阳朔12月自助游攻略:铁路防洪

    铁路水害

  水害情况中国铁路跨越或濒邻各种不同类型的河流，由于各种原因，致使中国铁路历年遭受的洪水灾害极为严重。中华人民共和国成立之前，主要铁路干线均分布在长江、黄河、淮河、海河、珠江、松花江、辽河等七大江河下游和东部沿海地区，那里正是暴雨、洪水、台风威胁最为严重的地区。在人民共和国成立以后，又修建了大量的山区铁路，使运营线路

伸入西北、西南和中南内陆，那里又正是日暴雨强度大于100mm，地质灾害频繁发生的地区，如成昆、宝成、陇海（宝天段）、兰新、湘黔、石太等线的泥石流灾害；宝成、成昆、川黔、湘黔、鹰厦、焦柳等线的滑坡崩塌灾害；黔桂、湘桂、焦柳、黎湛等线的岩溶塌陷灾害等。如果把发生在铁路沿线的暴雨洪水灾害（包括因暴雨诱发的种种地质灾害）称作铁路水害的话，铁路水害年年发生，损失相当严重。如1954年长江、淮河连降暴雨，出现特大洪水，洪峰超过1931年历史最高水位。津浦、沪宁、京广线断道；1958年黄河发生特大洪水，水位超过1933年历史最高纪录，京广线黄河老桥11号墩被冲倒；1960年沈丹线太子河普降暴雨，水库溃决，数十孔钢梁落水，中断行车108天；1963年渭河洪水暴涨，陇海线渭河桥上钢梁坠河冲走，正在桥上运行的旅客列车一节车厢坠河；同年河北连降暴雨，暴雨中心雨量达1 850mm，中小型水库决坝，致使京广、石太、石德、津浦线等路基冲毁800多处，桥梁被毁51座；1975年8 月河南省中南部降特大暴雨（4天总雨量为1605mm，最大日雨量为1005mm，最大6 小时雨量为830mm），板桥水库（库容6亿m³）等几座水库同时溃决，使京广铁路13个车站计102km线路遭受严重破坏；1981年雨季，宝成、宝天、阳安三线长85lkm的线路遭受到特大洪水和巨大泥石流的严重破坏，93个区间中的53个线路被毁中断了运输，在l 100多处水害中，17座大中桥梁及40处路基被成段冲毁，16km线路水面高过轨面2～5 m，257处山体崩塌、坍塌，其受灾范围之广，破坏之大，损失之重和中断运输时间之长，在中国铁路史上都是空前的。近30多年来，主要干线因水害断道每年平均100多次，每年铁路水害发生时间，一般起自3～4 月，讫于10～11月，6～8 月为峰期。

  铁路运输设备作为受灾体，首当其冲及大量的是发生在线桥设备上，尤其是路基，其次是桥梁、涵洞。根据水害资料统计，大约有80% 的水害发生在路基和线路上。除去线路高程不足容易被洪水浸淹和冲刷的局部地段外，路基水害更多的则是由于边坡失稳与防护工程不完善，容易受到因暴雨诱发的种种地质灾害的侵袭而引起的。主要水害类型有山体滑坡、泥石流、危岩落石、边坡溜坍及坍塌，路基下沉、陷穴、倒树侵限以及水淹线路、道床冲空、管涌等。桥梁水害一般约占铁路水害10%左右，主要也是水淹和冲刷这两大类。桥梁水害由于技术复杂、抢修困难、突发时对行车安全极具威胁而引入瞩目。

  洪水等级划分为一般洪水、大洪水及特大洪水，一般以重现期T（年）表示。一般洪水，重现期T＜50年；大洪水，50年≤T≤100年，特大洪水T≥100年。

  铁路水害的直接损失是与灾害程度以及受灾设备的价值成正比的，灾害统计时按其数额大力、分为轻微损坏、严重损坏和毁坏三个等级。水害对铁路正常运输造成的影响，即间接损失计算较为困难，习惯上以中断行车时间的长短来评价。亦可用抢险复旧工程费用多少来衡量，见表1。

