1铁路防灾减灾概述

1/69铁路防灾减灾概述黄守刚2/69防灾减灾的意义我国地域辽阔，地形复杂，气候变化大，导致山体滑坡、泥石流、大风、山洪、水灾、地震等自然灾害分布广泛、类型众多、发生频繁，铁路灾害的分布遍及全国，基本上凡有铁路的地方均受不同程度的灾害侵袭，由此平均每年造成铁路运输中断100余次，最高曾达到年断道211次。已发生灾害的路段占全路总运营里程的20%以上，尚有许多线路灾害处于潜伏状态，严重威胁铁路的行车安全，给国家造成巨大的经济损失。因此，铁路防灾减灾与应急处理工作非常重要。3/69第一节防洪管理我国铁路洪水灾害发生频繁，据初步统计自1908~1995的87年间，中断行车5d及以上的水害事故达150次；中断行车10d及以上的水害达98次。如果计入中断行车5d以下的水害事故，则其数字更为庞大。下面对防洪管理作简要介绍。4/69第一节防洪管理一、水害对铁路造成的危害线桥设备是水害的主要受灾体，其中路基水害最多，桥涵水害其次。有关资料表明，大约有80%的水害发生在路基地段。一方面，若线路设计中路基高程不足，则可能引起洪水浸淹和冲刷。另一方面，若边坡稳定性不足或防护工程不完善，则易受因暴雨诱发的各种地质灾害的侵袭而引发路基水害，其主要类型有滑坡、泥石流、崩塌落石、边坡溜坍，下沉、陷穴、倒树侵限、水淹线路、道床冲空、管涌等。对于前者所产生的病害，在设计上可以避免，因此绝大多数的路基水害属于后者。滑坡、泥石流、崩塌落石也属于地质灾害，将在后面作全面叙述。陷穴路基下沉5/69第一节防洪管理一、水害对铁路造成的危害水淹线路6/69第一节防洪管理一、水害对铁路造成的危害洪水冲毁桥梁2005年10月23日，意大利“欧洲之星”列车，每小时170公里7/69第一节防洪管理一、水害对铁路造成的危害洪水冲毁涵洞8/69第一节防洪管理二、铁路水害成因分析铁路水害分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，都会造成铁路水害。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，不少线桥设备实际抗洪能力不足，这是铁路产生水害的自身原因。9/69第一节防洪管理三、防洪工作组织与管理1、防洪指挥部(1)铁道部防洪指挥部。铁道部设立防洪指挥部，由主管部长任总指挥，总调度长任副总指挥，运输(含调度、机务、车辆、工务、电务)、建设、计划、财务、劳卫、安监、公安、宣传等有关部门领导为指挥部成员，负责组织领导全路的防洪工作。(2)铁路局防洪指挥部。各铁路局设立防洪指挥部，其成员比照铁道部防洪指挥部组成，负责领导本局的防洪工作。(3)防洪抢险队。有关站段和线别组成防洪抢险队或防洪指挥分部(尤其是防洪任务艰巨的山区铁路线)。山区铁路有关站段可组成以站长为组长的防洪领导小组。10/69第一节防洪管理三、防洪工作组织与管理2、防洪管理防洪办事机构应配备较先进的通信、数据、图形和图像处理、气象、水情和灾情信息接收等设备，快速、准确传递防洪及灾害信息，提高办公效率。防洪办事机构要管理好防洪资料及水害档案。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。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。11/69第一节防洪管理三、防洪工作组织与管理防洪重点地段安装防护桩和被动网12/69第二节地质灾害防治一、泥石流防治山区沟谷中，由暴雨、冰雪融水等水源激发的，含有大量的泥砂、石块的特殊洪流，我们称之为泥石流，如图所示。泥石流爆发13/69第二节地质灾害防治一、泥石流防治泥石流往往突然暴发，浑浊的流体沿着陡峻的山沟前推后拥，奔腾咆哮而下，地面为之震动、山谷犹如雷鸣。