鐵路防洪

鐵路防洪是為了防止和減輕鐵路洪水災害所採取的措施。中國地域遼闊，各地氣候氣象變化較大，地貌、地質和人文活動差異尤甚，且大部分國土處於地球北緯水害經常發生之範圍，水災發生頻率高，持續時間長，經濟損失重，社會影響大。

據歷史記載，公元前206年至公元1999年間，中國共發生重大洪水災害1100 多次。20世紀歷史上大洪水年份：華南地區為 1915，1996年；長江中下游為1954、1991、1998年；華北、東北為 1963，1998年。

基本介紹

• 中文名：鐵路防洪
• 主要作用：防止和減輕鐵路洪水災害
• 指導思想：預防為主，安全第一，全力搶修
• 重點時段：汛期

水害情況

中國鐵路跨越或瀕鄰各種不同類型的河流，由於各種原因，致使中國鐵路歷年遭受的洪水災害極為嚴重。中華人民共和國成立之前，主要鐵路幹線均分布在長江、黃河、淮河、海河、珠江、松花江、遼河等七大江河下游和東部沿海地區，那裡正是暴雨、洪水、颱風威脅最為嚴重的地區。在人民共和國成立以後，又修建了大量的山區鐵路，使運營線路伸入西北、西南和中南內陸，那裡又正是日暴雨強度大於100mm，地質災害頻繁發生的地區，如成昆、寶成、隴海（寶天段）、蘭新、湘黔、石太等線的土石流災害；寶成、成昆、川黔、湘黔、鷹廈、焦柳等線的滑坡崩塌災害；黔桂、湘桂、焦柳、黎湛等線的岩溶塌陷災害等。如果把發生在鐵路沿線的暴雨洪水災害（包括因暴雨誘發的種種地質災害）稱作鐵路水害的話，鐵路水害年年發生，損失相當嚴重。如1954年長江、淮河連降暴雨，出現特大洪水，洪峰超過1931年歷史最高水位。津浦、滬寧、京廣線斷道；1958年黃河發生特大洪水，水位超過1933年歷史最高紀錄，京廣線黃河老橋11號墩被衝倒；1960年瀋丹線太子河普降暴雨，水庫潰決，數十孔鋼樑落水，中斷行車108天；1963年渭河洪水暴漲，隴海線渭河橋上鋼樑墜河沖走，正在橋上運行的旅客列車一節車廂墜河；同年河北連降暴雨，暴雨中心雨量達1 850mm，中小型水庫決壩，致使京廣、石太、石德、津浦線等路基沖毀800多處，橋樑被毀51座；1975年8 月河南省中南部降特大暴雨（4天總雨量為1605mm，最大日雨量為1005mm，最大6 小時雨量為830mm），板橋水庫（庫容6億m3）等幾座水庫同時潰決，使京廣鐵路13個車站計102km線路遭受嚴重破壞；1981年雨季，寶成、寶天、陽安三線長85lkm的線路遭受到特大洪水和巨大土石流的嚴重破壞，93個區間中的53個線路被毀中斷了運輸，在l 100多處水害中，17座大中橋樑及40處路基被成段沖毀，16km線路水面高過軌面2～5 m，257處山體崩塌、坍塌，其受災範圍之廣，破壞之大，損失之重和中斷運輸時間之長，在中國鐵路史上都是空前的。近30多年來，主要幹線因水害斷道每年平均100多次，每年鐵路水害發生時間，一般起自3～4 月，訖於10～11月，6～8 月為峰期。

鐵路運輸設備作為受災體，首當其衝及大量的是發生線上橋設備上，尤其是路基，其次是橋樑、涵洞。根據水害資料統計，大約有80% 的水害發生在路基和線路上。除去線路高程不足容易被洪水浸淹和沖刷的局部地段外，路基水害更多的則是由於邊坡失穩與防護工程不完善，容易受到因暴雨誘發的種種地質災害的侵襲而引起的。主要水害類型有山體滑坡、土石流、危岩落石、邊坡溜坍及坍塌，路基下沉、陷穴、倒樹侵限以及水淹線路、道床沖空、管涌等。橋樑水害一般約占鐵路水害10%左右，主要也是水淹和沖刷這兩大類。橋樑水害由於技術複雜、搶修困難、突發時對行車安全極具威脅而引入矚目。

