■余根炎

（福建省第一公路工程公司，泉州 362000）

1 引言

隨著公路等級(jí)的不斷提高，高速公路建設(shè)向山區(qū)延伸和發(fā)展，路塹高邊坡工程越來(lái)越常見(jiàn)。由于路塹高邊坡地質(zhì)條件的多樣性和復(fù)雜性，如邊坡高度高、坡率大、水文地質(zhì)條件復(fù)雜、受自然環(huán)境、氣候條件影響大等，高邊坡施工安全至關(guān)重要。本文以福建省廈蓉高速公路擴(kuò)建工程ZK141+100～K141+325 段左側(cè)高邊坡為例，應(yīng)用層次分析法對(duì)路塹高邊坡施工坍塌事故進(jìn)行預(yù)防對(duì)策的分析研究。

2 路塹高邊坡施工坍塌事故原因分析

一般路塹高邊坡施工坍塌事故涉及地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)因素、施工因素、管理因素等幾個(gè)方面，本文主要考慮在設(shè)計(jì)科學(xué)合理的前提下，從施工方面進(jìn)行分析并提出預(yù)防對(duì)策。

2.1 地質(zhì)條件

路塹高邊坡施工受邊坡高度、自然坡形坡率和設(shè)計(jì)坡率影響很大，以及各種不利的地層巖性如易滑及軟弱地層，存在向臨空緩傾貫通軟弱結(jié)構(gòu)面、節(jié)理性發(fā)育的坡體結(jié)構(gòu)和地下水等情況對(duì)路塹高邊坡穩(wěn)定性影響巨大。

2.2 施工因素

路塹高邊坡施工由于露天作業(yè)，受季節(jié)性影響明顯，選擇在雨季施工對(duì)路塹高邊坡穩(wěn)定性很不利；另外開(kāi)挖方法、防護(hù)工程措施、邊坡監(jiān)測(cè)都至關(guān)重要：一次性開(kāi)挖高度，是否開(kāi)挖一級(jí)防護(hù)一級(jí)，防護(hù)工程措施是否施作到位，以及在施工過(guò)程中邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)是否到位是保障施工安全的必要條件。

2.3 管理因素

路塹高邊坡施工技術(shù)難度大，施工隊(duì)伍的資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)、施工技術(shù)方案的編制和落實(shí)十分重要。許多施工單位因管理體系不健全，工程項(xiàng)目違規(guī)分包掛靠等，質(zhì)量安全管理薄弱也是造成路塹高邊坡施工滑塌事故的重要原因。

3 評(píng)價(jià)體系的建立

3.1 層次分析法

層次分析法AHP（Analytic Hierarchy Process）是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家薩蒂（Saaty.T.L）于20 世紀(jì)70 年代提出的一種定性和定量分析方法相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法。其主要思想是通過(guò)將復(fù)雜問(wèn)題分解為若干層次和若干因素，對(duì)兩兩指標(biāo)之間的重要程度進(jìn)行判斷，建立判斷矩陣，通過(guò)計(jì)算判斷矩陣的最大特征值以及對(duì)應(yīng)特種向量，就可以得出不同因素的重要程度的權(quán)值，為最佳決策提供依據(jù)。

層次分析法AHP 在對(duì)指標(biāo)的重要性進(jìn)行評(píng)判時(shí)，引入了九分位的比例標(biāo)度，見(jiàn)表1。判斷矩陣元素aij的標(biāo)度方法：

表1 相對(duì)重要性的比例標(biāo)度

備注：2、4、6、8為上述兩相鄰判斷的中間值。倒數(shù)：為兩因素的反比。

3.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)層次分析法和路塹高邊坡施工坍塌事故原因風(fēng)險(xiǎn)，建立路塹高邊坡施工坍塌事故評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型，如圖1 所示。

