造成十分严重的破坏，最终导致严重的高速公路路堑高边坡施工安全风险[3]。

3 高速公路路堑高边坡施工安全风险估计与评价

在各种施工技术日新月异的今天，保障高速公路路堑高边坡施工安全的手段也越来越丰富，而对高速公路路堑高边坡施工安全风险进行估计与评价，则是十分重要的一项工作。为确保估计评价的准确度，工作人员可从定量分析、非确定性分析两个方面开展评估工作。定量分析法主要包括极限平衡法、极限分析法、有限元法等，目前常用的且应用效果较好的为有限元法，其具有计算过程简单、评估准确度高等一系列特点。非确定性分析法也是一种比较常用的评估方法，它能够以数学方法对安全风险进行定量、半定量描述，常见的手段包括模糊综合评价、灰色分析理论、定量表格法等。为了确保安全风险评估的准确度，工作人员需要选择一种或多种安全风险分析方法，寻找高速公路路堑高边坡施工安全风险的原因、确定其影响范围等，同时根据有关法律法规对高速公路路堑边坡施工期失稳后果的严重程度进行确认，在此基础上根据严重程度确定安全风险处理方案[4]。工作人员在开展评估工作中一定要明确自身工作的重要性及承担的责任，自觉地对自身工作行为进行约束和规范，保证工作开展的标准化与严谨。结合实际需求选择适合且有效的评估方法，保证评估结果具有较高的科学性与参考价值，避免自身违规性操作对最终评估结构精准性造成不良影响，降低评估结果的实际参考价值。

4 高速公路路堑高边坡施工安全风险控制案例分析

4.1 工程案例地质条件

首先，要充分了解工程基本情况。某省国道A3标段是比较具有代表性的高速公路工程，该高速公路工程的路线全长51.478 km，边坡高度为35 m。在进行勘察工作的过程中，勘察孔深范围内未见地下水存在，在加强地表排水情况下，初步认定不易产生滑坡地质灾害，在工程开挖以后当地开始连续大规模降水，增加了山体滑坡和垮塌的风险。其次，要了解路堑边坡工程的地质概况。该高速公路项目位于完达山、张广才岭与老爷岭的交汇地带，属低山边缘到河谷的过渡地带，丘陵漫岗地形，地表植被多以耕地为主，海拔高度在170～380 m。当地的地形地貌比较复杂，高速公路施工存在高低起伏的特点，根据实际施工资料来看，该高速公路经过的路线具有地层分布简单的特征，其覆盖层为第四系全新统残坡积地层，主要为黏性土层及砂砾石，基岩为砂岩、玄武岩、花岗岩等。

4.2 高速公路路堑高边坡施工安全风险控制对策

4.2.1 鉴别高边坡施工安全风险

为确保高速公路路堑高边坡施工的安全性，工作人员要充分结合自身积累的工作经验，并根据现场勘察结果，对其中存在的安全风险因素进行鉴别。高速公路路堑高边坡施工安全水平受到多方面因素的共同影响，比如边坡结构的几何形态、周边的地质构造、区域性降雨情况等，都可能提升发生事故的概率。工作人员应通过有效手段鉴别这些风险因素，比如询问法、实地调查法、安全检查表法等都属于有效的鉴别方法。同时，需要对环境因素危险源进行准确鉴别，确定高速公路路堑高边坡施工安全风险应急处理方案，编制专业的应急救援标准，并对救援人员、救援设备等进行调配，确保将高速公路路堑高边坡施工安全风险的负面影响降到最低。

4.2.2 评估路堑高边坡的安全风险

案例工程具有一定的代表性，其存在大量的易引发安全风险的因素，经过工作人员反复分析，最终确定该工程具有Ⅲ级安全风险，在这个过程中，工作人员进行了大量风险评估工作，付出了巨大的努力。根据实际情况来看，该地区的风化作用比较明显，导致了粉砂岩开裂问题，在天气条件较差的情况下容易发生垮塌事故。不难看出，降水是高速公路路堑高边坡施工安全风险中比较重要的一个影响因素，降水量越大、降水时间越长，安全风险越难以控制，在今后的工作中应充分发挥信息化技术的作用，对高速公路路堑高边坡施工安全风险进行动态评估，确定不同安全风险因素的实时变化情况，从而保证安全风险能够得到及时有效的控制[5]。

4.2.3 模拟边坡施工的安全稳定性数值

工作人员应根据高速公路路堑高边坡施工的实际情况，利用有限元强度折算法等，做好边坡施工安全稳定性数值的模拟工作，一般可以借助ABAQUS有限元软件建立安全风险计算模型，并对高速公路路堑高边坡施工过程和进度进行模拟分析。首先，要对其无支护时的施工安全风险进行模拟，充分考虑施工环境中各种影响因素对边坡稳定性造成的一系列影响。其次，要对其有支护时的施工安全风险进行模拟，将这一次的模拟数据和没有支护的模拟数据进行比对，确认安全系数的变化，保证模拟的有效性。