表1 水害分级表

损失情况

水害对运输影响（中断行车情况

及抢修恢复通车时间）

抢险和复旧工程

费用（万元）

一级

未中断行车、仅限速慢行

＜100

二级

中断行车，经抢修在24小时内

可恢复通车

100~1000

三级

中断行车，经抢修在24小时内

无法恢复通车

＞1000

  水害成因①气候与暴雨。中国位于世界著名的季风气候区域，在夏季多为灾害性的暴雨天气，大多数河流受降雨、气候等自然因素与人类活动的影响而形成洪水，洪水主要由暴雨形成，属暴雨洪水类型。气象部门关于降雨等级划分见表2，从夏到秋中国东南沿海总要受到热带气旋的影响，热带风暴、强热带风暴和台风登陆并深入内陆，往往同时引发暴雨、海潮、风暴形成洪涝、河流泛滥或泥石流、滑坡等灾害。中国从1989年起采用国际热带气旋和等级标准：凡在西北太平洋面和南海海面出现的热带气旋，依据其中心附近的平均最大风力有着不同等级标准的命名，达到8 级时为热带风暴，达到10级时为强热带风暴，达到12级及其以上时为台风。江河洪水发生过程，便是铁路水害的主要成因，洪水中也包括冰凌、泥石流等特殊洪流。中国的暴雨区域，24小时降雨量接近或超过200mm的特大暴雨，不仅出现在沿海地区，而且也出现在内陆地区（如1963和1975年的洪水），中国大陆上的暴雨，主要集中在晚春到盛夏，随着季节的变化由南向北移动不同地域则有着不同的降雨集中期，如华南地区暴雨时间多集中在4～6月；长江中下游在5 ～7 月；华北、东北地区多集中在6～8 月。暴风骤雨和大面积连续降雨，是造成铁路水害的直接原因。对于山区铁路，洪水猛涨猛落，虽历时甚短，但流速甚大破坏力很强，山区铁路不仅桥隧多且堤高堑深，路堑高陡的边坡，久雨后岩土体被水浸泡引起滑坡及古滑坡体复活。平原地区河流，由于上游水土流失，含沙量增大，河床逐年淤高排泄不畅，洪峰持续时间加长，使铁路水害增多。②缺少水文观测资料和认识不足。由于历史的原因，为数不多的水文站，资料只有数十年或二十几年的记载。近50年来，虽然全国逐步增设了许多水文站、气象站，但毕竟历时短暂，资料积累不多，而且设在边远地区的太少。依据短缺的河流系列资料求出的设计洪水，容易带来较大的偶然误差，难以完成合理的洪水计算及做到有针对性的防治。中国早期修建的铁路，由于当时铁路部门对水文和水力计算的重要性和水害事故的严重性认识不足，而且有些铁路以往为了尽可能减少建设资金，致使这些铁路设计标准低，桥梁孔径偏小，基础埋深较浅，路基低矮，质量低劣，抗洪能力不足，以致造成后患。③受历史条件、技术水平和经验不够所限。如20世纪40年代修建的陇海线宝天段和50年代建成的宝成线，由于受当时技术、经济条件限制，线路依山傍水、蜿蜒绕行、陡岸壁立、高堤深堑，采用短隧道群方案，施工质量差或施工方法欠妥（如宝成线土石方采用大爆破法施工），年年雨季每每受泥石流、坍方落石、滑坡等洪水、地质灾害威胁。④人类活动的影响。铁路水害为洪水灾害和地质灾害两大类，它们又都和环境因素密切相关。环境包括自然环境、工程环境和社会环境，其中也包括人类以防洪兴利为目的而修建的水利工程所引起的环境问题，如铁路沿线水库溃坝或回水浸泡造成铁路事故, 另外，在沿河铁路和桥梁附近的河道内擅自倾倒矿渣、垃圾、施工弃土、堆放物资，或大量开挖沙石土料，以及修建危害铁路路基和桥梁的导流、挑流或引水工程，造成铁路水害。铁路对自然环境带来的负面影响也须充分予以重视，防止留下隐患。此外，铁路水害还与设备本身的状况，其建造年代、设计标准和构筑质量等有关，无论是1949年前修建的铁路还是1949年后修建的铁路，因为设计、施工等原因，不少线桥设备实际抗挑能力不足，这是铁路水害所具有的自身原因。

