劉傳正

應急管理部國家自然災害防治研究院 

摘要：線(xiàn)狀工程自然災害預防應對工作要考慮工程全壽命周期的安全問(wèn)題，具體可以從規劃選線(xiàn)、設計施工和工程運營(yíng)三個(gè)階段分別考量并制定針對性對策。規劃選線(xiàn)階段主要是規避自然災害風(fēng)險，設計施工階段主要是采取工程措施預防可能遭遇或引發(fā)的自然災害，工程運營(yíng)階段主要是監測預警和高效處置可能發(fā)生或正在發(fā)生的自然災害。

關(guān)鍵詞：線(xiàn)狀工程；自然災害；工程預防；監測預警；應急處置

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

線(xiàn)狀工程自然災害風(fēng)險是指線(xiàn)狀工程規劃選線(xiàn)、設計施工和正常運營(yíng)過(guò)程中遭遇或引發(fā)氣象、洪澇、地質(zhì)和地震等自然災害的可能性。自然災害風(fēng)險識別通過(guò)觀(guān)測預判暴雨匯流、雪崩冰凍、雷電狂風(fēng)、山洪沖擊、內澇淹沒(méi)、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)、強烈地震等，分析造成線(xiàn)狀工程如交通線(xiàn)、油氣水電輸送線(xiàn)路以及工程樞紐如升壓站、電塔等功能中斷、損毀的可能性。預防應對工作包括防災減災法規、標準、規劃、預案的制定，工程或非工程措施、監測預警、應急搶險處置和恢復重建等方面的對策措施等。線(xiàn)狀工程自然災害預防應對工作要考慮全壽命周期的安全問(wèn)題，具體劃分為規劃選線(xiàn)、設計施工和工程運營(yíng)三個(gè)階段，分別考量并制定針對性措施。

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

1  規劃選線(xiàn)階段

規劃選線(xiàn)階段重點(diǎn)工作是規避自然災害風(fēng)險，通過(guò)開(kāi)展線(xiàn)狀工程遭遇或引發(fā)自然災害風(fēng)險的識別評估，比選提出災害小、防災減災成本低和工程安全性高的工程線(xiàn)路。

為了識別自然災害風(fēng)險，要全面開(kāi)展自然氣候、地理、地質(zhì)和社會(huì )人文背景調查評價(jià)，尤其是歷史自然災害事件、引發(fā)因素、成因機理、危害范圍、強度和持續時(shí)間的分析研究，及時(shí)識別研判新的重大自然災害風(fēng)險。充分利用基于星載、航空、地面的天空地一體化多源立體數據，全面查清自然災害風(fēng)險源，科學(xué)評估風(fēng)險等級。一般地，線(xiàn)狀工程沿線(xiàn)向兩側的風(fēng)險評估范圍應到局地分水嶺，歷史上發(fā)生過(guò)高速遠程崩塌滑坡的斜坡單元或山洪泥石流及其災害鏈的溝域應全面覆蓋。

現狀評估應包括歷史上曾經(jīng)發(fā)生的所有自然災害及其背景條件，如復雜地貌區、斷裂發(fā)育區、強烈地震區、巖溶發(fā)育區、臺風(fēng)暴雨區、山洪泥石流發(fā)育區或特殊土如黃土、膨脹土分布區等。預測評估要考慮工程建設引發(fā)、加劇災害危險性的各種情形，特別是工程建設劇烈改變地質(zhì)環(huán)境條件的區段，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、抽排水工程布設和電塔、橋墩地基基礎的選址開(kāi)挖等。

