高速公路高路堤风险评估方法

高路堤风险评估方法1总体风险评估指标体系高填方路堤施工安全管理与稳定性受很多不确定因素的制约，同高边坡风险评估类似，如何正确确定公路高填方路堤施工安全的评估评价指标是一项复杂的、难度较大的系统工程。因此，在选取公路高填方路堤安全评判指标因素时评估小组也一直遵循系统性、灵活性、针对性、实用性及综合性的原则。在对公路高填方路堤破坏机制研究及《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)、《####省交通重点建设项目高危工程施工安全管理规定》、施工设计文件以及相关的文献资料等已有成果研究分析的基础上，基于####高速项目高填方路堤施工的实际情况，建立了高路堤施工安全风险评估指标体系。公路高路堤工程施工安全总体风险评估主要考虑填石料种类、填方部位地表形态、填方区排水、填方高度、施工机械及加固方式等六个评估指标，评估指标的分类、赋值标准可参见下表。表1高路堤施工安全总体风险评估指标体系评估指标分类分值说明填石料种类A1填石料土+石，岩石风化严重或岩石为软质岩（粉砂岩、泥质粉砂岩、凝灰岩、砂砾岩等）3-4应结合设计文件判定填石料土+石，岩石风化一般或岩石为中硬岩（白云质灰岩、石英片岩等）1-2填方部位地表形态A2陡坡坡度：0°～5°1-3应结合勘查资料综合判定坡度：5°～15°4-5坡度：15°～25°6-7坡度：＞25°8-9山间平地1-2填方区排水A3填方区水系改变，有排水措施1-2根据设计文件判定填方区水系改变，无排水措施3-4填方高度A4边坡填方高度超过20m3-7根据设计文件判定边坡填方高度小于20m1-2施工机械A5冲击夯实1-2根据设计文件判定常规碾压3-4加固方式A6有土工格栅或挡土墙等加固防护方式，与施工同步0根据设计文件判定无土工格栅或挡土墙等加固防护方式1 公路高路堤工程总体风险评估指标和风险的关系如下：（1）填石料种类。填料作为路基的主体，其反映出路基的使用功能和力学性质。不同的填料，其土工参数差异较大，具体表现在填方路基的强度和稳定性差别也很大。路基填料可以用土，也可以用石，但由于公路路堤填料沿线分布不均，其强度和稳定性受自然条件的影响很大。填料颗粒的大小、形态、级配情况会对填筑体的密实度、压缩性、强度以及排水性等工程性能产生影响。路基填土不同，其工程性质相差甚远。填土性质较差，将导致压缩性增大，在路基施工和运营期间产生交大的沉降变形。若填土中混入了种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土，或土中含有未经打碎的大土块等，由于这类土中有机物含量多、抗水性差、强度低等特性的作用，路堤将出现塑性变形或沉陷破坏。填土的级配不匀会造成填土空隙率增大，在一定期限内（例如经过一个雨季）可能产生局部的明显下沉。因本地区未发现特殊类土（黄土、膨胀土、红粘土、盐渍质土、多年冻土等），故可不考虑。（2）填方部位地表形态。填方部位不同的地表形态对高路堤稳定性会产生重要影响。当工程地质条件不良，原地面比较软弱，特别是在泥沼地段、流沙和垃圾以及其它劣质土地段填筑路堤时，若填筑前未经换土或很好地压实，则填筑完成后，原地面上土壤易产生压缩下沉或挤压位移。当路堤穿过沟谷时，沟谷中心往往填土高度最大，向两端逐渐减低，在路堤横断面上，往往迎水面填土高度小于背水面。这样也将由于填土高度不同而可能产生不均匀下沉，使路堤纵断面方向路面中间低、两边高，横断面方向的路肩一侧高一侧低。在本项目中，针对郧十高速公路路线的走向，将填方部位分为陡坡与山间平地两种不同的类型进行考虑，对于陡坡地形，根据不同的天然横坡度0～5°、5～15°，15～25°，＞25°分别赋予了不同的评分估值。（3）填方区排水。高填方会破坏原填方区的水系，路基排水的任务是把路基工作区内的土基含水量降低到一定的范围。土基含水量过大、排水不良会引起土质松软，强度降低，边坡坍塌，堤身沉陷或滑动以及产生冻害等。同时，渗流也将带走一部分土粒，使填土的孔隙率增大，在行车荷载及自重作用下压密，造成沉降。水是路基的大敌，对路基危害极大，当水渗入路基后，使填料自身产生变形，极易造成堤身下沉滑塌。 （4）填方高度。填方高度是在公路设计中根据公路平面线、纵断面等资料确定的。填方高度越高、路堤体积越大，要求路堤本身要具有足够的整体强度和稳定性，而路堤填筑面积和土石方工程量也会增加，这给施工过程当中控制施工质量增加了难度。在本项目评估中，将超过20m的高填方路基根据不同的高度分别赋予了不同的分值，基准分区间为[3，7]。（5）施工机械。在高填方路基的施工过程中，应按要求配备相应的整平、碾压机具，并按规范进行操作。若未按要求的压实工艺进行碾压，路基的压实强度不均匀，压实度达不到规定要求，将会导致高填方段路基产生较大的沉降变形。在分层填筑时，应按照《公路路基设计规范》要求的厚度进行铺筑。若随意将分层厚加大，而压实机具则按照规定的碾压遍数压实时，压实度将达不到规范规定的要求，当填筑到路基设计标高时，必然产生累计的沉降变形，在重复荷载和填土自重的作用下，便会产生下沉。（6）加固方式。在高填方路基的施工过程中，有无土工格栅或挡土墙加固对高填方路堤的稳定性及施工安全会产生重要影响。对于软弱地基、陡坡填方路基、高填方路基及深挖路基等地段利用土工格栅加固。对于路基填高较大，路基稳定性不足时，采用土工格栅进行处理。对于局部特殊路段，应设有挡土墙，用于支承路基填土或山坡土体以防止变形失稳，确保路基施工与防护同步。防止防护和路基施工的不同步处理不彻底、不完全，给后期施工和运营留下隐患，造成边坡部分开裂、局部滑塌和路面的不均匀下沉等病害。2总体风险评估模型高路堤施工安全总体风险大小计算公式为：R=A1+A2+A3+A4+A5+A6式中：A1指填石料种类所赋分值；A2指填方部位地表形态所赋分值；A3指填方区排水所赋分值；A4指填方高度所赋分值；A5指施工机械所赋分值；A6指加固方式所赋分值。评估指标体系中各指标所赋分值应结合工程实际，综合考虑各种因素的影响 程度而定，数值应取整数。3总体风险分级标准高路堤风险分级标准同样采用蒙特卡洛抽样技术进行确定，计算得到总体风险值R后，对照表4确定高路堤工程施工安全总体风险等级。表2高路堤工程施工安全总体风险分级标准风险等级计算分值R等级IV（极高风险）22分及以上等级III（高度风险）18-21分等级II（中度风险）13-17分等级I（低度风险）5-12分对总体风险等级在III级（高度风险）及以上的高路堤工程，纳入专项风险评估范围。评估小组根据总体风险评估情况，提出专项风险评估中需要重点评估的风险源。其他风险等级的边坡工程，也应视情况确定是否开展专项风险评估。