洪水等級劃分 為一般洪水、大洪水及特大洪水，一般以重現期t（年）表示。一般洪水，重現期t<50年；大洪水，50年≤t≤100年，特大洪水t≥100年。

鐵路水害的直接損失是與災害程度以及受災設備的價值成正比的，災害統計時按其數額大力、分為輕微損壞、嚴重損壞和毀壞三個等級。水害對鐵路正常運輸造成的影響，即間接損失計算較為困難，習慣上以中斷行車時間的長短來評價。亦可用搶險復舊工程費用多少來衡量，見表1。

表1 水害分級表

水害成因

①氣候與暴雨。中國位於世界著名的季風氣候區域，在夏季多為災害性的暴雨天氣，大多數河流受降雨、氣候等自然因素與人類活動的影響而形成洪水，洪水主要由暴雨形成，屬暴雨洪水類型。氣象部門關於降雨等級劃分見表2，從夏到秋中國東南沿海總要受到熱帶氣旋的影響，熱帶風暴、強熱帶風暴和颱風登入並深入內陸，往往同時引發暴雨、海潮、風暴形成洪澇、河流泛濫或土石流、滑坡等災害。中國從1989年起採用國際熱帶氣旋和等級標準：凡在西北太平洋面和南海海面出現的熱帶氣旋，依據其中心附近的平均最大風力有著不同等級標準的命名，達到8 級時為熱帶風暴，達到10級時為強熱帶風暴，達到12級及其以上時為颱風。江河洪水發生過程，便是鐵路水害的主要成因，洪水中也包括冰凌、土石流等特殊洪流。中國的暴雨區域，24小時降雨量接近或超過200mm的特大暴雨，不僅出現在沿海地區，而且也出現在內陸地區（如1963和1975年的洪水），中國大陸上的暴雨，主要集中在晚春到盛夏，隨著季節的變化由南向北移動 不同地域則有著不同的降雨集中期，如華南地區暴雨時間多集中在4～6月；長江中下游在5 ～7 月；華北、東北地區多集中在6～8 月。暴風驟雨和大面積連續降雨，是造成鐵路水害的直接原因。對於山區鐵路，洪水猛漲猛落，雖歷時甚短，但流速甚大破壞力很強，山區鐵路不僅橋隧多且堤高塹深，路塹高陡的邊坡，久雨後岩土體被水浸泡引起滑坡及古滑坡體復活。平原地區河流，由於上游水土流失，含沙量增大，河床逐年淤高排泄不暢，洪峰持續時間加長，使鐵路水害增多。②缺少水文觀測資料和認識不足。由於歷史的原因，為數不多的水文站，資料只有數十年或二十幾年的記載。近50年來，雖然全國逐步增設了許多水文站、氣象站，但畢竟歷時短暫，資料積累不多，而且設在邊遠地區的太少。依據短缺的河流系列資料求出的設計洪水，容易帶來較大的偶然誤差，難以完成合理的洪水計算及做到有針對性的防治。中國早期修建的鐵路，由於當時鐵路部門對水文和水力計算的重要性和水害事故的嚴重性認識不足，而且有些鐵路以往為了儘可能減少建設資金，致使這些鐵路設計標準低，橋樑孔徑偏小，基礎埋深較淺，路基低矮，質量低劣，抗洪能力不足，以致造成後患。 ③受歷史條件、技術水平和經驗不夠所限。如20世紀40年代修建的隴海線寶天段和50年代建成的寶成線，由於受當時技術、經濟條件限制，線路依山傍水、蜿蜒繞行、陡岸壁立、高堤深塹，採用短隧道群方案，施工質量差或施工方法欠妥

