高速公路边坡施工风险因素监控技术研究.pdf

施工机&工ポ
Construction Machinery &Construction Technology
FMEM
高速公路边坡施工风险因素监控技术研究
Research on Risk Factors Monitoring Technology for Highway Slope Con
struction
陈景星…2,张小旺3,郭瑞
CHEN Jing-xing 2, ZHANG Xiao-wang, GUO Rui
1.长安大学公路学院,陕西西安710064
2.河南省交通运输斤京珠高速公路新乡至郑州管理处,河南郑州450000
3.河南省交通科学技术研究院有限公司,河南郑州450006
1. School of Highway, Chang'an University, Xi'an 710064, Shaanxi, China
2. Xinxiang-zhengzhou Expressway Administration of Henan Provincial Communications Department, Zhengzhou
450000 Henan. China
3. Henan Transportation Research Institute Co Ltd, Zhengzhou 450006, Henan, China
【摘耍运用模糊数学综合评判法对高速公路边坡工程的施工风险因素进行分析,基于分析结果建立了高速公路
边坡工程风险因素识别模型,提出了利用公用无线通讯网络对公路边坡实施远程监测的新技术和监测指标体系,并
结合具体工程实例对上述研究结果进行了验证
Abstract Fuzzy mathematics was applied to carry out the analysis on risk factors of highway stope construc
tion, based on the results of which an identification model for risk factors was built, and new technologies and
index system for remote monitoring of highway slope construction using public communication network were put
forward. The study results were verified in actual projects
【关词】公路边坡;动态施工;安全管理;实时监控
Key words I highway slope; dynamic construction; safety management; real-time monitorin
中图分类号:U416.1
文献标志码:B
文章编号:1000-033X(2013)02-005-04
0引
切和必要。本文结合某具体工程实例,对高速公路边坡工
程的施工风险因素进行了分析,基于分析结果建立了高
随着中国中西部地区基础设施建设的推进,高速公速公路边坡工程风险因素识别模型,并提出了利用公用
路建设已逐步进入山区。穿越山区的高速公路,其所遇无线通讯网络对公路边坡实施远程监测的新技术和监测
地形地质条件一般较复杂,地质环境脆弱,地质灾害频指标体系。
发,且高速公路建设过程中不可避免地要进行切坡、填
沟等土石方工程,会对公路沿线的地质环境造成更大的1边坡施工危险因分析与评估
破坏。尤其是人工开控边坡,如遇到不良天气或采用不
恰当的施工方法和设计方案,极易诱发新的滑坡或使旧1.1施工危险因素分析
滑坡复活,不但增加了高速公路的建设费用,影响工期,1.1.1自然因素
而且给高速公路的施工及后期运营带来严重的安全隐
结合实地调查,可知影响边坡施工危险的自然因素
患。近年来,公路边坡施工安全事故屡见不鲜,因此,对包括:开挖深度、原始地形坡度、边坡总坡度、岩层倾角
高速公路边坡施工风险因素监控技术的研究显得尤为迫边坡总坡度与倾角的关系、边坡走向与岩层走向的关系
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软弱结构面分布及出露情况、水体影响、边坡岩性和岩土数5?如下。
风化程度等。
递减型指标(指标标准特征值由4级向1级减小)的
1.1.2人为因素
隶属函数为
人为因素包括工程滑坡、作业人员素质、施工安全设
0
x,sy.
施、机械设备、勘察设计质量、施工工艺及施工作业环境
等因素
y-y y>t>yo
(1)
1.2施工危险因素评价
影响边坡稳定的因素较多,边坡在众多因素的共同
级指标标准特征值的隶属函数为
作用下是否稳定,是否需要监控,是边坡施工安全管理者
必须回答的问题。本研究中采用模糊数学综合评判法对
边坡危险性进行判断。
(2)
1.2.1相关因素集和评价集
高速公路边坡稳定性是一个复杂而模糊的问题,其主
递增型指标(指标标准特征值由1级向4级增加)的隶
要影响因素包含自然因素和人为因素两种,二者之间的相属函数则为
互关系极为复杂,且因素的量化也很困难。应用模糊数学
,=y
法,对这样一些不确定性的因素体系深入分析,从两者间
繁杂交错的关系中找出关键、具有代表性的因素,建立综
Y合评判指标体系,使定量评价与定性观测相结合。经实
地踏勘,结合地质资料,并经专家组讨论,确定评价指标体
h级指标标准特征值的隶属函数为
系选定5个评价因子(坡高、坡角、内摩擦角、岩体基本质量
yi=y
指标、孔隙水压力)。评价指标结构见图1。
边危分析与?
MISS)
(4)
地形
地下水
利用重要性定性排序原理,得到指标权重向量W=
(01,02,…,2n)
内基
坡坡
摩本
水
在级别区间(a,b)范围内,模糊模式识别模型为
高角
「质
压
角量
力
指
比
Lu(R-s)
≤h≤b、d≠0
图1边坡评价指标三层结构
(5)
在模糊综合评判模型中,先确定两个模糊子集,一个
,(-Sa
是模糊数学综合评判等级抉择评价集:H=h,h2,h3,h1=
=0
危险,比较危险,比较稳定,稳定,经分析确定边坡危险
d, a
性评定分级标准(表1);另一个是评价对象的相关因素
集:X=1x1,x2,x3,x1,x=坡高,坡角,内摩擦角,岩体基本
矩阵U应满足归一化约束条件と,=1,设级别变量h
质量指标,孔隙水压力比。
表1边坡危险性评定分级标准
以对应的相对隶属度为权重,其总和为∥()=2ah,称
评价因子
为相对级别特征值或相对状态特征值。
比较危险比较稳定
1.2.3确定各因素权重值
坡高m
>20
6~12
坡角/(°)
45-65
35~45
由于直接确定各影响因素的权重较为困难,为此将5
内摩擦角(°)

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