圖1 路塹高邊坡施工坍塌事故層次結(jié)構(gòu)模型

3.3 模型權(quán)重計(jì)算

本文以福建省廈蓉高速公路擴(kuò)建工程ZK141+100～K141+325 段左側(cè)高邊坡為例構(gòu)造判斷矩陣并進(jìn)行模型權(quán)重計(jì)算。該段高邊坡以土質(zhì)邊坡為主，邊坡高度達(dá)62.3m，邊坡設(shè)計(jì)最高為8 級(jí)，邊坡自然坡高陡，邊坡風(fēng)化不均勻，大里程方向覆蓋層較薄，小里程方向覆蓋層較厚，坡腳有堆積體存在，坡面有溜塌現(xiàn)象；邊坡坡體表層為坡積粉質(zhì)粘土，下伏碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，其下為全風(fēng)化粉砂巖，地下水發(fā)育，設(shè)計(jì)的工程防護(hù)措施主要為預(yù)應(yīng)力錨索框架，C15 片石擋墻，拱型骨架內(nèi)植草灌、客土噴播植草灌等，并且地處亞熱帶氣候區(qū)，年均降雨量較大，在施工過(guò)程中的不利影響因素較多。按照?qǐng)D1 的層次結(jié)構(gòu)模型，邀請(qǐng)建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位的道路工程專家學(xué)者及技術(shù)人員對(duì)各個(gè)因素的重要性進(jìn)行評(píng)估，再經(jīng)過(guò)算術(shù)平均，經(jīng)處理后構(gòu)成判斷矩陣。

（1）A—B 的計(jì)算

進(jìn)行兩兩比較得出比較矩陣A。

①采用方根法計(jì)算權(quán)重系數(shù)

[ω]i={0.40 0.40 0.20}

③進(jìn)行一致性檢驗(yàn)

由表2 可知，當(dāng)n=3 時(shí)，RI=0.58，因此CR=CI/RI=0＜0.1

檢驗(yàn)結(jié)果表明該比較的一致性可接受。

表2 隨機(jī)一致性指標(biāo)RI 取值表

（2）B1—C、B2—C、B3—C 的計(jì)算

同理可計(jì)算B1—C、B2—C、B3—C（見(jiàn)表3～5）。

表3 B1—C 判斷矩陣及單排序和一致性檢驗(yàn)

表4 B2—C 判斷矩陣及單排序和一致性檢驗(yàn)

表5 B3—C 判斷矩陣及單排序和一致性檢驗(yàn)

（3）Ci 對(duì)A 的重要性

進(jìn)行總排序和一致性檢驗(yàn)來(lái)計(jì)算Ci 對(duì)A 的重要性。

表6 Ci 對(duì)A 的重要性

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，我們可知本段路塹高邊坡施工坍塌事故預(yù)防措施重點(diǎn)：首先應(yīng)重視防護(hù)工程的施工，以及對(duì)坡體結(jié)構(gòu)、地下水、邊坡監(jiān)測(cè)和質(zhì)量安全進(jìn)行技術(shù)交底。邊坡要開(kāi)挖一級(jí)防護(hù)一級(jí)，施工前注意坡體結(jié)構(gòu)，如貫通軟弱結(jié)構(gòu)面、巖節(jié)理裂隙發(fā)育情況、地下水情況的調(diào)查和處理，施工中要加強(qiáng)邊坡監(jiān)測(cè)。其次要考慮地層巖性、施工季節(jié)的影響、邊坡高度、坡形坡率，以及選擇有經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍，制定完善的制度、施工方案和選擇合理的開(kāi)挖方法。

4 預(yù)防對(duì)策

針對(duì)福建省廈蓉高速公路擴(kuò)建工程ZK141+100～K141+325 段左側(cè)高邊坡施工可能影響坍塌事故的因素，提出以下預(yù)防建議：

4.1 加強(qiáng)施工前地質(zhì)調(diào)查

在施工前進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，及早發(fā)現(xiàn)老滑坡、潛在滑坡等病害，發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)不符，及時(shí)完善設(shè)計(jì)方案和工程措施。并調(diào)查周邊環(huán)境，可能受影響范圍內(nèi)是否存在建筑物、地下埋藏物、高壓線塔、水體設(shè)施等。