（如寶成線土石方採用大爆破法施工），年年雨季每每受土石流、坍方落石、滑坡等洪水、地質災害威脅。④人類活動的影響。鐵路水害為洪水災害和地質災害兩大類，它們又都和環境因素密切相關。環境包括自然環境、工程環境和社會環境，其中也包括人類以防洪興利為目的而修建的水利工程所引起的環境問題，如鐵路沿線水庫潰壩或回水浸泡造成鐵路事故, 另外，在沿河鐵路和橋樑附近的河道內擅自傾倒礦渣、垃圾、施工棄土、堆放物資，或大量開挖沙石土料，以及修建危害鐵路路基和橋樑的導流、挑流或引水工程，造成鐵路水害。鐵路對自然環境帶來的負面影響也須充分予以重視，防止留下隱患。此外，鐵路水害還與設備本身的狀況，其建造年代、設計標準和構築質量等有關，無論是1949年前修建的鐵路還是1949年後修建的鐵路，因為設計、施工等原因，不少線橋設備實際抗挑能力不足，這是鐵路水害所具有的自身原因。

表2 氣象部門規定的降雨等級

表2

抗洪標準

鐵路的抗洪能力主要取決於路基和橋樑。

路基抗洪能力 中國國家《防洪標準》和鐵道部《路基設計規範》都對路基的路肩高程做出了規定。新建的特大和大中橋的橋頭路基，水庫和濱河地段可能被水淹的路基，其路肩應高出設計水位加波浪侵襲高加壅水高再加0.5m，設計水位的洪水頻率標準：Ⅰ，Ⅱ級鐵路為 1/100，Ⅲ級鐵路為1/50。此外的路基，雖然絕大部分並不受江河洪水侵襲，但是卻都難以避免暴雨的沖刷而產生水害。路基的抗洪能力，實質上有抵禦洪水侵襲和抵抗暴雨沖刷兩個方面。對於暴雨沖刷雖然有多種防護措施可以預防，但由於資金、設計、施工、養護等原因，防護設施不足或失效，不能保證雨季邊坡的穩定。對於路基坑暴雨沖刷的安全度，至今仍難以作出正確量化與統一的評估。眾所周知，對於小流域洪水而言，主要是暴雨的總量，而雨季路基坍塌則不僅僅與降雨總量有關，還與不同歷時的降雨強度，即雨型、雨強的關係更為密切，對路基承受的暴雨統一規定一個頻率標準是困難的，另一方面，又有路基作為工程地質產物的自身因素，要對其抗洪能力加以量化，確實不易。

鐵路的各工務段根據多年來管內降雨量與坍方的關係，決定不同區段橋路設備抗洪能力，制定降雨兩級警戒值，即注意警戒值（冒雨出巡雨量）及危險警戒值（限速或封鎖區間雨量），分別採取不同的措施，力求達到既能保證行車安全又不致過分影響鐵路運輸。“降雨兩級警戒值”由工務段制定後經上級防洪辦批准實施。

新線和複線改造工程，其抗洪能力普遍較差，應針對不同地點的具體情況，制定相應的度汛措施。

總之，路基抗洪能力不足或是由於填料的物理力學性質決定在暴雨作用下容易失穩，或者由於缺乏必要的防護，或者防護工程設計不當及施工質量欠佳等原因造成的，必須採取工程措施才能解決。

橋樑抗洪能力 系指橋樑孔徑、高程和基礎埋入深度這三方面共同提供的過洪能力（洪水通過能力），更確切地說是指作為一個整體的橋渡所具有的抗洪能力。橋渡包括橋涵建築物、導治建築物、橋涵附近路堤等在內的一個整體。它應該是按不同河段的特點、地形、地質等自然條件，並能與站場、路基排水設施以及農田水利、城鎮周圍環境保護相配合，組成一個完整的排水系統。橋樑抗洪能力習慣上是用可以安全通過的洪水的頻率大小來表示的。

