高速公路高边坡安全检查与地质灾害风险评价
公路交通技术2012年4月第2期Technology of Highway and Transport Apr．2012No．2
高速公路高边坡安全检查与地质灾害风险评价
黄祥谈
（福建省高速公路有限责任公司，福州350001）
摘
要：山区高速公路建设中，边坡地质灾害严重危害和威胁高速公路的建设和运营安全。为有效提高边坡工程地
基于高边坡安全检查，结合地质灾害易发性分析、危险性分析和易损性分析结果，提出质灾害防治技术与管理水平，
高边坡地质灾害风险指数和风险等级，并依据地质灾害风险管理准则，建立一套针对高边坡工程的安全检查与地质灾害风险评价标准体系及相应的边坡防控对策，为保障高速公路安全运营提供有力保障。关键词：高速公路；高边坡；地质灾害；安全检查；风险评价文章编号：1009－6477（2012）02－0008－05
中图分类号：U416．1+4
文献标识码：A
Safety Inspection and Risk Evaluation of Geological Disasters of High Slopes of Expressways
HUANG Xiangtan
Abstract ：In construction of expressways in mountainous area ，geological disasters of slopes seriously jeop-ardize and threaten construction of operating safety of expressways．In order to effectively improve preven-tive technology and management level for geological disasters in high slope projects ，this paper ，in combi-nation with the results of analysis for liability ，danger and vulnerability of geological disasters ，proposes risk indices and grades of geological disasters of high slopes ，and establishes a set of standard system for safety inspection and risk evaluation for geological disasters of high slope project and corresponding slope prevention and control countermeasures based on the risk management criteria for geological disasters ，pro-viding a powerful guarantee for safe operation of expressways．
Key words ：expressway ；high slope ；geological disaster ；safety inspection ；risk evaluation 随着山区高速公路建设的发展，不可避免地会遇到大量的路堑高边坡工程。由于山区高速公路地形及地质条件复杂、环境背景脆弱，故其边坡稳定与安全问题较为突出，经常发生落石、崩塌、滑坡以及防护加固工程结构破坏甚至失效等。为确保边坡的长期稳定，开展边坡安全检查与风险评价的研究与应用，提出相应的安全防控措施与治理对策建议，必要时开展安全监测预警工作或实施补强加固工程措施，对山区高速公路的交通运营畅通和安全具有重要的指导意义和实用价值
［1］
目前在滑坡灾害风险范。我国除香港以外的地区，
评估和管理方面虽取得了一些经验，但与国际水平
［2－5］
。仍存在明显差距
目前，在山区高速公路建设工程实践中，如何保
证路堑高边坡（简称高边坡）的长期稳定与安全又对风险评估及管理提出了新的挑战。本文借鉴国内外的相关经验，结合福建省山区高速公路大量的边坡工程实践与滑坡减灾防灾工作的实际需求和分析，提出山区高速公路高边坡安全检查与地质灾害评价及风险管理方法，为高边坡的安全检查和防控提供技术指导和支持。11．1
边坡地质灾害风险评价工作要点和框架评价工作要点
。
滑坡等地质灾害风险评估及管理研究迄今已经历了30多年的发展历程，目前在澳大利亚、意大利、香港和美国等国家和地区已建立起由滑坡灾害风险评估专业机构、工程建设业主、管理技术人员等组成的滑坡灾害风险评估与管理体系，有效地缓解了潜在的滑坡风险，树立了突发地质灾害防灾减灾的典