在很短时间内将大量泥砂、石块冲出沟外，在宽阔的堆积区横冲直撞、漫流堆积，常常给人类生命财产造成重大危害。例如，1981年7月9日，成昆线尼日至乌斯河间的利子依达铁路大桥被泥石流冲塌，正在通过的442次列车2台机车、1辆行李车和1辆客车坠入大渡河内，造成130人失踪和死亡，146人受伤，线路中断15d。目前废弃的铁路桥墩桥断车毁实况14/69第二节地质灾害防治一、泥石流防治防治泥石流的工程措施主要有：在以坡面侵蚀及沟谷侵蚀为主的泥石流地区，应以生物措施为主，辅以工程措施；在崩塌、滑坡强烈活动的泥石流发生(形成)区，应以工程措施为主，兼用生物措施；而在坡面侵蚀和重力侵蚀兼有的泥石流地区，则以综合治理效果最佳。泥石流排导槽泥石流拦渣坝15/69第二节地质灾害防治一、泥石流防治防治泥石流的工程措施主要有：在以坡面侵蚀及沟谷侵蚀为主的泥石流地区，应以生物措施为主，辅以工程措施；在崩塌、滑坡强烈活动的泥石流发生(形成)区，应以工程措施为主，兼用生物措施；而在坡面侵蚀和重力侵蚀兼有的泥石流地区，则以综合治理效果最佳。16/69第二节地质灾害防治二、山体滑坡防治山体滑坡是指山体斜坡上某一部分岩土在重力(包括岩土本身重力及地下水的动静压力)作用下，沿着一定的软弱结构面(带)产生剪切位移而整体向斜坡下方移动的现象。铁路遭受滑坡危害频繁而严重。尤其是宝成线、陇海线的宝天段及成昆线，几乎年年遭受滑坡、崩塌的袭击。据不完全统计，我国铁路沿线的大中型滑坡点有一千多处，致使铁路部门每年花费大量整治资金。滑坡对铁路的危害主要表现有：破坏线路、中断行车、危害站场站房，毁坏铁路桥梁及其它设施，错断隧道、摧毁明洞，造成车翻人亡的行车事故。铁路滑坡实景滑坡危害实景17/69第二节地质灾害防治二、山体滑坡防治2009年7月29日凌晨4点半，焦柳铁路发生因山体滑坡导致列车脱轨事故，如图所示。事故造成4人死亡，11人重伤，23人轻伤。18/69第二节地质灾害防治二、山体滑坡防治防治山体滑坡的措施包括以下几个方面：(1)排水措施。排水措施滑坡的发生和发展都与水的作用有关，排水是防治各类滑坡之本。但应根据具体情况，采用切合实际的排水方式。滑坡地表排水布置坡面截流排水19/69第二节地质灾害防治二、山体滑坡防治(2)减重加载措施。当滑动面不深，且滑体呈上陡下缓状，滑坡范围外有稳定的山坡，滑坡不可能向上发展时，在滑坡上部减重，以减小滑坡的下滑力，是一种操作简单、经济实惠的防治措施。将减重的土体堆在坡脚反压，以增加抗滑力，效果更好。减重加载减重与加载20/69第二节地质灾害防治二、山体滑坡防治(3)支挡措施。根据滑体推力的大小，可以选用适当的支挡结构防滑。①抗滑挡土墙。其施工方便，稳定滑坡收效快。抗滑挡墙多为重力式，石砌，也有用混凝土或钢筋混凝土的。抗滑挡土墙21/69第二节地质灾害防治二、山体滑坡防治(3)支挡措施。根据滑体推力的大小，可以选用适当的支挡结构防滑。②抗滑桩。它是利用桩在稳定岩土中的嵌固力支挡滑体的建筑物。它具有对滑体扰动少，操作简便，工期短，收效快，对行车干扰小，安全可靠等优点。抗滑桩多为挖孔或钻孔放入钢筋骨架灌筑混凝土而成。抗滑桩在滑动面以下的锚固深度，应根据滑体作用在桩上的主动土压力、桩前的被动土压力、岩土性质等来确定。抗滑桩之间设混凝土板，形成抗滑桩板墙，效果更佳抗滑桩22/69第二节地质灾害防治二、山体滑坡防治(3)支挡措施。根据滑体推力的大小，可以选用适当的支挡结构防滑。③锚杆挡墙。它是一种新型支挡结构，由锚杆、肋柱和挡板三部分组成，用于薄层块状滑坡或基岩埋深较浅、滑体横向较长、滑面较陡的滑坡。锚杆挡墙具有结构轻盈，节约材料，适宜机械化施工，提高生产效率等优点。锚杆挡土墙23/69第二节地质灾害防治二、山体滑坡防治(3)支挡措施。