劉傳正

應急管理部國家自然災害防治研究院 

摘要：線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題，具體可以從規劃選線、設計施工和工程運營三個階段分別考量并制定針對性對策。規劃選線階段主要是規避自然災害風險，設計施工階段主要是采取工程措施預防可能遭遇或引發的自然災害，工程運營階段主要是監測預警和高效處置可能發生或正在發生的自然災害。

關鍵詞：線狀工程；自然災害；工程預防；監測預警；應急處置

線狀工程是指公路、鐵路和油氣水電輸送線路等工程。工程建設追求質量好、投資省、效率高、收益大和可持續使用時間長，以盡可能小的經濟、社會和生態環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、設計施工和工程運營等各階段的基本要求，風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、災害群風險。

線狀工程自然災害風險是指線狀工程規劃選線、設計施工和正常運營過程中遭遇或引發氣象、洪澇、地質和地震等自然災害的可能性。自然災害風險識別通過觀測預判暴雨匯流、雪崩冰凍、雷電狂風、山洪沖擊、內澇淹沒、崩塌滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降及地裂縫和斷裂活動、強烈地震等，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題，具體劃分為規劃選線、設計施工和工程運營三個階段，分別考量并制定針對性措施。

重要交通線如西北、西南、中南地區的鐵路運輸線、高速公路等一旦遭遇滑坡泥石流，不但中斷交通，還可能造成嚴重的直接或間接經濟損失甚至人員傷亡。例如，2008年“5·12”汶川地震引發寶成鐵路徽縣火車站危巖崩塌，不但損毀機車、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，還可能引發爆炸、火災、局地洪水等，并造成重大人員傷亡和財產損失。近十年來已多次發生因滑坡造成輸氣管道爆炸等局部性災難，必須予以高度關注。

1  規劃選線階段

規劃選線階段重點工作是規避自然災害風險，通過開展線狀工程遭遇或引發自然災害風險的識別評估，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路。

為了識別自然災害風險，要全面開展自然氣候、地理、地質和社會人文背景調查評價，尤其是歷史自然災害事件、引發因素、成因機理、危害范圍、強度和持續時間的分析研究，及時識別研判新的重大自然災害風險。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險源，科學評估風險等級。一般地，線狀工程沿線向兩側的風險評估范圍應到局地分水嶺，歷史上發生過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發生的所有自然災害及其背景條件，如復雜地貌區、斷裂發育區、強烈地震區、巖溶發育區、臺風暴雨區、山洪泥石流發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、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環境條件的區段，路基工程重點是挖方、切坡、填方和棄土場所等，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]。凍土區油氣管線選線應盡量繞避不良地質現象發育地段，減少線路長度或緩坡架空通過，避開反復凍融的河岸變動過渡地段，嚴禁在線路兩側取土和隨意開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，決定了沿線自然災害對管道的危害有其特殊性，有時小規模的自然動力作用也可能造成重大災難。斷裂地震活動、巖土體短時快速移動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境破壞、管道失效導致油氣服務中斷。  

由于自然氣候、地理、地質和工程擾動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的山地災害鏈和敏感的生態環境等[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、站場場址穩定性和橋梁、路基與隧道巖體穩定性等諸多問題，工程規劃應堅持地質選線、生態選線和效益選線相結合的原則，盡可能正確處理工程優化布置與活動斷裂的關系，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的自然災害。線狀工程呈線狀分布，線上串聯著關鍵站點。如油氣輸送涉及輸氣管線和場站等，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、棄渣場、料場、施工隊伍集中駐地等都會成為容易發生災害的地點。管線開挖邊坡、填筑邊坡或取土棄土不當、隧道施工出渣、施工道路營地建設使用會擾動、損壞原有地貌和植被，可能釀成滑坡泥石流災害風險。西氣東輸工程從侵蝕營力上跨越了風力侵蝕區、風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]。

針對重大地質災害風險，要主動實施工程治理，有效降低和消除災害風險。2023年7月8日，湖北省五峰縣長樂坪鎮月山村宜（都）來（鳳）高速公路建設工地發生山體滑坡，造成施工隊伍10人遇難。滑坡山體具有順傾層狀巖體結構，縱橫貫通性節理發育，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，工程護坡擋墻和錨索加固力度不足，最后釀成工程支擋破壞—巖體松動—順層滑移—巨石疊壓的牽引式滑坡災難，造成人員傷亡、延誤工期和重大經濟損失。事后反思，如果事前對山體地質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  工程運營階段

工程運營階段主要是監測預警、應急響應自然災害風險和高效處置正在發生、已經發生或還可能持續的自然災害，確保人員、工程設施及其運營功能安全，最大程度降低各種經濟損失、生態環境損毀和社會影響。

全面建立區域性、流域性、全線路多元數據信息共享平臺，不斷完善協同預警響應機制。利用GNSS、InSAR、邊坡雷達、地面形變監測等技術裝備，開展災害風險趨勢研判預測，實時監控自然災害動態，建立適合實際的趨勢預測和預報預警模型，落實預警“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。

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，確保快速處置險情災情，必要時提前開展排危除險，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狀工程安全運營的的重要保障。1981年7月9日，四川省甘洛縣大渡河支流利子依達溝暴發了特大泥石流，摧毀成昆鐵路利子依達大橋，造成格里坪開往成都的442次旅客列車內燃機車、行李車、郵政車及多輛客車車廂墜橋墜河，275人死亡失蹤，鐵路運營中斷[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次動車通過貴廣線榕江站進站前的月寨隧道出口時，撞上突發侵入線路的泥石流堆積物，導致兩節車廂脫線，1名司機遇難、1名列車員與7名旅客受傷。

4  結論性認識

線狀工程自然災害預防應對工作要面對科學、技術和工程三方面的問題，需要樹立正確的科學哲學理念。在認識論方面要突出成因論與危害論相聯系，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。

在正確的科學哲學觀指導下，充分利用現代科學理論和技術方法，全面研判、預測和預防應對線狀工程未來面臨的災害風險是什么、可能在哪里發生、災害情景如何、是什么原因引起的、發展趨勢會怎樣、應該怎么辦和預期效果如何等問題。成因論方面關注內外動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題，分割論則重點解剖關鍵地段或環節的本質問題及有效解決方法[7]。成效論突出預防應對的實際效果評價，反饋論則反思認識的正確性、方法的有效性和投入產出效益，不斷提高線狀工程的自然災害預防應對能力。

參考文獻：

[1]劉傳正. 重大地質災害防治理論與實踐[M]. 北京：科學出版社，2009：33-34.

[2]王吉亮，向家菠，顏慧明，等.引江補漢工程輸水線路工程地質選線研究[J].長江科學院院報，2023，40(5)：100-105.

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

[4]薛翊國，孔凡猛，楊為民，等.川藏鐵路沿線主要不良地質條件與工程地質問題[J].巖石力學與工程學報. 2020，39(3)：445-468.

[5]趙永軍，姜德文，袁普金.線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.成昆線利子依達泥石流[J].鐵道建筑，1982，22(12)：14-18.

[7]劉傳正.地質災害防治研究的認識論與方法論[J]. 工程地質學報，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務專項（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上的發言）

作者簡介：劉傳正，1961年生，博士，研究員。1983年畢業于長春地質學院工程地質專業，主要從事工程地質與地質災害防治方面的研究工作。聯系方式：13501249868，cyliu56@163.com。