引江補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、高地應力巖爆、巖溶化程度及溶洞規模等因素[2]。凍土區油氣管線(xiàn)選線(xiàn)應盡量繞避不良地質(zhì)現象發(fā)育地段，減少線(xiàn)路長(cháng)度或緩坡架空通過(guò)，避開(kāi)反復凍融的河岸變動(dòng)過(guò)渡地段，嚴禁在線(xiàn)路兩側取土和隨意開(kāi)辟運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建筑物有利地段以避開(kāi)凍土不穩定地段[3]。由于油氣管道埋深淺、薄殼、內含高壓易燃易爆物質(zhì)，決定了沿線(xiàn)自然災害對管道的危害有其特殊性，有時(shí)小規模的自然動(dòng)力作用也可能造成重大災難。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致油氣管道斷裂變形、油氣泄漏、防腐層受損、附屬設施損毀以及環(huán)境破壞、管道失效導致油氣服務(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，川藏鐵路工程規劃設計面臨高山峽谷、地殼隆升、氣候變化、高地震烈度、高地應力、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)的山地災害鏈和敏感的生態(tài)環(huán)境等[4]。川藏鐵路工程規劃設計要考慮區域地殼穩定性、山體穩定性、站場(chǎng)場(chǎng)址穩定性和橋梁、路基與隧道巖體穩定性等諸多問(wèn)題，工程規劃應堅持地質(zhì)選線(xiàn)、生態(tài)選線(xiàn)和效益選線(xiàn)相結合的原則，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  設計施工階段

設計施工階段主要是采取工程措施預防可能遭遇或引發(fā)的自然災害。線(xiàn)狀工程呈線(xiàn)狀分布，線(xiàn)上串聯(lián)著(zhù)關(guān)鍵站點(diǎn)。如油氣輸送涉及輸氣管線(xiàn)和場(chǎng)站等，多次跨河跨溝、軟弱地基、洪水內澇或滑坡泥石流沖擊區域，取土場(chǎng)、棄渣場(chǎng)、料場(chǎng)、施工隊伍集中駐地等都會(huì )成為容易發(fā)生災害的地點(diǎn)。管線(xiàn)開(kāi)挖邊坡、填筑邊坡或取土棄土不當、隧道施工出渣、施工道路營(yíng)地建設使用會(huì )擾動(dòng)、損壞原有地貌和植被，可能釀成滑坡泥石流災害風(fēng)險。西氣東輸工程從侵蝕營(yíng)力上跨越了風(fēng)力侵蝕區、風(fēng)蝕水蝕交錯區和水力侵蝕等不同區域，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害[5]。

針對重大地質(zhì)災害風(fēng)險，要主動(dòng)實(shí)施工程治理，有效降低和消除災害風(fēng)險。2023年7月8日，湖北省五峰縣長(cháng)樂(lè )坪鎮月山村宜（都）來(lái)（鳳）高速公路建設工地發(fā)生山體滑坡，造成施工隊伍10人遇難�；�坡山體具有順傾層狀巖體結構，縱橫貫通性節理發(fā)育，層間軟弱夾層因降雨滲流泥化而降低強度，公路路基建設切坡破壞了層狀巖體完整性導致前緣支撐力下降，工程護坡?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難，造成人員傷亡、延誤工期和重大經(jīng)濟損失。事后反思，如果事前對山體地質(zhì)結構和軟弱結構面的強度變化認識清楚，采取正確的足夠強度的工程預加固措施和合理的施工工藝，輔之以監測預警，是能夠避免災難的。

3  工程運營(yíng)階段

工程運營(yíng)階段主要是監測預警、應急響應自然災害風(fēng)險和高效處置正在發(fā)生、已經(jīng)發(fā)生或還可能持續的自然災害，確保人員、工程設施及其運營(yíng)功能安全，最大程度降低各種經(jīng)濟損失、生態(tài)環(huán)境損毀和社會(huì )影響。

全面建立區域性、流域性、全線(xiàn)路多元數據信息共享平臺，不斷完善協(xié)同預警響應機制。利用GNSS、InSAR、邊坡雷達、地面形變監測等技術(shù)裝備，開(kāi)展災害風(fēng)險趨勢研判預測，實(shí)時(shí)監控自然災害動(dòng)態(tài)，建立適合實(shí)際的趨勢預測和預報預警模型，落實(shí)預警“叫應”機制，提前撤離危險區人員，避免信息不通、合作不暢而導致險情、災情擴大，甚至災害鏈延長(cháng)。