根据滑体推力的大小，可以选用适当的支挡结构防滑。④抗滑明洞。若滑动面的下缘处在边坡上的较高位置，可视地基情况设置抗滑明洞，洞顶回填土石支撑滑体，或滑体越过洞顶落在线路之外。但这一措施对行车干扰大，施工困难，造价昂贵，只有在其它措施难以奏效时采用。24/69第二节地质灾害防治二、山体滑坡防治(3)支挡措施。根据滑体推力的大小，可以选用适当的支挡结构防滑。⑤预应力锚索工程预应力锚索和锚杆用途很广，几乎适用于各类滑坡、危岩、高边坡的治理。既可用于永久性加固工程，又可用于施工场地的临时加固工程；既可单独使用，又可与其它工程联合使用。常用金属锚杆、钢缆或预应力金属锚杆。通过增大软弱面(带)上的法向压力，来增大其上的抗滑力，提高坡体的稳定性。左图为预应力锚索加固滑坡，右图为预应力锚索与桩板结构联合组成的锚索桩板墙。预应力锚索加固滑坡锚索桩板墙25/69第二节地质灾害防治二、山体滑坡防治(4)改善滑带土性质的措施。改善滑带土性质，提高其强度指标以增强滑坡的稳定性也是整治滑坡的措施。这类措施有焙烧法、灌浆法、孔底爆破灌注混凝土等。(5)物理方法。改善滑坡土体的物理力学性质，用物理化学方法，加固和稳定滑坡。方法很多，如焙烧、成浆、加灰土桩、硅化、电渗、离子交换等。(6)改线绕避。上述整治措施难以奏效时，在经济技术合理情况下，可以考虑改线绕避。26/69第二节地质灾害防治三、崩塌落石防治崩塌(又称崩落、垮塌或塌方)是较陡斜坡上的岩、土体在重力作用下突然脱离山体崩落、滚动，堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。大小不等，零乱无序的岩块(土块)呈锥状堆积在坡脚的堆积物称崩积物，也可称为岩堆或倒石堆。27/69第二节地质灾害防治三、崩塌落石防治我国防治崩塌的工程措施主要有：(1)遮挡。即遮挡斜坡上部的崩塌物。这种措施常用于中、小型崩塌或人工边坡崩塌的防治中，通常采用修建明洞、棚洞等工程进行，在铁路工程中较为常用。棚洞明洞28/69第二节地质灾害防治三、崩塌落石防治我国防治崩塌的工程措施主要有：(2)拦截。对于仅在雨后才有坠石、剥落和小型崩塌的地段，可在坡脚或半坡上设置拦截构筑物。如设置落石平台和落石槽以停积崩塌物质，修建挡石墙以拦坠石，利用废钢轨、钢钎及钢丝等编制钢轨棚栏、钢钎棚栏或钢轨栅栏来拦截。钢轨栅栏29/69第二节地质灾害防治三、崩塌落石防治我国防治崩塌的工程措施主要有：(3)支挡。在突出或不稳定的大孤石下面修建支柱(下图)、支挡墙或用废钢轨支撑。支柱30/69第二节地质灾害防治三、崩塌落石防治我国防治崩塌的工程措施主要有：(4)护墙、护坡。在易风化剥落的边坡地段，修建护墙，对缓坡进行水泥护坡等。一般边坡均可采用。(5)镶补沟缝。对坡体中的裂隙、缝、空洞，可用片石填补空洞，水泥沙浆沟缝等以防止裂隙、缝、空洞的进一步发展。(6)刷坡、削坡。在危石孤石突出的山嘴以及坡体风化破碎的地段，采用刷坡技术放缓边坡。(7)排水。在有水活动的地段，布置排水构筑物，以进行拦截与疏导。31/69第二节地质灾害防治四、错落的防治错落是指陡崖、陡坎、陡坡沿一些近似垂直的破裂面发生整体下错位移。它的特征是垂直位移量大于水平位移量。错落体比较完整，大体上保持了原来的结构和产状，如图所示。32/69第二节地质灾害防治四、错落的防治错落的防治措施主要是：在可能产生大型错落的地段，线路选错落防治线时应尽可能绕避；在基础稳定的地段，线路可修支挡明洞通过，必要时将洞顶及外边墙全部用土石掩埋，作为山体的一部分以支撑山坡。33/69第三节风沙灾害防治一、铁路风沙灾害的类型铁路风沙灾害总体上可分为两类：风害和沙害。1、风害（1）风口处的大风与飓风铁路风害的产生主要受大气环境和风害地区的地形特征所控制。风害分为两种，一种是产生在“风口处”(即