公路高边坡设计阶段危险源风险评价程序★

李建春 沈旅欧

(1.广东省交通实业投资有限公司，广东 广州 510000； 2.西南交通大学，四川 成都 610031)



·道路·铁路·

公路高边坡设计阶段危险源风险评价程序★

李建春1沈旅欧2*

(1.广东省交通实业投资有限公司，广东 广州 510000； 2.西南交通大学，四川 成都 610031)

从公路高边坡的建设条件、边坡设计、施工方案以及后期运营管理等方面着手，研究了公路高边坡可能发生的安全危害诱因，据此提出了确定风险源的程序，并制定了相应的风险等级判定及风险评价程序，最后以某高速公路边坡为例进行了计算分析，验证了风险评价程序的有效性。

公路高边坡，风险源，风险等级，风险评价程序

0 引言

根据JTG D30—2015公路路基设计规范[1]的定义，土质边坡高度大于20 m、岩质边坡高度大于30 m的边坡称为高边坡。公路高边坡作为危险源，鉴于其岩体结构复杂，加固难度大，且往往受大气降雨和地下水的联合作用，可能出现大规模的滑塌现象，造成严重的经济损失和人员伤亡。因此，在全过程安全管理思想的指导下，需要从设计阶段开始就加强高边坡危险源辨识、风险评价工作，这是预防安全事故的有效措施。

鉴于对公路建设安全管理的重视，在2011年交通部针对公路桥梁和隧道工程颁布了《公路桥梁和隧道工程设计安全风险评价指南》(试行)[2]和《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评价指南》(试行)[3]。最近在2014年颁布了《高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估指南》(试行)[4],而这仅仅是针对施工阶段如何对高边坡工程的安全风险进行评估的指南，针对设计阶段如何进行风险评估还未颁布任何指导文献。

本文依托广东省某高速公路建设项目开展设计阶段高边坡风险评价的研究，首先提出了确定高边坡工程的安全风险等级判定的方法，并建立了相应的风险评价程序，最后以实际边坡为例进行了计算分析。

1 风险等级判定

决定安全风险等级的主要因素是事故发生的可能性以及其所造成的危害程度，在工程建设和运营中，危害程度主要可以从人员伤害、经济损失和环境影响三方面进行评价。因此，在进行公路高边坡工程设计阶段安全风险等级判定时，应从风险发生概率等级和风险损失等级两方面进行综合判定。

1)风险发生概率等级划分及其判断标准。

采用1级～5级来划分工程安全风险发生概率等级，根据安全事故发生的概率值Pf作为定量判断标准进行划分，第五级：Pf≥0.3，对应定性判断标准“频繁发生”；第四级：0.03≤Pf<0.3，对应定性判断标准“可能发生”；第三级：0.003≤Pf<0.03，对应定性判断标准“偶而发生”；第二级：0.000 3≤Pf<0.003，对应定性判断标准“很少发生”；第一级：Pf<0.000 3，对应定性判断标准“极少甚至不可能发生”。 特殊情况下，也可以采用年发生频率值来代替概率值。当进行定量计算来判定风险发生概率等级不现实时，可以采用定性方法进行判定。

2)风险损失等级划分及其判断标准。

风险损失等级按照惯例主要从人员伤亡、经济损失及环境影响三方面来确定判定，具体采用1～5逐步严重的五等级，当多种损失并发时，采用就高原则。

确定人员伤亡等级的判断标准主要依据国务院在2007年颁发的《安全生产事故报告和调查处理条例》[5]以及国家标准GB 6441—86企业职工伤亡事故分类标准[6]从重伤和死亡人数两个方面来判定。

确定经济损失等级的判断标准主要依据国务院《安全生产事故报告和调查处理条例》[5]来判定。

确定环境影响等级的判断标准主要依据《建设项目环境保护管理条例》[7]和《中华人民共和国环境影响评价法》[8]从影响范围、生态功能以及转移安置人员数量来进行判定。

3)安全风险等级的确定。

依据安全事故发生的严重程度以及所要求对应的预防和处理措施，公路高边坡工程设计安全风险等级划分采用四级制度：Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，分别对应：低度风险、中度风险、高度风险、极高风险。同时，分别以绿、黄、橙、红四种颜色进行标示，相应的安全风险等级、风险接受程度以及应对措施见表1。

表1 安全风险等级要求

参考国际隧道协会的指导《Guidelines for Tunneling Risk Management》[9]，综合安全风险发生概率等级和损失等级两个方面来确定最终风险等级，见表2。

2 风险评价程序

结合前节确定风险等级判定标准，实际应用中按照下面程序，分五步来确定安全风险等级。

第一步：参考危险源表来分类确定风险源(见表3)。实际执行时，应综合项目前期完成的工程可行性研究阶段的材料以及本阶段的勘察和设计资料，并基于对类似的高边坡工程的安全风险发生情况的调查统计结果，甚至可以对专家进行书面调查或请专家到现场进行调查。