日常維護要加強抗滑樁、格構護坡、擋土墻、攔砂壩、護坡、截排水溝和沉沙池等防護工程的巡查檢查，確保發(fā)揮作用[5]。做好應急力量準備和搶險物資前置，加大衛星通信、應急供電等器材儲備力度，確�？焖偬幹秒U情災情，必要時(shí)提前開(kāi)展排危除險，適度擴大人員轉移范圍。

歷史災難事件提醒我們，監測預警和應急處置是線(xiàn)狀工程安全運營(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溝暴發(fā)了特大泥石流，摧毀成昆鐵路利子依達大橋，造成格里坪開(kāi)往成都的442次旅客列車(chē)內燃機車(chē)、行李車(chē)、郵政車(chē)及多輛客車(chē)車(chē)廂墜橋墜河，275人死亡失蹤，鐵路運營(yíng)中斷[6]。2023年1月17日，西藏米林縣派鎮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(chē)被掩埋。2022年6月4日，D2809次動(dòng)車(chē)通過(guò)貴廣線(xiàn)榕江站進(jìn)站前的月寨隧道出口時(shí)，撞上突發(fā)侵入線(xiàn)路的泥石流堆積物，導致兩節車(chē)廂脫線(xiàn)，1名司機遇難、1名列車(chē)員與7名旅客受傷。

4  結論性認識

線(xiàn)狀工程自然災害預防應對工作要面對科學(xué)、技術(shù)和工程三方面的問(wèn)題，需要樹(shù)立正確的科學(xué)哲學(xué)理念。在認識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一，在對策論方面要強調成效論與反饋論相結合。

在正確的科學(xué)哲學(xué)觀(guān)指導下，充分利用現代科學(xué)理論和技術(shù)方法，全面研判、預測和預防應對線(xiàn)狀工程未來(lái)面臨的災害風(fēng)險是什么、可能在哪里發(fā)生、災害情景如何、是什么原因引起的、發(fā)展趨勢會(huì )怎樣、應該怎么辦和預期效果如何等問(wèn)題。成因論方面關(guān)注內外動(dòng)力因素及其迭加耦合作用，危害論引導尋求安全可靠的對策。整體論確保系統全面的考慮問(wèn)題，分割論則重點(diǎn)解剖關(guān)鍵地段或環(huán)節的本質(zhì)問(wèn)題及有效解決方法[7]。成效論突出預防應對的實(shí)際效果評價(jià)，反饋論則反思認識的正確性、方法的有效性和投入產(chǎn)出效益，不斷提高線(xiàn)狀工程的自然災害預防應對能力。

參考文獻：

[1]劉傳正. 重大地質(zhì)災害防治理論與實(shí)踐[M]. 北京：科學(xué)出版社，2009：33-34.

[2]王吉亮，向家菠，顏慧明，等.引江補漢工程輸水線(xiàn)路工程地質(zhì)選線(xiàn)研究[J].長(cháng)江科學(xué)院院報，2023，40(5)：100-105.

[3]陳情來(lái)，余志光，張永雙.多年凍土地區長(cháng)輸管道工程地質(zhì)選線(xiàn)[J]. 油氣儲運，2007，26(2)：51-54.

[4]薛翊國，孔凡猛，楊為民，等.川藏鐵路沿線(xiàn)主要不良地質(zhì)條件與工程地質(zhì)問(wèn)題[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2020，39(3)：445-468.

[5]趙永軍，姜德文，袁普金.線(xiàn)狀工程建設項目的水土保持監測--以西氣東輸項目為例[J].水土保持研究. 2005，12(6)：71-75+253.

[6]陳俊虎，丁玉壽.成昆線(xiàn)利子依達泥石流[J].鐵道建筑，1982，22(12)：14-18.

[7]劉傳正.地質(zhì)災害防治研究的認識論與方法論[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報，2015，23(5)：809-820.

基金項目：應急管理部國家自然災害防治研究院基本科研業(yè)務(wù)專(zhuān)項（ZDJ2021–09）

（本文系作者2023年10月13日在第四屆管道自然災害防治研討會(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(cháng)春地質(zhì)學(xué)院工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)，主要從事工程地質(zhì)與地質(zhì)災害防治方面的研究工作。聯(lián)系方式：13501249868，cyliu56@163.com。