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高速公路施工安全风险控制研究

摘要:高速公路路堑高边坡地质条件较为复杂,致使施工安全风险因素增加,为了确保边坡施工质量,施工团队需要对其中的安全风险进行进一步分析,并采取相应的风险控制措施。为此,从高速公路路堑高边坡施工安全风险分析模型出发,进一步总结了边坡施工安全风险的控制措施,旨在为高速公路施工提供相关意见。

关键词:高速公路;路堑高边坡施工;安全风险控制

1高速公路路堑高边坡施工安全风险分析模型

1.1构建分析数值模型。现阶段,高速公路路堑高边坡施工安全风险数值模型构建主要应用ABAQUS有限元分析软件,通过此软件,施工团队可以对边坡施工工程进行模拟,其数值计算工作应用的是二维平面应变方式。数值模型中的数值分析工作应用的是有限元强度折减法,此分析方式指的是操作人员需要不断降低数值模型总边坡土体的抗剪强度,直到达到边坡土体的最大破坏值;随后操作人员再结合弹塑性有限元计算方式便可以得到最终的边坡稳定系数,施工团队则可以以边坡稳定系数为依据,进行边坡施工工作,进而确保边坡的稳定性和安全性。1.2边坡施工安全风险计算流程。边坡施工安全风险计算流程如下:第一,在数值模型中,对未开挖的边坡不断施加重力,并通过分析软件进一步分析边坡的应力平衡,最终计算出边坡的初始应力平衡值。第二,通过定义单元分析方式,在数值模型中将第一步边坡开挖操作的土体移出,并重新进行对未开挖边坡的重力施加,最终计算出被移出土体的应力平衡值。第三,通过改变边坡土体施工参数的方式来实现对边坡土体强度的折减,进而计算出边坡的稳定系数。第四,在第三部计算操作的基础上添加锚杆或锚索,进一步确定边坡土体的稳定系数。1.3边坡开挖操作影响分析。边坡开挖操作在一定程度上会另边坡出现变形现象,如果出现的变形为塑性变形,边坡的稳定性则会发生大幅度降低,为此,施工团队需要研究塑性变形和边坡稳定系数之间的关系,并通过评估边坡开挖变形情况的方式来分析边坡的稳定性能。

2高速公路路堑高边坡施工安全风险控制措施

2.1在边坡开挖施工中应用边坡支护技术。在正常的高速公路路堑高边坡施工中,如果施工团队应用的是分级开挖方式且没有采取边坡支护措施,到分级开挖工作后期,边坡开挖安全系数将会大幅度降低,这说明没有支护措施的保障,边坡工程的稳定性和安全系数将会下降。为了避免上述问题的出现,施工团队需要在边坡开挖施工中应用边坡支护技术,例如,现假设某高速公路工程边坡开挖工作分为了四个阶段来进行,在边坡开挖工作进行到第三个阶段后,可以在第四个边坡开挖阶段进行前,对边坡进行锚索施加处理;并且在应用了支护措施后,边坡安全系数的提高和下降均在边坡开挖工程中有所体现,其中,第三阶段边坡开挖工作的安全系数下降幅度最大,为0.6%,第二阶段边坡开挖工作的安全系数提高幅度最大,为1.6%,由此可见,支护技术的应用能够整体性的提高边坡开挖工程的安全系数,实现了对边坡施工稳定性的良好控制。2.2加强高速公路路堑施工排水管理。高速公路边坡工程出现滑塌现象的原因主要可以分为内部原因和外部原因两种,降水则是外部原因的主要表现。高速公路路堑高边坡主要有强风化粉砂岩组成,并且粉砂岩表面可能会存在裂缝,这也是高边坡施工风险系数较高的主要原因之一,因此,在实际的边坡开挖过程中,边坡坡面会处于裸露状态,此时降水则会通过粉砂岩上的缝隙进入到边坡土体中,进而产生边坡工程滑塌问题。结合以往的高速公路路堑高边坡施工工程经验,可以得出以下结论:如果降水因素另边坡强度下降了10%左右,此时边坡施工的安全系数便会逼近高速公路路堑工程的最低安全系数1.05;降水因素另边坡强度下降了20%左右,此时边坡施工的安全系数便会小于高速公路路堑工程的最低安全系数1.05,这代表边坡施工工程不能达到安全标准。为此,施工团队要尽量将边坡施工工程安排在在旱季进行,并且要加强高速公路路堑施工排水建设,在边坡坡面采取相应的保护措施。如果施工过程中出现了降水现象,施工团队需要对边坡坡面采取覆盖措施,并搭建好排水装置,避免降水渗透到边坡缝隙中。2.3加大对施工工程的监督力度。高速公路路堑边坡稳定性的分析过程较为复杂,但是其分析数据精确程度较高,并且能够为边坡施工提供相应的数据支持,施工团队可以在结合分析数据的基础上,进行对边坡施工工程的质量管理。例如,施工团队可以结合分析模型评估的边坡施工安全风险系数,采取不同级别的风险防控方案,并对其中的主要风险因素加大防范力度,以此来确保边坡施工工程的顺利进行,并为工程质量和稳定性提供良好支持。

3结束语

综上所述,高速公路路堑高边坡施工安全风险控制措施的应用在工程质量控制中有着显著的应用效果,为此,施工团队可以加大对施工安全风险的分析力度,并确保分析过程的科学性和合理性,在此基础上通过在边坡开挖施工中应用边坡支护技术、加强高速公路路堑施工排水管理、加大对施工工程的监督力度等方式有效减少边坡施工风险因素。

参考文献:

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[3]王浩,豆红强,谢永宁,廖小平.路堑边坡全寿命周期风险评估及管理的技术框架[J].岩土力学,2017,38(12):3505-3516.

作者:沈永芳 单位:贵州路桥集团有限公司

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