劉傳正

應(yīng)急管理部國(guó)家自然災(zāi)害防治研究院 

摘要：線狀工程自然災(zāi)害預(yù)防應(yīng)對(duì)工作要考慮工程全壽命周期的安全問題，具體可以從規(guī)劃選線、設(shè)計(jì)施工和工程運(yùn)營(yíng)三個(gè)階段分別考量并制定針對(duì)性對(duì)策。規(guī)劃選線階段主要是規(guī)避自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)施工階段主要是采取工程措施預(yù)防可能遭遇或引發(fā)的自然災(zāi)害，工程運(yùn)營(yíng)階段主要是監(jiān)測(cè)預(yù)警和高效處置可能發(fā)生或正在發(fā)生的自然災(zāi)害。

關(guān)鍵詞：線狀工程；自然災(zāi)害；工程預(yù)防；監(jiān)測(cè)預(yù)警；應(yīng)急處置

線狀工程是指公路、鐵路和油氣水電輸送線路等工程。工程建設(shè)追求質(zhì)量好、投資省、效率高、收益大和可持續(xù)使用時(shí)間長(zhǎng)，以盡可能小的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境成本獲取最大的綜合效益。因此，安全可靠就成為規(guī)劃選線、設(shè)計(jì)施工和工程運(yùn)營(yíng)等各階段的基本要求，風(fēng)險(xiǎn)防范不僅要聚焦局部孤立的自然災(zāi)害，也要注意防范化解自然災(zāi)害鏈、災(zāi)害群風(fēng)險(xiǎn)。

線狀工程自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是指線狀工程規(guī)劃選線、設(shè)計(jì)施工和正常運(yùn)營(yíng)過程中遭遇或引發(fā)氣象、洪澇、地質(zhì)和地震等自然災(zāi)害的可能性。自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別通過觀測(cè)預(yù)判暴雨匯流、雪崩冰凍、雷電狂風(fēng)、山洪沖擊、內(nèi)澇淹沒、崩塌滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降及地裂縫和斷裂活動(dòng)、強(qiáng)烈地震等，分析造成線狀工程如交通線、油氣水電輸送線路以及工程樞紐如升壓站、電塔等功能中斷、損毀的可能性。預(yù)防應(yīng)對(duì)工作包括防災(zāi)減災(zāi)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃、預(yù)案的制定，工程或非工程措施、監(jiān)測(cè)預(yù)警、應(yīng)急搶險(xiǎn)處置和恢復(fù)重建等方面的對(duì)策措施等。線狀工程自然災(zāi)害預(yù)防應(yīng)對(duì)工作要考慮全壽命周期的安全問題，具體劃分為規(guī)劃選線、設(shè)計(jì)施工和工程運(yùn)營(yíng)三個(gè)階段，分別考量并制定針對(duì)性措施。

重要交通線如西北、西南、中南地區(qū)的鐵路運(yùn)輸線、高速公路等一旦遭遇滑坡泥石流，不但中斷交通，還可能造成嚴(yán)重的直接或間接經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡。例如，2008年“5·12”汶川地震引發(fā)寶成鐵路徽縣火車站危巖崩塌，不但損毀機(jī)車、中斷寶成鐵路運(yùn)輸，而且堵塞嘉陵江[1]。西氣東輸、西電東送、南水北調(diào)等工程一旦遭遇山洪、滑坡泥石流災(zāi)害，不但中斷能源、資源輸送，還可能引發(fā)爆炸、火災(zāi)、局地洪水等，并造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。近十年來已多次發(fā)生因滑坡造成輸氣管道爆炸等局部性災(zāi)難，必須予以高度關(guān)注。

1  規(guī)劃選線階段

規(guī)劃選線階段重點(diǎn)工作是規(guī)避自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，通過開展線狀工程遭遇或引發(fā)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別評(píng)估，比選提出災(zāi)害小、防災(zāi)減災(zāi)成本低和工程安全性高的工程線路。