表2  气象部门规定的降雨等级

降雨等级

时段

小雨

中雨

大雨

暴雨

大暴雨

特大暴雨

12小时降

雨量（mm）

0.1~4.9

5.0~14.9

15.0~29.9

30.0~69.9

70.0~140.0

＞140

24小时降

雨量(mm)

0.1~4.9

10~24.9

25.0~49.9

50.0~99.9

100.0~200

＞200

  铁路的抗洪能力与标准铁路的抗洪能力主要取决于路基和桥梁。

  路基抗洪能力中国国家《防洪标准》和铁道部《路基设计规范》都对路基的路肩高程做出了规定。新建的特大和大中桥的桥头路基，水库和滨河地段可能被水淹的路基，其路肩应高出设计水位加波浪侵袭高加壅水高再加0.5m，设计水位的洪水频率标准：Ⅰ，Ⅱ级铁路为 1/100，Ⅲ级铁路为1/50。此外的路基，虽然绝大部分并不受江河洪水侵袭，但是却都难以避免暴雨的冲刷而产生水害。路基的抗洪能力，实质上有抵御洪水侵袭和抵抗暴雨冲刷两个方面。对于暴雨冲刷虽然有多种防护措施可以预防，但由于资金、设计、施工、养护等原因，防护设施不足或失效，不能保证雨季边坡的稳定。对于路基坑暴雨冲刷的安全度，至今仍难以作出正确量化与统一的评估。众所周知，对于小流域洪水而言，主要是暴雨的总量，而雨季路基坍塌则不仅仅与降雨总量有关，还与不同历时的降雨强度，即雨型、雨强的关系更为密切，对路基承受的暴雨统一规定一个频率标准是困难的，另一方面，又有路基作为工程地质产物的自身因素，要对其抗洪能力加以量化，确实不易。

  铁路的各工务段根据多年来管内降雨量与坍方的关系，决定不同区段桥路设备抗洪能力，制定降雨两级警戒值，即注意警戒值（冒雨出巡雨量）及危险警戒值（限速或封锁区间雨量），分别采取不同的措施，力求达到既能保证行车安全又不致过分影响铁路运输。“降雨两级警戒值”由工务段制定后经上级防洪办批准实施。

  新线和复线改造工程，其抗洪能力普遍较差，应针对不同地点的具体情况，制定相应的度汛措施。

  总之，路基抗洪能力不足或是由于填料的物理力学性质决定在暴雨作用下容易失稳，或者由于缺乏必要的防护，或者防护工程设计不当及施工质量欠佳等原因造成的，必须采取工程措施才能解决。

  桥梁抗洪能力系指桥梁孔径、高程和基础埋入深度这三方面共同提供的过洪能力（洪水通过能力），更确切地说是指作为一个整体的桥渡所具有的抗洪能力。桥渡包括桥涵建筑物、导治建筑物、桥涵附近路堤等在内的一个整体。它应该是按不同河段的特点、地形、地质等自然条件，并能与站场、路基排水设施以及农田水利、城镇周围环境保护相配合，组成一个完整的排水系统。桥梁抗洪能力习惯上是用可以安全通过的洪水的频率大小来表示的。