4.2 選擇合理的開(kāi)挖防護(hù)方法

土方開(kāi)挖以機(jī)械為主，分段進(jìn)行。每段自上而下分層開(kāi)挖，并及時(shí)用人工配合機(jī)械整刷邊坡。開(kāi)挖過(guò)程中，派人仔細(xì)調(diào)查開(kāi)挖坡面穩(wěn)定情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)加固處理。若遇石質(zhì)邊坡開(kāi)挖應(yīng)采取淺孔松動(dòng)爆破和光面爆破，嚴(yán)格控制藥量。土質(zhì)邊坡或巖性不穩(wěn)定邊坡開(kāi)挖應(yīng)安排在枯水季節(jié)施工，避開(kāi)雨季。在滑坡體上開(kāi)挖土方應(yīng)按照從上向下順序開(kāi)挖一級(jí)加固一級(jí)，對(duì)滑坡體加固可按照從滑體邊緣向滑體中部逐步推進(jìn)、分段跳槽開(kāi)挖施工，當(dāng)開(kāi)挖一級(jí)邊坡仍不能保證穩(wěn)定時(shí)應(yīng)分層開(kāi)挖分層加固。

在施工過(guò)程中，應(yīng)采取快開(kāi)挖、快防護(hù)的指導(dǎo)思想，加強(qiáng)施工管理，合理計(jì)劃工序。做好施工組織設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照正確的方法施工，合理控制邊坡坡率，適當(dāng)采用削坡減載等方式，增加邊坡穩(wěn)定性，預(yù)防坍塌災(zāi)害。

4.3 加強(qiáng)防護(hù)工程措施

路塹高邊坡必須遵循開(kāi)挖一級(jí)防護(hù)一級(jí)的原則，完成上一級(jí)防護(hù)工程后方可進(jìn)入下一級(jí)。有加固工程的土質(zhì)邊坡開(kāi)挖后應(yīng)在1 周內(nèi)完成加固，其他類型邊坡開(kāi)挖后應(yīng)盡快完成加固，不能及時(shí)完成加固的應(yīng)暫停開(kāi)挖。采用錨索框架加固方案的，錨索鉆孔注漿后，要立即施工外部框架等結(jié)構(gòu)，及時(shí)張拉，對(duì)邊坡形成有效錨固。外部框架要保證鋼筋、混凝土施工質(zhì)量。鉆孔后要清孔，錨索入孔后1h 內(nèi)注漿。采用二次注漿加大錨固力。正式施工前應(yīng)進(jìn)行錨固基本試驗(yàn)，對(duì)錨固力較小的地層應(yīng)加大鉆孔孔徑和錨固段長(zhǎng)度。按設(shè)計(jì)錨固深度施工，如出現(xiàn)地層軟弱變化應(yīng)及時(shí)變更增加錨固長(zhǎng)度。按有關(guān)規(guī)定或設(shè)計(jì)要求進(jìn)行邊坡變形和錨索拉力檢測(cè)。按設(shè)計(jì)要求建立邊坡變形觀測(cè)。

4.4 處理地表水、地下水

開(kāi)挖前做好坡頂截水溝、臨時(shí)排水溝，坡頂和各級(jí)平臺(tái)不得有積水。開(kāi)挖中如遇地下水涌出，應(yīng)先排水、后開(kāi)挖，并觀察地下水流是否對(duì)周邊產(chǎn)生影響。邊坡以外水體采取隔離、防漏、防塌工程措施。避開(kāi)雨季開(kāi)挖施工，必要時(shí)對(duì)坡面進(jìn)行防雨遮蓋。

4.5 加強(qiáng)施工過(guò)程中的邊坡監(jiān)測(cè)

在地質(zhì)不良地段施工時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)測(cè)量監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)山體有滑動(dòng)、崩塌跡象時(shí)，應(yīng)暫停施工，撤出人員和機(jī)具，并報(bào)上級(jí)處理。

4.6 完善落實(shí)質(zhì)量安全管理制度

建立完善的安全生產(chǎn)責(zé)任制，施工前做好質(zhì)量安全技術(shù)交底，施工中嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程和安全檢查制度，隨時(shí)觀測(cè)邊坡穩(wěn)定情況，一旦發(fā)生異常征兆及時(shí)處理，提前準(zhǔn)備應(yīng)急設(shè)備、物資，完善應(yīng)急預(yù)案，防患于未然。

5 結(jié)論

應(yīng)用層次分析法對(duì)路塹高邊坡施工坍塌事故各影響指標(biāo)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，能夠得到定性和定量的評(píng)價(jià)結(jié)果，有利于在實(shí)際施工過(guò)程中掌握整個(gè)系統(tǒng)中各因素的安全狀況，并針對(duì)路塹高邊坡的特點(diǎn)編制施工方案和預(yù)防對(duì)策。

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