為了識(shí)別自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，要全面開展自然氣候、地理、地質(zhì)和社會(huì)人文背景調(diào)查評(píng)價(jià)，尤其是歷史自然災(zāi)害事件、引發(fā)因素、成因機(jī)理、危害范圍、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的分析研究，及時(shí)識(shí)別研判新的重大自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。充分利用基于星載、航空、地面的天空地一體化多源立體數(shù)據(jù)，全面查清自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)源，科學(xué)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。一般地，線狀工程沿線向兩側(cè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估范圍應(yīng)到局地分水嶺，歷史上發(fā)生過高速遠(yuǎn)程崩塌滑坡的斜坡單元或山洪泥石流及其災(zāi)害鏈的溝域應(yīng)全面覆蓋。

現(xiàn)狀評(píng)估應(yīng)包括歷史上曾經(jīng)發(fā)生的所有自然災(zāi)害及其背景條件，如復(fù)雜地貌區(qū)、斷裂發(fā)育區(qū)、強(qiáng)烈地震區(qū)、巖溶發(fā)育區(qū)、臺(tái)風(fēng)暴雨區(qū)、山洪泥石流發(fā)育區(qū)或特殊土如黃土、膨脹土分布區(qū)等。預(yù)測(cè)評(píng)估要考慮工程建設(shè)引發(fā)、加劇災(zāi)害危險(xiǎn)性的各種情形，特別是工程建設(shè)劇烈改變地質(zhì)環(huán)境條件的區(qū)段，路基工程重點(diǎn)是挖方、切坡、填方和棄土場(chǎng)所等，涵洞工程洞口邊坡防護(hù)、抽排水工程布設(shè)和電塔、橋墩地基基礎(chǔ)的選址開挖等。

引江補(bǔ)漢工程考慮了地形地貌、輸水隧洞埋深、斷裂活動(dòng)性、軟巖變形、突水突泥、高地應(yīng)力巖爆、巖溶化程度及溶洞規(guī)模等因素[2]。凍土區(qū)油氣管線選線應(yīng)盡量繞避不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育地段，減少線路長(zhǎng)度或緩坡架空通過，避開反復(fù)凍融的河岸變動(dòng)過渡地段，嚴(yán)禁在線路兩側(cè)取土和隨意開辟運(yùn)土便道以避免形成熱融湖塘（洼），盡量將站址選擇在基巖和粗顆粒土等對(duì)建筑物有利地段以避開凍土不穩(wěn)定地段[3]。由于油氣管道埋深淺、薄殼、內(nèi)含高壓易燃易爆物質(zhì)，決定了沿線自然災(zāi)害對(duì)管道的危害有其特殊性，有時(shí)小規(guī)模的自然動(dòng)力作用也可能造成重大災(zāi)難。斷裂地震活動(dòng)、巖土體短時(shí)快速移動(dòng)或山洪泥石流沖擊容易導(dǎo)致油氣管道斷裂變形、油氣泄漏、防腐層受損、附屬設(shè)施損毀以及環(huán)境破壞、管道失效導(dǎo)致油氣服務(wù)中斷。  

由于自然氣候、地理、地質(zhì)和工程擾動(dòng)等多因素迭加耦合作用，川藏鐵路工程規(guī)劃設(shè)計(jì)面臨高山峽谷、地殼隆升、氣候變化、高地震烈度、高地應(yīng)力、高水壓、高地溫、斷裂帶活躍、富含地下水、冰雪巖土崩塌滑坡、冰湖潰決、山洪泥石流、河流堰塞壩和凍融破壞活躍等頻發(fā)的山地災(zāi)害鏈和敏感的生態(tài)環(huán)境等[4]。川藏鐵路工程規(guī)劃設(shè)計(jì)要考慮區(qū)域地殼穩(wěn)定性、山體穩(wěn)定性、站場(chǎng)場(chǎng)址穩(wěn)定性和橋梁、路基與隧道巖體穩(wěn)定性等諸多問題，工程規(guī)劃應(yīng)堅(jiān)持地質(zhì)選線、生態(tài)選線和效益選線相結(jié)合的原則，盡可能正確處理工程優(yōu)化布置與活動(dòng)斷裂的關(guān)系，繞避或防范崩塌滑坡和泥石流地段。   