收稿日期：2011－12－19
作者简介：黄祥谈（1962－），男，福建省闽清县人，本科，高工．
为了建立一套高边坡工程的安全检查与地质灾
害风险评价标准体系，本文基于山区高速公路的地
2012年第2期黄祥谈：高速公路高边坡安全检查与地质灾害风险评价9
［6］
质环境条件，并结合边坡工程特点与交通运营要求，提出以下评价工作要点：
坡滑坡调查、山体滑坡调查等边坡病害发育状态调
查。调查评分标准见表1。2．2
灾害易发性分析
根据高边坡的类型、坡高、坡率、坡顶地形、潜在规模、病害历史、坡体结构、地表水和地下水等特征
［8－9］
，与规律并结合相关工程经验，采用因子叠加
法，可以建立高边坡地质病害易发性分析方法，如表
1）总结高边坡检查的内容和方法；
2）归纳高边坡失稳诱发地质灾害的主要影响因素，提出高边坡地质灾害的易发性分析方法；
3）基于高边坡防护加固工程结构的缺损状态和边坡地质病害的发育状态，提出高边坡稳定性分析和高边坡危险性分析与评价方法；
4）结合高速公路的交通流量和设计时速等高边坡地质灾害风险控制指标，提出高边坡地质灾害易损性分析方法；
5）综合高边坡地质灾害易发性、危险性和易损性提出高速公路高边坡风险评估方法。1．2技术框架
高边坡安全检查应建立在全面、系统的高边坡巡检调查成果基础上，需包括高边坡基本信息调查、高边坡动态信息调查
［7］
2所示。
2．3灾害危险性分析
高边坡地质灾害危险性分析应建立在高边坡工程稳定性评价基础上，即评价其边坡失稳诱发地质灾害的危险程度。
边坡稳定性评估可以通过专家咨询或经验建立
并基于边坡动态信息检查等，分层次层次结构模型，
评估边坡防护加固工程结构状态、坡面病害类型与
程度，以及坡体变形特点与规律，即采用层次分析法评估、预测边坡的稳定性状态和发展趋势，据此提出高边坡地质病害危险性分析方法，如表3所示。2．4
灾害易损性分析
由于高速公路高边坡地质灾害承险体特别繁
在风险评价中不可能逐一评价其易损性，故提出杂，
采用其关键影响因子（如交通流量和设计时速等）进行统计分析，各影响因子的权重需根据实际情况或者专家调查法获取。现采用因子叠加法，结合高速公路交通流量和设计时速等高边坡地质灾害风险控制指标，提出了高边坡地质灾害易损性分析方法，如表4所示。
2．5灾害风险评估与管理决策
综合考虑高边坡地质灾害易发度、危险度和易损度，提出了一种高速公路高边坡风险评估的简易方法，即：风险指数=危险度ˑ 易发度ˑ 易损度，其中易发度=易发指数/24，危险度=危险指数/100，易损度=易损指数/6。
在高速公路高边坡风险评估结论的基础上，根据风险指数可以划分5个不同的风险等级，并对应于可忽略、可容许、可接受、不可接受和拒绝接受等5个接受准则，进而提出相应的防控对策，如表5所示。3
算例
。通过高边坡安全检查，得
出边坡灾害易发性评价和危险性评价，结合交通条
件信息分析得出的边坡灾害易损性评价，可获得高速公路高边坡灾害风险指数，从而确定风险等级，制定安全防控措施与治理工程方案。高边坡安全检查与风险评价技术框架如图1所示。2
边坡地质灾害风险评价内容和方法
山区高速公路高边坡安全检查与风险评价的主要内容包括：1）高边坡基本信息调查；2）高边坡动态信息调查；3）高边坡地质灾害易发性分析；4）高边坡地质灾害危险性分析；5）高边坡地质灾害易损性分析；6）高边坡地质灾害风险评估与管理决策方法。2．1高边坡安全检查
高边坡安全检查主要包括高边坡基本信息调查和高边坡动态信息调查。
基本信息主要包括：边坡编号、起讫桩号、线路走向、边坡坡向、边坡长度、边坡高度、边坡坡级、边坡坡率和边坡防护加固工程措施，以及边坡地形地貌条件、地质构造特点、坡体结构类型、地下水发育状态与分布规律等。同时，边坡工程基本信息还应包括边坡的工程简介、工程图片、养护单位和主管部门等信息。
动态信息调查主要包括：排水工程调查、普通防护工程调查、支挡工程调查、锚固工程调查等边坡防护加固工程结构的缺损状态调查，以及坡面冲刷调查、风化剥落调查、掉块落石调查、坍塌崩塌调查、边
以某高速公路边坡为例进行分析。边坡为单级
高边坡，坡高30m ，坡体地质以残坡积土为主，坡率1ʒ 1．0，坡顶平顺（约15ʎ ）。对该边坡进行养护宏观巡查发现，坡体排水工程断裂拥堵、局部缺损冲毁，
10公路交通技术2012年
图1高边坡安全检查与风险评价技术框架
表1
路堑高边坡动态信息程度划分缺省系数
[***********]3401234
P10P9P8P7P6项
目
内
容
缺省系数
[***********]3401234
项目内容
基本畅通裂缝淤塞
P1
断裂涌堵缺损冲毀完全破坏基本完好变形开裂
P2
