复杂路堑高边坡运营风险监测评估及养护对策与工法研究
来源:成果转化处、省对外科技交流中心 时间:2021-05-12 11:36

  本项目由福建省交通运输厅立项(立项编号201242),基于福建省最高的双永高速公路K227超高路堑边坡分上、中、下三段动态设计及信息化施工期间、以及运营养护管理全过程中工程风险不断暴露和转移,风险评估不断深入和完善,潜在风险有效预测和控制过程中的复杂力学机制及系统风险管理,开展了复杂路堑高边坡运营风险监测评估及养护对策与工法研究,主要取得以下成果:

  (1)创建了一套基于霍尔三维结构系统改进模型的复杂路堑高边坡全寿命周期风险评估技术框架,并丰富了其技术内涵和实施方案;

  (2)建立了一个融合边坡深部位移、地表裂缝、结构倾斜、结构应力、地下水位及降雨量瞬态变化等多源监测的复杂路堑高边坡远程自动化监测预警系统,形成一套融合经常性宏观巡检、专业边坡变形监测和自动化实时系统监测为一体的超高路堑边坡风险监测体系;

  (3)建立了一套体现路堑高边坡全寿命周期各阶段风险演化特征,集成了基于边坡风险因子动态监控的模糊层次评估法、基于边坡监测检测信息反馈的系统综合评估法和基于地下水位连续变幅监测的数值仿真评估法的路堑高边坡全寿命周期风险评估方法;

  (4)建立了一套融合经常性监控量测与检修养护、专业化定期诊断与专项维护和专家级预警预报与抢险加固为一体的高速公路路堑高边坡养护工法。

  课题研究成果体现形式有:

  (1)提交"复杂路堑高边坡运营风险监测评估及养护对策与工法研究" 课题研究总报告1份。

  (2)建立一套融合"经常性监控量测与检修养护"、"专业化定期诊断与专项维护"、和"专家级评估预警与抢险加固"的高速公路路堑高边坡养护工法。

  (3)实际应用形式:以龙岩双永高速公路K227超高路堑边坡滑坡持续性风险管理为依托,建立一套通过经常性检修、专业性监测和专家级评估综合开展运营边坡养护管理的技术体系与实施方案;并建立一套融合固定测斜仪、单点倾斜仪、自动渗压计和自动雨量计的边坡远程自动化监测站;开展邻近构筑物超高复杂路堑边坡持续性风险监测和养护管理研究,并推广到福建全省在建和运营的山区高速公路高边坡工程实践中。

  (4)学术论文形式:在国内外期刊发表论文18篇,申报软件著作权2部。

  (5)人才培养:培养硕士研究生6名。

  本项目研究成果紧密结合当前国内及福建省山区高速公路,以及路堑高边坡工程建设蓬勃发展的大背景,对于从全寿命周期的视角来指导路堑高边坡的勘察设计、施工建造与运营养护,并且提出了与各阶段相适应的边坡风险评估技术方法,以及较完善的三级运营养护工法,具有十分重要的指导意义和实用价值。

  经过前后5年的研究开发、监测分析、运行测试和成果应用,本课题研究成果已经具有相当的成熟度,可以在同类路堑高边坡工程的监测评估中进行推广应用。

  该项目首先在龙岩双永高速公路K227超高路堑边坡的运营风险监测评估过程中进行研究及应用。采用本课题研究并建成的边坡远程自动化监测预警系统,相较于本工程前期布设的、仅监控边坡深部位移的传统监测系统,不仅监测体系完善、监测过程连续、监测成果丰富,而且可以一次建成监测系统,长期低成本运营。为进一步推广应用本课题的研究成果,项目在龙岩湖城高速公路和福建厦蓉高速公路漳龙段扩建工程等项目进行推广应用,取得了上亿元的经济效益。

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