表2 风险等级表

第二步：总结风险源在施工和运营期间可能带来的各种危险事件，并汇总成危险事件检查表(见表4)。

第三步：对风险源的风险发生概率及安全风险损失进行判定。

第四步：参考表2最终确定安全风险等级。

第五步：研究提出应对措施。

表3 设计阶段危险源表

表4 高边坡危险源与施工期间危险事件检查表

3 设计阶段风险评价算例

1)工程概况。

某高速公路K1632+970～K1633+110右侧边坡，一级坡高10 m，坡率1.0，平台宽2 m，锚杆格梁+护脚；二级坡高10 m，坡率1.0，平台宽2 m，锚索框梁；三级坡高10 m，坡率1.0，平台宽6 m，锚杆格梁；四级坡高10 m，坡率1.0，平台宽2 m，锚索框梁；五级坡高10 m，坡率1.25，平台宽2 m，拱架三维网植草；六级坡高11 m，坡率1.25，坡长140 m，拱架三维网植草。人工边坡最大高度约61 m。堑顶通长设截水沟。

2)地质条件。

地形地貌：本路段地处低缓丘陵，地形起伏较大，坡体地面标高199.4 m～264.5 m，设计标高200.6 m～206.4 m，自然边坡的坡度在20°～45°之间。山体植被呈现一般发育，主要生长有松树及各种灌木、蕨类植物。

地层岩性：经过野外实地调查并结合地质钻探资料，判断该边坡主要由第四系坡积粉质粘土、碎石和泥盘系～下石炭系砂岩、粉砂岩及其风化层组成。各岩土层分述如下：

①粉质粘土(Qel)：红褐色，稍湿，可塑，粘性差，砂岩残积成因，表层富含植物根系。局部分布，厚度0.30 m～3.30 m。

②全风化粉砂岩(D-C1s)：黄白色、黄灰色，稍湿，具母岩结构，岩芯呈坚硬土状，遇水软化。零星分布，厚度为21.50 m。

③强风化砂岩(D-C1s)：红褐色、黄褐色，岩石风化强烈，呈半岩半土状，遇水软化，可见石英，长石风化残留物，节理裂隙发育，岩芯极破碎，局部可见硅化变质。大部分分布厚度为0.90 m～53.20 m。

④中风化粉砂岩(D-C1s)：青灰色、灰黄色，粉砂质结构，层状构造，节理裂隙发育，岩芯较破碎，岩芯呈碎块状、短柱状，岩质较软。零星分布，最大揭示厚度为2.80 m。

地质构造：根据工程地质调绘及探坑开挖调查资料，地层层面产状约为108°～128°∠48°～63°。对于右侧边坡，岩层层面为外倾不利结构面。

水文地质概况：区内气候温和，雨量充沛，地表径流对坡面坡脚的冲刷较大。大气降水为地下水的主要补给来源，且地下水的主要类型是孔隙水和基岩裂隙水。地下水位位于路面设计标高之上。

根据前节的风险评价程序，此边坡的安全风险评价结果汇总见表5。

表5 算例风险评价结果汇总表

4 结语

在设计阶段研究分析建设条件、边坡设计、施工方案、后期运营管理等方面可能发生的安全危害诱因的基础上，提出了风险源的确定方法，基于此综合考虑风险发生概率级别和风险损失程度确定风险等级的方法，并提出了相应的风险等级判定及风险评价程序。通过实例分析对所提出的方法进行了演算，验证了方法的有效性和实施的方便性。成果可成为广东省公路高边坡建设和运营期间进行安全风险评价的参考。

[1] JTG D30—2015，公路路基设计规范[S].

[2] 交通部.公路桥梁和隧道工程设计安全风险评价指南(试行)[Z].2011.

[3] 交通部.公路桥梁和隧道工程施工安全风险评价指南(试行)[Z].2011.

[4] 交通部.高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估指南(试行)[Z].2014.

[5] 国务院.安全生产事故报告和调查处理条例[Z].2007.

[6] GB 6441—86,企业职工伤亡事故分类[S].

[7] 国务院.建设项目环境保护管理条例[Z].1998.

[8] 中华人民共和国环境影响评价法[S].

[9] 国际隧道协会.Guidelines for Tunneling Risk Management[Z].2002.

Safety risk evaluation process for high highway slope during design stage★

Li Jianchun1Shen Lv’ou2*

(1.GuangdongTransportationFacilityInvestmentCompanyLtd.,Guangzhou510000,China; 2.SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)

Starting from aspects of high highway slope construction conditions, slope design, construction scheme and post operation management, the article possible factors leading to high highway slope safety hazards, puts forward process of determining risk sources, and formulates corresponding risk rand identification and risk evaluation process. In the end, it carries out calculation analysis with the highway slope as an example, which proves the effectiveness of risk evaluation process.

high highway slope, risk source, risk rank, risk evaluation process

1009-6825(2016)05-0142-03

2015-12-03★：广东省交通厅科技计划项目资助(项目编号：2011-02-087)

李建春(1961- )，男，高级工程师

沈旅欧(1978- )，男，博士，副教授

U416.14

A