滑坡治理工程效果评价体系构建及应用研究

时间:2022-10-13 08:33:06

滑坡治理工程效果评价体系构建及应用研究

摘要: 在借鉴前人的研究成果基础上,采取多种方式征求滑坡专家意见,建立了滑坡治理工程评价指标体系,依托指标体系对挖断村滑坡的治理效果进行系统评价。从而为重庆地区以及三峡库区众多复杂滑坡治理工程效果评价工作的开展提供有益的支持。

Abstract: Based on the predecessors' research results, various ways are used to solicit the landslide experts' opinions and establish evaluation index system of landslide treatment engineering. The index system is used to evaluate the effectiveness of landslide governance, so as to provide good support for the effect evaluation of many complex landslide treatment engineerings in Chongqing area and the Three Gorges Reservoir area.

关键词: 滑坡治理;效果评价;指标体系

Key words: landslide governance;performance evaluation;indicator system

中图分类号:TU94+3.2 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)08-0042-04

0 引言

由于地质结构的复杂性和地域性特点,作用因素的多样性和变形机理的复杂性,至今还缺少全面系统的研究、分析、论证大型复杂滑坡和高边坡病害的勘察、设计和实施的方法,用以指导和优化病害的防治,减少灾害损失。

国内的郑明新[1]初步建立了一套比较完善的滑坡整治工程评价体系,该体系集工程地质理论、工程设计原理、现代数学方法于一体,做出了卓有成效的尝试,对后期的研究奠定了基础。房锐[2]针对我国公路建设过程中的边坡治理工程效果评价问题,分别从效果评价的方法、标准以及基于GIS平台的评价系统研发等几个方面开展了细致工作。田欢欢[3]结合滑坡的工程地质理论、结构理论、监测技术、数值模拟以及模糊数学等多种方法对公路滑坡的处治效果进行比较全面的综合评价。孙华中[4]通过现场钻探分析、室内试验、理论分析、数值模拟和滑坡监测相结合的综合分析方法,对中龙园山体滑坡的成因、稳定性分析、滑坡治理加固效果评价进行了系统的研究。

以上研究成果,丰富了滑坡灾害的评价方法。但这些研究主要局限于滑坡治理工程中单一措施防治效果的评价,如某种抗滑结构抗滑效果、加固支护效果、施工监测和处治效果以及采用各种软件数值模拟滑坡的稳定性的研究等,缺乏统一的评价方法、指标和准则,有的对评价系统的研发和应用也仅仅处于起步阶段。总得来说,滑坡治理效果的评价研究还不够深入,需要更进一步的研究。

本文尝试对滑坡治理工程效果评价做探索性研究,拟以滑坡治理工程效果评价体系的建立和应用为主线,以阐明本文采取的滑坡治理工程效果评价方法和评价体系的可行性。从而为奉节地区以及三峡库区众多复杂堆积体的稳定性问题起到一定的借鉴作用,也可为滑坡治理工程效果评价工作的开展提供有益的支持。

1 滑坡治理工程效果评价概述

滑坡治理工程效果评价是以治理效果为目标,借助科学方法和手段,对业已完成的滑坡治理工程的勘察设计工作与成果、治理工程实施过程与成果等要素进行分析研究,构建评价指标体系,建立评价模型,进行客观系统的计算分析,得出评价结果,以指导和优化病害的防治,减少灾害损失,从而为滑坡治理效果提供更好地保障。

滑坡治理工程的效果评价与前期评价存在较大的差别,具体如表1所示。与项目前期评价相比,滑坡治理效果评价还具有现实性、全面性、探索性、反馈性和合作性[5]等五个方面的特征。

2 评价指标的筛选原则和指标体系的建立

2.1 评价指标的筛选原则

在实际的滑坡治理工程项目综合评价过程中,应当注意的是,评价指标不宜太多,也不能过少。评价指标过多,存在重复性,会受干扰;评价指标过少,可能所选的指标缺乏足够的代表性,具有片面性[8~10]。