局部破损损毀严重完全破坏基本完好变形开裂
P3
倾斜错位破坏严重完全破坏基本完好锚头松裂
P4
掉锚断梁断锚毀梁完全破坏基本未冲（坡面整洁）零星冲刷（剥蚀掉块）
P5
局部冲刷（沟蚀片蚀）大部冲刷（坡面泥流）
完全冲刷
基本无风化剥落斑块状风化剥落片带状风化剥落大面积风化剥落全面积风化剥落基本无落石掉块偶发落石掉块零星落石掉块频繁落石掉块极度落石掉块无崩塌坍塌现象局部或级内边坡崩塌坍塌
跨级边坡崩塌坍塌大部边坡崩塌或坍塌整体边坡崩塌或坍塌无边坡滑坡变形单级边坡滑坡变形多级边坡滑坡变形大部边坡滑坡变形整体边坡滑坡变形无古老滑坡问题古老滑坡病害迹象古老滑坡复活变形古老滑坡变形严重古老滑坡完全变形破坏
P2为防护工程，P3为支挡工程，P4为锚固工程，P5为坡面冲刷，P6为风化剥落，P7为掉块落石，P8为注：1．P1为排水工程，
P9为边坡滑坡，P10为山体滑坡；下同。崩塌坍塌，
2．缺省系数的确定采用可内插取值法，完好评分值为0，破坏最严重程度评分值为4。
2012年第2期黄祥谈：高速公路高边坡安全检查与地质灾害风险评价
表2
高边坡地质病害易发指数描述
病害历史基本没有局部坍滑边坡滑坡基本没有局部坍塌坍塌滑坡基本没有局部崩塌崩塌滑坡
坡体结构风化土坡残积土崩滑流堆积土反倾接触水平接触顺倾接触相对完整岩体破碎层面顺倾
地表水反坡地形平顺地形沟槽地形反坡地形平顺地形沟槽地形反坡地形平顺地形沟槽地形
地下水坡面干燥坡面潮湿泉水湿地坡面干燥潮湿渗水泉水湿地坡面干燥裂面渗水泉水湿地
11
类型坡高/m
20
土质边坡
304025
二元结构
405530
岩质边坡
5070
坡率＞1．251．0 1．25＜1．0＞1．00．75 1．0＜0．75＞0．750．75 0．5＜0．5
α/（ʎ ）＜00 20＞20＜00 20＞20＜00 30＞30
潜在规模单级坡跨级坡多级坡2级坡3级坡4级坡1级坡2级坡3级坡
易发指数
123123123
注：1．α为坡顶地形的坡度；2．易发系数的确定采用可内插取值法，当实际情况超出项目描述范围时，可外延取值。
表3
项目P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10合
计
权重系数4．28．216．516．5315．18．312．424．8100
高边坡地质病害危险性分析（算例数据）
缺损系数2．53002．500000－
调整权重4．28．216．516．5315．100054．5
修正权重7．715．030．330．35．51．89．40．00．00．0100
稳定指数评分
2．93．830．330．32．11．89．40．00．00．080．5
组成系数
1111111000－
注：1．权重系数为经验专家系数；2．组成系数为该边坡P1 P10，存在为1，无为0；3．缺损系数为表1中P1 P10现场检查
状态的评分系数；4．调整权重=指权重系数ˑ 组成系数；5．修正权重=调整权重ˑ 100/各项调整权重之和；6．稳定指数评分=修正权重ˑ （4－缺损系数）/4，其中4为表1P1 P10项中缺省系数的最严重程度；7．危险指数=100－稳定指数评分。
表4
车辆/（辆·d ≤10000
15000≥20000
－1
高边坡地质病害易损性分析
易损指数1（低）2（中）3（高）
表5高边坡地质病害风险管理决策
接受准则可忽略可容许可接受
防控对策
日常养护管理
加强日常养护管理及必需要注意要的监控措施，
完善边坡工程监控措施，引起重视
制订病害防治工程方案，工程整治
封闭交通和启动预案，应急抢险
）设计速度/（km ·h －1）
≤60
80≥100
风险等级风险指数1级2级3级4级5级
≤0．050．05 0．10．1 0．15
平孔排水不畅，坡体表面潮湿。该边坡坡体局部有坍塌，坡体防护工程损毁严重。目前高速公路车流量为15000辆/d，设计速度为80km /h。
根据该坡体工程概况，结合表1、表2及表4进
P2为3、P5为2．5、行评分，得缺省系数P1为2．5、其它均为0，易发指数为15，易损指数为4。由分析
可知，该边坡危险指数为19．5（分析过程见表3）。通过计算，该高速公路边坡的风险指数为0．0812，
0．15 0．25不可接受≥0．25
拒绝接受
查表5为第2级，可容许状态，需加强日常养护管理及采取必要的监控措施。
（下转第16页）
16公路交通技术2012年
B 3=W 3j ·R 3=（0．55170．62740．62740．55170．62740．77570．8274），
A =W 1·R =（0．55730．6048
0．6605
0．8183
0．5572
0．6248
0．8138）。