  洪水频率标准《铁路桥梁检定规范》、《铁路工程水文勘测设计规范》（TB 10017一99），对桥涵洪水频率标准都作了明确一致的规定，见表3。

表3 桥涵洪水频率标准

铁路等级

设计洪水频率

检算洪水频率

桥梁

涵洞

特大桥（或大桥）属于技术复

杂、修复困难或重要者

Ⅰ、Ⅱ

1/100

1/50

1/300

Ⅲ

1/50

1/50

1/100

  按照此标准设计或经检算符合上述标准的桥梁，即具备安全通过该标准频率及其以下频率的洪水的能力，否则即视作抗洪能力不足。一般把设计频率的洪水称作设计洪水，小于设计频率的洪水称作超标准洪水。对于属于技术复杂、修复困难或重要的特大桥或大桥，还规定了小于设计洪水频率的检算洪水频率。

  建设部发布了中国国家《防洪标准》，与铁道部部颁标准的规定实质上都是一致的，所不同的是国家标准是用重现期（年）表示，都标用频率表示。如桥梁的洪峰流量的设计频率P=1%，其重现期T=1/P=100年，称百年一遇的洪水，即出现大于或等于这一洪水的次数在长时间内平均100年遇到一次。

    桥梁过洪能力常常把桥梁孔径在净空、桥长和基础理入深度三方面的过洪能力，分解为两层意思：一是将洪水通过时桥孔的高、长两个方面提供的能力，称为过洪能力；另一是桥基埋深能够抵抗洪水的能力，称为抗洪、抗冲能力。

  用流量和相应水位以及流速值的大小作为桥涵设备的过洪能力与抗洪能力的衡量标准。概括说，孔径对应过洪能力，冲刷对应抗洪能力，桥梁的抗洪能力是由这两者综合构成。桥梁水害主要也是水淹和冲刷这两大类，都是过洪、抗洪能力不足的必然结果。

  铁路防洪对策当自然灾害的规模较小，有可能通过我们的努力加以防止时，应尽力避免其造成灾害；当它的规模超出我们的防御能力时，应设法减少自然灾害所造成的损失。

  铁路作为中国国民经济的大动脉，始终以保证不间断运输为宗旨。铁路防洪是防灾减灾与大自然作斗争的重要组成部分，是一项专业配套性强，涉及范围广，协调工作复杂的系统工程，是保证铁路运输安全的一项必不可少的工作。也是铁路员工职业纪律、职业道德和企业形象的体现。数十年来铁路防洪工作取得了巨大成绩，积累了丰富的经验。铁道部1992年颁布了《铁路实施〈中华人民共和国防洪条例〉细则》（以下《细则》简称），进一步明确了铁路防洪工作的指导思想、方针、原则、措施与制度，使铁路防洪工作向规范化、标准化、法制化与科学化的方向迈进。

  方针、制度铁路防洪工作以全员防洪为指导思想，实行“预防为主，安全第一，全力抢修，当年复旧”的方针，遵循团结协作和局部利益服从全局利益的原则。严格执行各级行政首长负责制，统一指挥，分级分部门负责，各有关部门实行防洪岗位责任制。全面落实各项防洪工作措施与制度，协调组织联防联控与抢险复旧，确保汛期行车安全，尤其是旅客列车的绝对安全。因此，必须将防洪工作各项措施落实到人，落实到区段，实行分工负责，通过全员防洪，共同把关。以强化安全工作为中心，以实现汛期“少断道、断道不翻车”为目标，以增强设备抗洪能力为目的的铁路防洪工作是贯穿全年的，不同阶段（汛前、汛期、汛后）有不同的侧重，见图1.

