公路加宽高边坡二次开挖落石防护风险评估

摘要

针对边坡在二次开挖扰动过程中的落石防护问题,基于京沪高速莱芜~临沂段路堑边坡改扩建工程,根据现场实际工况提出了开挖扰动作用下落石的两种运动方式,通过模拟人体步行运动及轨迹反算得到了两种施工扰动下落石的运动初始参数,采用Rocfall分析软件对开挖扰动下落石运动轨迹及落点进行了反演计算,依据落石拦截率这一指标对不同防护方案以及不同落石初始运动点位下防护结构安全性进行了评价,并通过现场观测对评价结果进行了验证。结果表明:(1)边坡机械破碎开挖引发溅石,运动距离较远,运动轨迹远离坡面不易拦截,对既有道路行车安全产生威胁;(2)防护结构对溅石的拦截率受机械开挖施工点位的影响较大,据此变化趋势提出了机械开挖的禁止区域及警戒区域;(3)由于人工扰动下落石经多次碰撞,运动轨迹逐渐远离坡面,运动方式由滚动转变为自由下落,故在边坡上部设置防护结构对落石的拦截效果较好。该研究成果及研究方法可为其他二次开挖边坡工程落石的风险评估、施工防护设计优化,提供参考。