洪水頻率

《鐵路橋樑檢定規範》、《鐵路工程水文勘測設計規範》（tb 10017一99），對橋涵洪水頻率標準都作了明確一致的規定，見表3。

按照此標準設計或經檢算符合上述標準的橋樑，即具備安全通過該標準頻率及其以下頻率的洪水的能力，否則即視作抗洪能力不足。一般把設計頻率的洪水稱作設計洪水，小於設計頻率的洪水稱作超標準洪水。對於屬於技術複雜、修復困難或重要的特大橋或大橋，還規定了小於設計洪水頻率的檢算洪水頻率。

表3

建設部發布了中國國家《防洪標準》，與鐵道部部頒標準的規定實質上都是一致的，所不同的是國家標準是用重現期（年）表示，都標用頻率表示。如橋樑的洪峰流量的設計頻率p=1%，其重現期t=1/p=100年，稱百年一遇的洪水，即出現大於或等於這一洪水的次數在長時間內平均100年遇到一次。

過洪能力

常常把橋樑孔徑在淨空、橋長和基礎理入深度三方面的過洪能力，分解為兩層意思：一是將洪水通過時橋孔的高、長兩個方面提供的能力，稱為過洪能力；另一是橋基埋深能夠抵抗洪水的能力，稱為抗洪、抗沖能力。

用流量和相應水位以及流速值的大小作為橋涵設備的過洪能力與抗洪能力的衡量標準。概括說，孔徑對應過洪能力，沖刷對應抗洪能力，橋樑的抗洪能力是由這兩者綜合構成。橋樑水害主要也是水淹和沖刷這兩大類，都是過洪、抗洪能力不足的必然結果。

鐵路防洪對策 當自然災害的規模較小，有可能通過我們的努力加以防止時，應盡力避免其造成災害；當它的規模超出我們的防禦能力時，應設法減少自然災害所造成的損失。

鐵路作為中國國民經濟的大動脈，始終以保證不間斷運輸為宗旨。鐵路防洪是防災減災與大自然作鬥爭的重要組成部分，是一項專業配套性強，涉及範圍廣，協調工作複雜的系統工程，是保證鐵路運輸安全的一項必不可少的工作。也是鐵路員工職業紀律、職業道德和企業形象的體現。數十年來鐵路防洪工作取得了巨大成績，積累了豐富的經驗。鐵道部1992年頒布了《鐵路實施〈中華人民共和國防洪條例〉細則》（以下《細則》簡稱），進一步明確了鐵路防洪工作的指導思想、方針、原則、措施與制度，使鐵路防洪工作向規範化、標準化、法制化與科學化的方向邁進。

方針制度

鐵路防洪工作以全員防洪為指導思想，實行“預防為主，安全第一，全力搶修，當年復舊”的方針，遵循團結協作和局部利益服從全局利益的原則。嚴格執行各級行政首長負責制，統一指揮，分級分部門負責，各有關部門實行防洪崗位責任制。全面落實各項防洪工作措施與制度，協調組織聯防聯控與搶險復舊，確保汛期行車安全，尤其是旅客列車的絕對安全。因此，必須將防洪工作各項措施落實到人，落實到區段，實行分工負責，通過全員防洪，共同把關。以強化安全工作為中心，以實現汛期“少斷道、斷道不翻車”為目標，以增強設備抗洪能力為目的的鐵路防洪工作是貫穿全年的，不同階段（汛前、汛期、汛後）有不同的側重，見圖1.