4.2.4 边坡开挖施工应用边坡支护技术

高速公路路堑高边坡施工过程中存在大量的安全风险，在施工单位未能按照要求进行边坡支护的情况下，将会大幅度增加施工后期整个工程的安全风险，离开支护结构的保障，其稳定性将会大幅度缩减。目前，部分施工单位已经认识到高速公路路堑高边坡结构支护的重要性，并采取一系列措施提升边坡支护水平。比如，某高速公路施工中，施工单位在边坡开挖施工完成50%后，利用锚索技术对边坡结构进行有效的处理，在此基础上进行二次安全风险评估发现，该边坡结构的安全系数得到了一定的提升[6]。边坡支护技术不仅可以保证施工现场的安全性，对现场施工技术人员的生命财产安全进行保护，还可以避免后续高速公路工程实际应用阶段路堑高边坡出现滑坡、坍塌等不良事故，对高速公路运行安全性造成影响。边坡支护技术类型较多，需要结合施工现场实际情况选择最适合的技术手段，严格依据技术应用标准进行技术应用，将技术优势充分发挥出来，在保证技术应用成效的同时降低技术应用成本消耗。

4.2.5 加强路堑施工排水管理

高速公路路堑高边坡施工安全风险来自很多方面，而路堑结构排水不到位则是导致安全事故的主要诱因，根据实际工作经验，高速公路路堑高边坡主要由强风化粉砂岩组成，这种岩石结构本身的稳定性和致密性都不高，很容易在外界作用下被风化侵蚀，进而造成一定的高速公路路堑高边坡施工安全风险，给施工带来一系列不利影响。在高速公路路堑高边坡施工过程中，边坡结构始终暴露在外界环境中，发生大规模降水的情况下，水分将会从粉砂岩上的缝隙进入到边坡土体中，逐渐导致岩石结构垮塌滑落等问题，最终造成难以控制的安全事故。为了规避上述原因导致的安全风险，必须尽快加强高速公路路堑高边坡施工排水管理，采取道路与桥梁设计共用的方式规避降水导致的安全风险，共用设计能够保障高速公路施工的质量，在遇到软土地基等含水量比较大的特殊地质条件时，利用高架桥取代软土层道路地基，避免土壤水分过多导致的安全风险。此外，需要做好排水沟的设计和施工，结合边坡结构特有的高度差，保证降水能够第一时间被集中排放出去，避免水分带来的一系列安全风险[7]。

4.2.6 强化施工的监督力度

高速公路路堑高边坡施工安全风险控制具有一定的复杂性，想要对其进行控制工作人员必须做好施工监督工作，摆脱过去只依靠施工图纸进行管理的错误方法，根据实际情况建立边坡结构施工监管体系。第一时间发现可能导致边坡失稳问题的施工因素，并进行调整和指正，优化高速公路路堑高边坡施工安全风险控制效果。除此之外，需要结合事先进行的高速公路路堑高边坡施工安全风险评估模拟数据，确定边坡结构开挖过程中各个安全风险因素的变化情况，在发生边坡变形的情况下分析变形原因，并对变形位置、变形程度进行分析，在安全风险系数过高的情况下及时进行处理，将可能存在的高速公路路堑高边坡施工安全风险扼杀在摇篮里。

5 结语

高速公路路堑高边坡施工是整体施工过程中比较具有代表性的施工步骤之一，保证其施工质量和施工安全性至关重要。但是受到各种因素的影响，高速公路路堑高边坡施工安全风险比较突出，需要从安全风险评估、安全风险鉴别、安全风险控制等方面入手，通过加强施工监督、优化排水管理等方法，将高速公路路堑高边坡施工安全风险控制在一定范围内，确保施工项目安全顺利完工。

参 考 文 献

[1]陈宗省，李世磊，郝新同.高速公路改扩建路堑高边坡施工安全防护技术要点研究[J].砖瓦，2021（12）：117-

118.

[2]左路，郭良.公路路堑高边坡坡率的优化设计[J].交通世界，2021（29）：95-96.

[3]桑伟宁，吴红波.山区高速公路高边坡稳定性分析及动态设计[J].安徽建筑，2021，28（9）：149-152.

[4]鄧雷.高速公路改扩建路堑高边坡施工安全防护技术要点研究[J].工程建设与设计，2021（12）：150-153.

[5]钮延威.路堑高边坡工程施工安全风险评估研究[D].济南：山东大学，2021.

[6]张超.高速公路路堑高边坡施工安全风险评估研究[D].重庆：重庆交通大学，2021.

[7]李瑞菡.高速铁路黄土路堑高边坡稳定性分析及加固措施研究[D].兰州：兰州交通大学，2021.