高等级公路边坡工程由于存在诸多不利因素,如地质及环境水文条件、设计施工因素、工期造价与效益控制等,构成了此类工程的一些不确定性。一旦这些风险因素引发边坡灾害事故,则可能造成巨大的生命和财产损失。而单纯采用建立在一定假设条件下的极限平衡理论计算得出的边坡安全系数做为边坡稳定性评价指标显然具有一定局限性。本文针对公路边坡工程特点,提出对此类边坡工程进行风险评价与管理。首先识别工程中主要风险因子,研究相应的风险因子质量评价参数指标体系,并将数值计算和监测数据分析纳入边坡工程风险评估体系。通过构建边坡风险因子层次分析模型,计算因子权重,评价反映因子优劣的参数指标得到因子风险评估值,最后综合二者计算得出因子风险值。将所有因子项归并整理为边坡风险因子评估表,以此作为研究边坡风险因子性质、分析边坡风险类型、评定边坡风险等级和制定风险对策的基础。采用边坡风险管理优点在于,首先承认了边坡工程中影响因子存在及其作用方式的不确定性。其次风险评价考虑了边坡从稳定到危险状态之间的过渡和演变过程,更接近工程实际。此外通过风险因子评估模型可以较清楚地查明需要重点关注的风险因子,以布置监测系统,跟踪其作用方式、影响大小的变化。一个全面、动态的边坡风险评价体系有助于及时反馈工程风险变化以及时相应地调整治理对策。本文结合由本教研室承担的三峡总公司溪洛渡工程建设部资助科研项目“三峡总公司溪洛渡水电站专用公路典型边坡运营期风险评价及对策研究”,以溪洛渡对外专用公路的三个典型边坡为例。将边坡风险因子识别,主要风险因子确定,边坡风险评估模型建立,风险分析,边坡风险等级评价的方法和一般步骤与工程实际结合应用,并对将数值计算和现场监测纳入边坡风险管理体系的可行性做了有意义的探讨和研究。取得了以下主要成果:(1)针对此类工程特点,提出了边坡风险因子识别方法与一般步骤,就是要找出边坡工程全过程中存在着的可能引发风险事故的不利因素,并分级归类。判断其作用方式、影响程度。建议因子辨识时,首先定性地评价因子性质特征,即设立三个初判指标:敏感性判断、频度判断和可控性判断指标。对于边坡工程,特别是重大、复杂的工程项目,建议编制工程事故登记表。(2)对溪洛渡对外交通沿线勘察资料进行分析和归纳,并结合类似工程经验,研究了溪洛渡对外交通三个典型边坡(K20、K31和K35)的地质条件,形成过程,稳定性特征等。着重对K20和K35岩堆体边坡的形成、类别、地形地貌、岩土体结构和性质等进行分析。通过工程类比法,统计、归纳了类似工程的岩土体参数取值范围。(3)提出了边坡工程全过程即可行性研究阶段、勘察设计阶段、施工建设阶段和运营阶段的潜在风险因素。重点探讨了公路运营期边坡主要风险因素。设立基岩因子,上覆岩土体因子、降雨和地下水因子、边坡形态要素和防护工程因子、地震因子和其他因子六大类风险因子项,并分别下设亚类因子项。总结了相关科研成果或经验,分析风险因子对边坡稳定性的影响,并提出相应的因子质量评价参数指标。(4)提出了基于层次分析方法的边坡风险评估模型。对评估因子的权重、因子评估值和风险值的计算做了研究和说明。(5)建议归并风险因子评估成果,形成风险因子评估表。利用比率分析的方法,设置并计算特定的风险比率(如因子结构百分比、固有/可变风险比率等)。帮助工程师和决策者更好地认识风险本质和风险因子的性质和因子间联系,追踪边坡风险变化规律,考评边坡治理效果,以帮助制定合理、经济、有效的风险对策。(6)尝试将数值计算结果和现场监测数据分析纳入边坡风险评价体系。利用FLAC数值软件模拟计算溪洛渡三个典型边坡的边坡稳定系数和位移值。将其结论与基于风险评估模型得到的评估结果以及现场监测位移曲线相互比照分析。(7)综合考虑将因子评估、数值计算和现场监测数据做为边坡等级评价的依据。建议设置4级15等的边坡等级评价模式。(8)将本文所研究的风险评价体系应用于溪洛渡对外交通专用公路三个典型边坡。分别为其建立风险评估模型,计算风险值,分析风险比率,最后结合数值计算和监测数据评定各自的风险等级。同时提出了一些选择边坡治理措施的建议和今后研究中应该关注的问题。