川藏高速公路高烈度地震工况安全系数选用的探讨

川藏高速公路经过地区山体高大陡峻，峡谷深切，地质灾害发育，活动断裂发育，板块构造活跃，地震烈度高，处于我国著名的强烈地震带——NE向龙门山断裂带和NW向鲜水河断裂带及SN向安宁河断裂带构成的“Y”字形构造带。根据统计，川藏高速公路（北线汶川~马尔康，南线雅安~康定）位于四川盆地和青藏高原过渡带，高速公路分别经过基本地震烈度为Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度地区，其中Ⅶ度区占线路总长的57%，Ⅷ区占线路总长的37%，Ⅸ度区占线路总长的6%。地震对地质灾害治理常常具有很大，或直接的控制作用。因此，地震工况下的安全系数选用对川藏高速公路边坡、滑坡等地质灾害的治理具有直接的影响。往往安全系数的微小差别可能造成工程处治规模、工程造价的极速攀升。基于此，合理选用地震工况的安全系数具有重要的意义。

图1 典型的川藏高速公路走廊

1、原有规范

1.1、2004版《公路路基设计规范》，路堑边坡安全系数选用如下：

表1 2004版《公路路基设计规范》路堑安全系数

1.2、滑坡的安全系数选用为：高速公路与一级公路正常工况下选用1.2~1.3，二级及二级以下公路正常工况选用1.15~1.25；暴雨和地震工况下安全系数折减0.05~0.1，即选用1.05-1.1~1.15-1.2。

原有规范的特点是简单明了，地震工况下的安全系数选用符合国标“大震不倒，中震可修，小震不坏”的原则。即在设防烈度下坡体的稳定性可达到基本稳定，使坡体在震后进行适当的修复即可使用，工程的安全性、经济性都得到了体现。

2、现行规范

2.1、2015年5月，新版《公路路基设计规范》发布实施，2019年3月，《公路滑坡防治设计规范》发布实施，这两个规范最大的特点是将地震工况的安全系数剔除，而建议采用《公路工程抗震规范》。

表2 2015版《公路路基设计规范》路堑边坡安全系数

表3 2015版《公路路基设计规范》滑坡安全系数

2.2、，2019版《公路滑坡防治设计规范》对应的滑坡安全系数选用同2015版《公路路基设计规范》滑坡安全系数，即同上表3。

2.3、 2014年2月，新版《公路工程抗震规范》发布实施，路堑安全系数规定如下：

表4 2013版《公路工程抗震规范》

但该规范并没有对滑坡在地震工况下的安全系数进行明确。

1）现行规范的特点是《公路路基设计规范》和《公路滑坡防治设计规范》，对正常工况与暴雨工况下的中路堑边坡与滑坡安全系数进行了明确规定；

2）《公路工程抗震规范》对路堑边坡的安全系数进行了明确规定，但缺少了滑坡的安全系数说明。

此外，高度超过20m的边坡安全系数选用≥1.15，与国标贯彻的“大震不倒，中震可修，小震不坏”的原则欠吻合。这是因为边坡的安全系数≥1.15，即意味着在设防烈度工况下，边坡处于稳定状态，这明显不符合“中震可修”的原则，而是达到了“中震不坏”，这将造成较大的工程规模用于提高边坡安全系数，也即工程的经济性指标欠佳。

4、综上

4.1、由于现行规范中缺乏地震工况下滑坡的安全系数，造成技术人员参照路堑边坡的地震工况安全系数时出现混乱，建议现行规范应明确滑坡在地震工况下的安全系数，方便技术人员采用。

4.2、滑坡地震工况下的安全系数，建议在高速公路、一级公路、二级公路时统一调整为≥1.1（此时坡体处于基本稳定的下限值，仍是地震工况下的边坡安全性的上限值），在三级公路及四级公路时统一调整为≥1.05（此时坡体处于欠稳定的上限值，仍满足地震工况下“中震可修”原则）。

4.3、建议高速公路、一级公路、二级公路的路堑边坡的安全系数，无论边坡高低，宜统一调整为≥1.1（此时坡体处于基本稳定的下限值，仍是地震工况下的边坡安全性的上限值）。

现行规范的三级和四级公路的安全系数≥1.05是可行的（毕竟西藏多为人迹罕至的地区，适当取坡体欠稳定状态的安全系数上限值是可行的，故不宜降低为原有规范的≥1.02）。

4.4、建议地震工况下的路堑边坡或滑坡安全系数，公路设计规范宜进行明确，尤其是应结合国标的“大震不倒，中震可修，小震不坏”的原则”合理设计安全系数，这样方能不但确保工程的合理安全度，也能有效提高工程的经济性指标。毕竟工程的安全系数是工程重要程度和一个国家的国力体现，不可一味提高。

否则，在川藏高速公路这种强烈度地震区，自然边坡高陡和地质灾害广泛分布区，若高速公路在地震工况下，对大于20m的路堑边坡和滑坡安全系数设定为≥1.15，将造成较大的工程经济性指标压力，甚至造成工程规模的翻番，这在地质灾害大全的川藏高速公路建设中，将形成巨大的经济压力。