  管理各级防洪指挥部，应由本单位主要负责人担任指挥长，下设办事机构（在工务部门），并配备专人管理日常工作，铁路防洪工作管理包括两个方面：①对铁路水害现象的管理。包括水害信息管理，水害过程监视，预测预报系统，预防对策和防洪保障系统等。②对铁路防洪工作的管理。包括岗位职责，指挥调度，执行制度，落实措施，预案实施，抢险复旧，灾害统计，费用管理，技术政策，善后总结等，见图2。

  对策必须在思想、组织、物资、技术等各方面充分做好防洪准备工作，认真贯彻《细则》，通过各级负责制，落实防洪工作各项措施与制度。①做好水工水文工作。加强与地方水利部门联系，减少水害隐患；加强对跨越江河水库桥梁的水文观测，掌握水位、流速、流向的变化及飘流物等动态，同时注意墩台、河滩防护设施、桥头路基的状况，特别是排洪能力不足、墩台基础不稳的桥梁，应派专人加以监视，一旦发现险情，及时采取防患措施，防止水害发生。进行水文调查，正确推算洪水流量，是预防桥梁水害的根本保证。汛前，各工务段应会同地方有关部门，对沿线所建水库、堤坝、农田基本建设、改造山河、修路等施工设施的状况及竹、木、储运情况进行联合调查，商定相应的加固措施和防洪应急预抢方案。②认真做好雨季及洪水期间对线桥设备及沿线山体的巡（看）守与观测检查。每年有不少由于水害发生的山体坍方、落石、滑坡、路堤滑移、道床冲空、桥墩台下沉倾斜等危及运输安全的险情，由于加强了巡守工作，能够及时发现，采取有效的应急措施而化险为夷。③加强线路桥涵设备，提高抗洪能力。包括：整治河道，顺畅水流，提高泄洪能力；做好水土保持植树防冲、路基排水及边坡加固；检定桥梁抗洪能力，对孔径不足的桥梁，应进行扩孔改造；对墩台基础类型或埋深不明的桥梁，应采用超声波、物探、遥感技术和钻孔、挖验等方法加以查明，对浅基墩台应加紧进行防护加固。④做好山体防洪治理。中国是一个多山、多丘陵国家，很多铁路水文地质条件复杂，再加上人为因素开荒种地、水土流失影响山体稳定。经常雨季时山体坍方、落石、滑坡，特别是滑坡对铁路行车安全威胁最大，防治滑坡十分重要，其原则：一为针对病因采取措施，以制止滑动或控制滑坡发展；二为针对危害采取措施，要经受住滑坡的作用或避开危害，可采取方案是刷方减重，抗滑明洞、桩，石笼防护等为主的综合整治措施，或者改线绕避等。⑤继续加强铁路设计洪水标准、设计流量、桥渡壅水、桥墩冲刷与防护、路基遭受洪水和雨水的冲刷、沿河路堤冲刷与防护等方面的研究。进一步调查总结既有铁路防护工程和新线设计的经验教训。⑥加强对防洪工作的领导与管理，坚持铁路运营部门在长期实践中形成的一系列防洪工作制度、规章与方法，如线桥灾害地段分段检查各级负责制和冒雨检查制，汛期重点危险地点派人看守，车机工电联控制度、防洪期间值班与留宿制度以及“汛期安全行车措施”等。⑦开拓和推广以预防为主的现代化防洪手段和方法，加快“科学防洪”步伐。铁道部制定的《铁路科学防洪工作规划》，把科学防洪当作一项系统工程来抓，不断依托现代科技手段及硬件设备，建立并完善铁路水害采集、传递系统，致力于提高铁路水害预见性和可控性。现全路已建立了防洪传真网络，在主要干线上普遍设置了雨量计，局部地段安设了灾害报警装置，气象卫星云图、测雨雷达等“铁路专业气象服务系统及应用计算机管理铁路防洪信息工作得到了推广，使防洪管理工作上了新台阶。

  在严寒地区，春季融雪化冰时，水中常夹有冰排下流，冲撞桥梁，甚至形成冰堆、冰坝、堵塞桥孔，严重时会将桥梁推倒，危害甚大。通常对临时性墩台，应适时设置破冰棱，在流冰前，可进行预先破冰，在流冰时，采取排除冰坝、水排的措施等。