2  設(shè)計(jì)施工階段

設(shè)計(jì)施工階段主要是采取工程措施預(yù)防可能遭遇或引發(fā)的自然災(zāi)害。線狀工程呈線狀分布，線上串聯(lián)著關(guān)鍵站點(diǎn)。如油氣輸送涉及輸氣管線和場(chǎng)站等，多次跨河跨溝、軟弱地基、洪水內(nèi)澇或滑坡泥石流沖擊區(qū)域，取土場(chǎng)、棄渣場(chǎng)、料場(chǎng)、施工隊(duì)伍集中駐地等都會(huì)成為容易發(fā)生災(zāi)害的地點(diǎn)。管線開挖邊坡、填筑邊坡或取土棄土不當(dāng)、隧道施工出渣、施工道路營(yíng)地建設(shè)使用會(huì)擾動(dòng)、損壞原有地貌和植被，可能釀成滑坡泥石流災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。西氣東輸工程從侵蝕營(yíng)力上跨越了風(fēng)力侵蝕區(qū)、風(fēng)蝕水蝕交錯(cuò)區(qū)和水力侵蝕等不同區(qū)域，要考慮自然和人為等多種因素迭加耦合作用引發(fā)的不同形式、不同程度的水土流失或自然災(zāi)害[5]。

針對(duì)重大地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，要主動(dòng)實(shí)施工程治理，有效降低和消除災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。2023年7月8日，湖北省五峰縣長(zhǎng)樂坪鎮(zhèn)月山村宜（都）來（鳳）高速公路建設(shè)工地發(fā)生山體滑坡，造成施工隊(duì)伍10人遇難。滑坡山體具有順傾層狀巖體結(jié)構(gòu)，縱橫貫通性節(jié)理發(fā)育，層間軟弱夾層因降雨滲流泥化而降低強(qiáng)度，公路路基建設(shè)切坡破壞了層狀巖體完整性導(dǎo)致前緣支撐力下降，工程護(hù)坡?lián)鯄�和錨索加固力度不足，最后釀成工程支擋破壞—巖體松動(dòng)—順層滑移—巨石疊壓的牽引式滑坡災(zāi)難，造成人員傷亡、延誤工期和重大經(jīng)濟(jì)損失。事后反思，如果事前對(duì)山體地質(zhì)結(jié)構(gòu)和軟弱結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度變化認(rèn)識(shí)清楚，采取正確的足夠強(qiáng)度的工程預(yù)加固措施和合理的施工工藝，輔之以監(jiān)測(cè)預(yù)警，是能夠避免災(zāi)難的。

3  工程運(yùn)營(yíng)階段

工程運(yùn)營(yíng)階段主要是監(jiān)測(cè)預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和高效處置正在發(fā)生、已經(jīng)發(fā)生或還可能持續(xù)的自然災(zāi)害，確保人員、工程設(shè)施及其運(yùn)營(yíng)功能安全，最大程度降低各種經(jīng)濟(jì)損失、生態(tài)環(huán)境損毀和社會(huì)影響。

全面建立區(qū)域性、流域性、全線路多元數(shù)據(jù)信息共享平臺(tái)，不斷完善協(xié)同預(yù)警響應(yīng)機(jī)制。利用GNSS、InSAR、邊坡雷達(dá)、地面形變監(jiān)測(cè)等技術(shù)裝備，開展災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)研判預(yù)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控自然災(zāi)害動(dòng)態(tài)，建立適合實(shí)際的趨勢(shì)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)預(yù)警模型，落實(shí)預(yù)警“叫應(yīng)”機(jī)制，提前撤離危險(xiǎn)區(qū)人員，避免信息不通、合作不暢而導(dǎo)致險(xiǎn)情、災(zāi)情擴(kuò)大，甚至災(zāi)害鏈延長(zhǎng)。

