公路路堑高边坡施工中安全风险探析

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公路路堑高边坡施工中安全风险探析

摘要:分析了高边坡施工风险,提出高速公路路堑边坡施工安全风险防范措施:有效鉴别施工安全风险、评估路堑高边坡的安全风险、模拟边坡施工中的安全稳定性数值、控制边坡施工安全风险、加大风险控制力度,旨在有效控制和防范高速公路路堑高边坡施工安全风险,预防安全事故的发生,最大程度地促进施工建设的顺利进行。

关键词:高速公路;路堑;高边坡;安全风险;防范措施

1工程简介

1.1工程基本情况。以国道丹阿公路鸡西至穆棱段A3标段为例,路线全长51.478km,边坡高度为35m。此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。但是,开挖后,由于受到连续降雨或特大暴雨的影响,极易引发山体滑坡。基于此,应加强对施工安全风险的评价,制定风险控制措施。

1.2路堑边坡工程的地质概况。项目区域位于完达山、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170~380m。由于鸡西市高低相间的地貌特征,路线起伏相对较大。根据已有资料综合分析,路线地层分布简单,覆盖层为第四系全新统残坡积地层(Q4el+dl),主要为黏性土层及砂砾石,基岩为砂岩、玄武岩、花岗岩等[1]。根据自然地理和地表水的分布特点,沿线划分为低山丘陵区和山前平原区。地下水主要以潜水和上层滞水为主。低山丘陵地带上部为黏性土,砂、砾石层厚度较小,且基岩又为隔水层,加之多年矿区采空,使地下水流失,造成地下水相当匮乏。

2高边坡施工风险分析

高速公路建设过程中需要对山体开挖建路,所以经常出现高边坡现象,但在施工因素的影响下容易对原有的地质平衡造成影响,如果施工人员无法采取有效的应对措施,极易加重其风险程度。在开挖过程中,边坡的深层变化比较严重,极容易造成变形现象,很难维持其稳定状态。滑坡和坍塌现象经常出现,极容易波及到其他区域。浅层变形现象也比较常见[2],不可能避免滑坡和坍塌风险,其破坏力为6~7m。在风化现象影响下,由于降雨的出现,极容易造成坡面变形。所以必须强化施工过程中的安全意识,采取科学的风险控制措施,来促进施工活动的顺利进行。

3高速公路路堑高边坡施工安全风险防范措施

3.1有效鉴别施工安全风险。要促进高边坡施工的顺利进行,工作人员应加强对以往经验的融合,通过实地考察,落实安全风险因素的鉴别工作。高边坡施工存在着较多的影响因素,如几何形态、地质构造、降雨因素等。借助有效的风险识别方法,不断提高设计方案的准确性。要采取灵活可行的方法,如询问法、实地调查法、安全检查表法等。高度重视环境因素危险源的辨识,制订、监督施工安全、环保措施,加强安全应急救援预案的编制,并配备专业的应急救援人员、器材设备,促进组织演练活动的顺利实施[3]。加强对项目的全面检查,深入分析和总结存在的问题,制定有针对性的预防措施,反复验证实施效果。开展信息收集、整理和反馈工作,第一时间向上级部门汇报。

3.2评估路堑高边坡的安全风险。在开挖原因和预应力锚索施工等因素的影响下,该工程最终确定为Ⅲ级风险。由于风化的出现,可扩大粉砂岩的裂缝状态,而且由于天气恶劣,极容易引发坍塌事故。所以,雨水对坡体的影响是造成安全风险的重要表现[4],在雨量增加的影响下不可避免地会发生滑坡和坍塌事故。应加强信息技术的应用,加强动态设计,在检测到危险情况后,无需开挖,应借助回填反压来应对第4级坡的坍塌事故,结合五、六级进行加固。应加强对预应力锚索框架格梁的应用,确保良好的加固效果。

3.3模拟边坡施工中的安全稳定性数值。根据边坡的稳定性,加强对有限元强度折算法的应用,为数值的模拟分析提供依据。借助ABAQUS有限元软件,顺利获取计算模型,模拟化分析该工程的实际进度。在第一至三级边坡施工过程中,应加强对安全性的分析。首先,无支护时的施工情况。在第三级边坡施工后,纵向数值应满足要求的1.05[5]。在施工环境中,设备对机械振动的影响极容易产生失稳风险,见图1。其次,有支护时的施工。与没有支护的作用下进行对比,稳定安全系数至少增长了10%,有效控制了失稳风险,见图2。图2稳定安全系数的曲线变化Fig.2Changeofthebucklingsafetyfactorcurve如果土体被软化10%时,影响程度并不大,但土体被软化到20%那就难以避免边坡失稳的风险。

3.4控制边坡施工安全风险。施工工序的设计。第一级坡开挖时,要控制边坡变形规模,高度重视开挖速度,要在边坡有一定的稳定性时再开挖。第三级边坡开挖时,要防止失稳现象出现,要加强对第四级边坡的预应力锚索。

3.5加大风险控制力度。做好施工方案细节的调整。如果风险等级较低,应同时开展开挖和支护工作,遵循自上而下的原则,促进开挖活动的顺利进行。但在风险增加情况下,应验算其稳定性,以此来调整施工工作。为提高风险源的管控措施,应结合针对性原则,促进安全技术交底工作的顺利进行。构建工程项目施工安全重大危险源台账,严格监督和管理重大危险源[6]。主动公示该工程项目的施工安全重大危险源,加强对动态化管理方式的应用,不断提高重大危险源的管理水平。

作者:董春明 单位:大庆市励丰工程监理有限公司