因此,在建立滑坡治理工程项目效果评价指标体系工作中,一般应该遵循系统性、一致性、可比性、可测性、相对独立性以及科学性等基本原则。同时,还应考虑以下特殊原则:①治理工程效果评价必须密切结合滑坡地质勘察结论;②滑坡治理工程设计以当时设计规范的控制指标为依据;③滑坡治理工程实施以工程合同、技术规范的质量标准为准绳以及以抗滑结构监测数据为基准。

只要坚持以上基本原则和特殊原则,才能更好地构建适宜的滑坡治理工程效果评价指标体系,从而使评价结果更能反映滑坡治理工程项目的真正面貌。

2.2 评价指标体系建立过程

针对滑坡治理效果评价多因素、多层次的特点,必须合理地构建一个适宜的滑坡治理评价指标体系,使大量相互关联、相互制约的因素层次化、条理化[6~9]。然而,要建立滑坡治理效果评价指标体系的工作难度较大,评价指标的数量的设定是非常重要的,必须坚持适度原则。所选定的指标必须反映滑坡治理过程的某种特征,应该在对滑坡治理过程总体综合分析的基础上,能全面反映滑坡工程的实际情况,并为管理部门、勘察设计部门等所接受。评价指标体系建立的一般过程如图1所示。

如图1所示,在制定滑坡治理效果评价指标体系的过程中,首先应搜集分析基础资料,提出项目评价的目标和影响因素,通过分析因素,筛选评价指标并明确各个指标之间的层级关系,从而初步拟定评价指标体系,再采用专家调查法,经过几轮专家咨询、意见反馈、统计分析和归纳等环节[7、10],最终以最后一次咨询确定滑坡治理效果评价指标体系。

2.3 滑坡治理工程效果评价指标体系的构建

构建滑坡治理效果评价指标体系就是众多指标组成的指标系统。在指标体系中,每个指标对滑坡治理不同阶段的某种特征进行度量,以全面反映构成滑坡治理工程的效果。因此,对于滑坡治理工程效果进行评价,应充分考虑各实施单位是否满足相应资质、符合文件精神、规范要求等;对滑坡性质和成因是否有正确的和恰如其分的认识;确认的滑动带(面)是否定位准确;采用的工程方案是否可行、设防位置是否合理、工程措施是否经济;关键部位实施质量效果如何及工后监测质量如何等以综合评价滑坡治理效果。

根据以上滑坡治理工程效果评价所应包含的评价内容,采取多种方式征求滑坡专家意见,初步建立了滑坡治理工程评价指标体系,如表2。

3 工程实例分析

3.1 滑坡概况

重庆奉节至云阳高速公路项目是国家高速公路网中上海至成都高速公路G42的一部分,是连接我国东部、中部及西南地区的重要横干线,总长70.67km。

挖断村滑坡位于重庆奉云高速B9标段内(里程:RK85+930~RK86+170)[12],该路段共发育有四个滑坡:古滑坡、老滑坡、浅表层滑坡及新生滑坡(如图2所示),本项目主要针对挖断村新生滑坡治理进行探讨。

针对挖断村滑坡性质的复杂性,通过边坡坡率调整,治理措施采用了支档、锚固、排水三种综合治理工程措施,包括抗滑桩、锚杆框架、仰斜排水孔和截排水沟以及附属工程(如图3所示)。本工程于2007年11月开始实施,2011年3月工程完工,总治理费用4000余万元。