日常維護(hù)要加強(qiáng)抗滑樁、格構(gòu)護(hù)坡、擋土墻、攔砂壩、護(hù)坡、截排水溝和沉沙池等防護(hù)工程的巡查檢查，確保發(fā)揮作用[5]。做好應(yīng)急力量準(zhǔn)備和搶險(xiǎn)物資前置，加大衛(wèi)星通信、應(yīng)急供電等器材儲(chǔ)備力度，確保快速處置險(xiǎn)情災(zāi)情，必要時(shí)提前開展排危除險(xiǎn)，適度擴(kuò)大人員轉(zhuǎn)移范圍。

歷史災(zāi)難事件提醒我們，監(jiān)測(cè)預(yù)警和應(yīng)急處置是線狀工程安全運(yùn)營(yíng)的的重要保障。1981年7月9日，四川省甘洛縣大渡河支流利子依達(dá)溝暴發(fā)了特大泥石流，摧毀成昆鐵路利子依達(dá)大橋，造成格里坪開往成都的442次旅客列車內(nèi)燃機(jī)車、行李車、郵政車及多輛客車車廂墜橋墜河，275人死亡失蹤，鐵路運(yùn)營(yíng)中斷[6]。2023年1月17日，西藏米林縣派鎮(zhèn)至墨脫公路多雄拉隧道出口段發(fā)生雪崩沖擊壓埋，造成28人遇難、交通中斷和17輛車被掩埋。2022年6月4日，D2809次動(dòng)車通過貴廣線榕江站進(jìn)站前的月寨隧道出口時(shí)，撞上突發(fā)侵入線路的泥石流堆積物，導(dǎo)致兩節(jié)車廂脫線，1名司機(jī)遇難、1名列車員與7名旅客受傷。

4  結(jié)論性認(rèn)識(shí)

線狀工程自然災(zāi)害預(yù)防應(yīng)對(duì)工作要面對(duì)科學(xué)、技術(shù)和工程三方面的問題，需要樹立正確的科學(xué)哲學(xué)理念。在認(rèn)識(shí)論方面要突出成因論與危害論相聯(lián)系，在方法論方面要注意整體論與分割論相統(tǒng)一，在對(duì)策論方面要強(qiáng)調(diào)成效論與反饋論相結(jié)合。

在正確的科學(xué)哲學(xué)觀指導(dǎo)下，充分利用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)方法，全面研判、預(yù)測(cè)和預(yù)防應(yīng)對(duì)線狀工程未來面臨的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是什么、可能在哪里發(fā)生、災(zāi)害情景如何、是什么原因引起的、發(fā)展趨勢(shì)會(huì)怎樣、應(yīng)該怎么辦和預(yù)期效果如何等問題。成因論方面關(guān)注內(nèi)外動(dòng)力因素及其迭加耦合作用，危害論引導(dǎo)尋求安全可靠的對(duì)策。整體論確保系統(tǒng)全面的考慮問題，分割論則重點(diǎn)解剖關(guān)鍵地段或環(huán)節(jié)的本質(zhì)問題及有效解決方法[7]。成效論突出預(yù)防應(yīng)對(duì)的實(shí)際效果評(píng)價(jià)，反饋論則反思認(rèn)識(shí)的正確性、方法的有效性和投入產(chǎn)出效益，不斷提高線狀工程的自然災(zāi)害預(yù)防應(yīng)對(duì)能力。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：應(yīng)急管理部國(guó)家自然災(zāi)害防治研究院基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)（ZDJ2021–09）

（本文系作者2023年10月13日在第四屆管道自然災(zāi)害防治研討會(huì)上的發(fā)言）

作者簡(jiǎn)介：劉傳正，1961年生，博士，研究員。1983年畢業(yè)于長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院工程地質(zhì)專業(yè)，主要從事工程地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害防治方面的研究工作。聯(lián)系方式：13501249868，cyliu56@163.com。