管理 各級防洪指揮部，應由本單位主要負責人擔任指揮長，下設辦事機構（在工務部門），並配備專人管理日常工作，鐵路防洪工作管理包括兩個方面：①對鐵路水害現象的管理。包括水害信息管理，水害過程監視，預測預報系統，預防對策和防洪保障系統等。②對鐵路防洪工作的管理。包括崗位職責，指揮調度，執行制度，落實措施，預案實施，搶險復舊，災害統計，費用管理，技術政策，善後總結等，見圖2。

對策 必須在思想、組織、物資、技術等各方面充分做好防洪準備工作，認真貫徹《細則》，通過各級負責制，落實防洪工作各項措施與制度。①做好水工水文工作。加強與地方水利部門聯繫，減少水害隱患；加強對跨越江河水庫橋樑的水文觀測，掌握水位、流速、流向的變化及飄流物等動態，同時注意墩台、河灘防護設施、橋頭路基的狀況，特別是排洪能力不足、墩台基礎不穩的橋樑，應派專人加以監視，一旦發現險情，及時採取防患措施，防止水害發生。進行水文調查，正確推算洪水流量，是預防橋樑水害的根本保證。汛前，各工務段應會同地方有關部門，對沿線所建水庫、堤壩、農田基本建設、改造山河、修路等施工設施的狀況及竹、木、儲運情況進行聯合調查，商定相應的加固措施和防洪應急預搶方案。②認真做好雨季及洪水期間對線橋設備及沿線山體的巡（看）守與觀測檢查。每年有不少由於水害發生的山體坍方、落石、滑坡、路堤滑移、道床沖空、橋墩台下沉傾斜等危及運輸安全的險情，由於加強了巡守工作，能夠及時發現，採取有效的應急措施而化險為夷。③ 加強線路橋涵設備，提高抗洪能力。包括：整治河道，順暢水流，提高泄洪能力；做好水土保持植樹防沖、路基排水及邊坡加固；檢定橋樑抗洪能力，對孔徑不足的橋樑，應進行擴孔改造；對墩台基礎類型或埋深不明的橋樑，應採用超音波、物探、遙感技術和鑽孔、挖驗等方法加以查明，對淺基墩台應加緊進行防護加固。④做好山體防洪治理。中國是一個多山、多丘陵國家，很多鐵路水文地質條件複雜，再加上人為因素開荒種地、水土流失影響山體穩定。經常雨季時山體坍方、落石、滑坡，特別是滑坡對鐵路行車安全威脅最大，防治滑坡十分重要，其原則：一為針對病因採取措施，以制止滑動或控制滑坡發展；二為針對危害採取措施，要經受住滑坡的作用或避開危害，可採取方案是刷方減重，抗滑明洞、樁，石籠防護等為主的綜合整治措施，或者改線繞避等。⑤繼續加強鐵路設計洪水標準、設計流量、橋渡壅水、橋墩沖刷與防護、路基遭受洪水和雨水的沖刷、沿河路堤沖刷與防護等方面的研究。進一步調查總結既有鐵路防護工程和新線設計的經驗教訓。⑥加強對防洪工作的領導與管理，堅持鐵路運營部門在長期實踐中形成的一系列防洪工作制度、規章與方法，如線橋災害地段分段檢查各級負責制和冒雨檢查制，汛期重點危險地點派人看守，車機工電聯控制度、防洪期間值班與留宿制度以及“汛期安全行車措施”等。⑦開拓和推廣以預防為主的現代化防洪手段和方法，加快“科學防洪”步伐。鐵道部制定的《鐵路

圖2

科學防洪工作規劃》，把科學防洪當作一項系統工程來抓，不斷依託現代科技手段及硬體設備，建立並完善鐵路水害採集、傳遞系統，致力於提高鐵路水害預見性和可控性。現全路已建立了防洪傳真網路，在主要幹線上普遍設定了雨量計，局部地段安設了災害報警裝置，氣象衛星雲圖、測雨雷達等“鐵路專業氣象服務系統及套用計算機管理鐵路防洪信息工作得到了推廣，使防洪管理工作上了新台階。

在嚴寒地區，春季融雪化冰時，水中常夾有冰排下流，衝撞橋樑，甚至形成冰堆、冰壩、堵塞橋孔，嚴重時會將橋樑推倒，危害甚大。通常對臨時性墩台，應適時設定破冰棱，在流冰前，可進行預先破冰，在流冰時，採取排除冰壩、冰排的措施等。