3.2 依托指标体系评价滑坡治理工程效果

针对重庆奉云路挖断村滑坡,从该滑坡的工程勘察、工程设计及工程实施的安全性、合理性、经济性系统分析了该滑坡的治理工程效果。

工程勘察评价:通过对中交一院提供的工程地质勘察报告进行认真分析梳理,对挖断村滑坡的性质、成因、稳定性等有了正确的认识。挖断村滑坡的坡体结构异常复杂,先后经历了数次构造运动和后期地貌改造。勘察资料(图4)显示,该滑坡的主要滑体物质为古滑坡堆积物[12]。同时,认为挖断村滑坡是在综合环境条件作用下的产物,其中地层岩性破碎是滑坡形成的根本条件、工程活动是滑坡变形的主要原因、地下水的影响以及连续降雨是滑坡产生的激发因素。

工程设计评价:中铁西北院凭借其丰富的滑坡治理工程经验,针对挖断村滑坡性质的复杂性,通过边坡坡率调整,采用了支档、锚固、排水三种综合治理工程措施[13],包括抗滑桩、锚杆框架、仰斜排水孔和截排水沟以及附属工程。特别是对抗滑结构的选择和布置从技术、经济角度做了合理的选择(表3为国内典型滑坡治理费用对比),其受力也是显而易见的。经众多部门、专家的反复论证研究后,决定采用“一次根治、分期落实”的治理措施理念,提高了施工效率和效果,降低了工程造价。

工程实施评价:中铁十三局在施工过程中,以工程合同、设计文件、技术规范规定的质量标准为准绳,严把质量关,使工程施工有序进行。工后由西北院及重庆市地质灾害防治工程技术研究中心对奉节挖断村滑坡的20根抗滑桩进行了基桩检测,经室内分析计算,其中Ⅰ类桩12根,Ⅱ类桩2根,Ⅲ类桩6根(如表4所示)。通过宏观的现场调查和对地表和深部位移监测资料综合分析(如图5所示),挖断村滑坡治理工程质量从整体上看,效果良好。滑坡的变形是一个缓慢、持续、长期的季节性、间歇性较强的过程。随着时间的推移,由于各种复杂的原因,挖断村滑坡产生如路面裂缝变形,部分桩身、锚索质量遭到了破坏,随季节变化个别桩的位移变形速率增大等现象,需长期观测其动态及地质条件的变化,将动态设计与后续动态施工紧密结合,根据情况进行必要的加固措施,如锚索补张拉,设置排水隧洞,增设支挡工程等。

总之,经历了历史上构造作用以及后期滑坡的改造,挖断村滑坡坡体结构比较复杂,新生滑坡发育在古滑坡体上,主要由路堑施工开挖造成的,是典型的工程诱发滑坡。通过采用支档、锚固、排水三种综合治理工程措施。工后2年变形监测表明,该滑坡整体治理效果良好,坡体逐渐趋于稳定,主体抗滑支挡结构工作状态正常,但个别结构存在损坏现象,应引起运营主管部门的高度重视。

4 结论

①建立了以滑坡体本身作为一级评价指标,而工程勘察、工程设计、工程实施作为二级评价指标,以及以15个三级评价指标为方案层的滑坡治理评价指标体系。通过现场的专家调查证明,该指标体系的合理性、可操作性和一致性较好。②依托指标体系对挖断村滑坡的治理效果进行系统评价:通过对挖断村滑坡的工程勘察、工程设计及工程实施的安全性、合理性、经济性进行系统分析,表明该滑坡整体治理效果良好,坡体逐渐趋于稳定,主体抗滑支挡结构工作状态正常,但个别结构存在损坏现象,应引起运营主管部门的高度重视。

参考文献:

[1]郑明新.滑坡防治工程效果的后评价方法研究[M].河海大学出版社,2007,4:5-10.

[2]房锐.公路边坡治理工程效果评价系统研究[D].中国铁道科学研究院博士学位论文(道路与铁道工程),2009.

[3]田欢欢.公路滑坡处治效果评价研究[D].中南大学硕士学位论文(地质工程),2009.

[4]孙华中.中龙园山体滑坡失稳分析及加固技术研究[D].大连大学硕士学位论文(结构工程),2013.

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