S ］．北京：人民交通出版社，2001．养护技术规范［
［3］董瑞馄．基于老化的沥青路面预防性养护时机［D ］．上
2005．海：同济大学交通运输学院，
［4］谢全敏，夏元友．边坡治理决策的改进层次结构模型
J ］．岩土工程学报，2002，24（1）：86－88．及其应用［
［5］修文群．区域信息化的测度与评价［J ］．情报学报，
2002，21（2）：197－208．［6］王
D ］．淼．天津市道路客运枢纽总体布局规划研究［2006．天津：河北工业大学，
［7］许树柏．实用决策方法—层次分析法原理［M ］．天津：
1983．天津大学出版社，［8］
L Mikhailov．Group prioritization in the AHP by fuzzy preference programming method ［J ］．Computer ＆Opera-tions Research ，2004，31（2）：293－301．
［9］
C Mohan ，H T Nguyen．Reference direction interactive method for solving multiobjective fuzzy programming problems ［J ］．European Journal of Operational Research ，1998，107（3）：599－613．
［10］Ismail Erol ，William G ，Ferrell Jr．A methodology for selection
conflicting objectives and both qualita-problems with multiple ，
tive and quantitative criteria ［J ］．International Journal Pro-duction Economics ，2003，86（3）：187－199．
经计算，各方案从属于优向量的隶属度分别为
0．5573、0．5572、0．6248、0．6048、0．6605、0．8183、0．8138，根据最大隶属度原则，预防性养护措施推荐方案为薄层罩面。5
结语
AHP －模糊综合评价法适用于公路路面预防性
但实际应用中还应综合考虑资金养护措施的选择，
分配情况和养护计划安排，并结合路面状况、病害类经济效益等分项评价结果和本地区成熟的养护型、
经验来选择具体的养护维修措施。
参考文献
［1］David P．Pavement Preventive Maintenance Program Guide
lines ［M ］．Ohio ：The office of Pavement Engineer ，Ohio De-Partment of TransPortation ，2001．
［2］上海市公路管理处．JTJ 073．2—2001
公路沥青路面
欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍（上接第11页）
［2］王
涛，吴树仁，石菊松．国际滑坡风险评估与管理指丽，吴
飞，陈礼仪．震后边坡治理工程风险评价
4结语
高边坡安全检查与地质灾害风险评价方法是山区
J ］．地质通报，2009，29（8）：1006－1019．南研究综述［［3］吴
J ］．科技进步与对策，2009，26（21）：160－162．体系［
［4］赵宝平．国内外公路养护技术分析研究［J ］．交通标准
2005（5）：99－104．化，［5］胡小告，魏［6］王
浩．公路路堑边坡加筋土挡墙处治的稳
J ］．现代交通技术，2010，7（6）：22－24，27．定性分析［
．浩．岩质路堑高边坡设计理论和方法研究［D ］2007．北京：铁道科学研究院，
［7］福建省高速公路建设总指挥部．福建山区公路边坡工
R ］．福州：福建省高速公路建设程建造成套技术研究［2010．总指挥部，
［8］徐邦栋．滑坡分析与防治［M ］．北京：中国铁道科学出
2001．版社，
［9］王恭先，徐峻岭，刘光代，等．滑坡学与滑坡防治技术
［M ］．北京：中国铁道科学出版社，2004．
高速公路建设过程中预防和限制滑坡灾害发展的重要
措施之一，也是高速公路运营期间减少滑坡灾害导致的潜在财产损失和人员伤亡的最为有效和经济的手段。结合多年高速公路建设管理经验和实践，福建省初步建立了高速公路高边坡安全检查与地质灾害风险评价体系，并以此作为边坡工程建设与运营管理核心和重点，协助和指导有关边坡工程项目管理人员系统分析边坡工程项目的潜在风险和管理决策，为提高高速公路建设项目管理的整体水平奠定了基础。
参考文献
［1］廖小平．路堑边坡工程理论与实践［M ］．北京：中国铁
2011．道出版社，