艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)與減災(zāi)選線思路

王子巖

摘 要：艱險(xiǎn)山區(qū)地形地勢較為復(fù)雜，鐵路工程設(shè)計(jì)施工較為困難，尤其是由于地質(zhì)環(huán)境不佳和巖土特殊，較大概率會出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，因此在進(jìn)行鐵路選線設(shè)計(jì)的過程中必須要盡可能注重地質(zhì)災(zāi)害規(guī)避和減災(zāi)選線設(shè)計(jì)。對于艱險(xiǎn)山區(qū)而言，鐵路選線設(shè)計(jì)要堅(jiān)持落實(shí)避重就輕的基本理念，以防范規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害為出發(fā)點(diǎn)，開展好地質(zhì)災(zāi)害評估識別工作，確保鐵路選線設(shè)計(jì)的科學(xué)合理。本文結(jié)合筆者實(shí)際工作研究，對此問題展開了探討。

關(guān)鍵詞：艱險(xiǎn)山區(qū);地質(zhì)災(zāi)害;鐵路選線

地質(zhì)災(zāi)害屬于艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路選線設(shè)計(jì)的重要影響因素，艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路選線工作必須要堅(jiān)持以防范和規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害為著手點(diǎn)，盡可能降低鐵路施工和后期運(yùn)行過程中面臨的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。要借助于系統(tǒng)性的風(fēng)險(xiǎn)管控理論方法，強(qiáng)調(diào)鐵路全生命周期的安全管理，開展好艱險(xiǎn)山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的評估識別工作，力求鐵路選線設(shè)計(jì)的科學(xué)合理。

1 艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路減災(zāi)選線的根本目標(biāo)

對于艱險(xiǎn)山區(qū)而言，地質(zhì)災(zāi)害評估識別屬于鐵路減災(zāi)選線設(shè)計(jì)的重要前提，落實(shí)好減災(zāi)選線工作任務(wù)是防范鐵路工程施工運(yùn)營中出現(xiàn)安全事故的重要前提。艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路選線設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于規(guī)避重大地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，確保鐵路能夠從地質(zhì)災(zāi)害影響更輕的區(qū)域通過，落實(shí)好工程防范管理措施，對設(shè)計(jì)鐵路沿線可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害問題予以提前防控，同時要重視監(jiān)測預(yù)警工作，針對可能存在的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)問題實(shí)施全方位的預(yù)警監(jiān)測，保證鐵路施工和后期運(yùn)營的安全。對于鐵路選線設(shè)計(jì)工作而言，針對艱險(xiǎn)山區(qū)的實(shí)際情況，必須要充分認(rèn)識到風(fēng)險(xiǎn)防控工作的重要性，了解到艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路減災(zāi)選線工作的根本目標(biāo)[1]。

首先，做好鐵路減災(zāi)選線設(shè)計(jì)工作有效避免重大地質(zhì)災(zāi)害對鐵路施工和運(yùn)營帶來的安全隱患。減災(zāi)選項(xiàng)設(shè)計(jì)的第一要務(wù)即是科學(xué)有效規(guī)避重大地質(zhì)災(zāi)害，所以在實(shí)際工作中必須要對區(qū)域內(nèi)可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害予以全面分析，了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境情況，調(diào)研其地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生類別和特點(diǎn)規(guī)律;其次，做好減災(zāi)選線設(shè)計(jì)工作能夠?yàn)闇p災(zāi)防災(zāi)工作帶來更多的參考依據(jù)，當(dāng)鐵路施工建設(shè)方案明確后，應(yīng)當(dāng)通過有針對性的策略來防范鐵路沿線可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，對區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害情況實(shí)施全面評估，了解其具體范圍和性質(zhì)，充分掌握地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理、規(guī)律以及特點(diǎn)，為防災(zāi)減災(zāi)工作帶來更多參考;最后，落實(shí)好艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路減災(zāi)選線設(shè)計(jì)工作可以為制定地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警方案帶來更多參考依據(jù)，對可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害實(shí)施預(yù)警，更加全面地掌握鐵路施工建設(shè)區(qū)域可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害類型和范圍，為預(yù)警監(jiān)測工作提供一個大概思路。

2 艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路減災(zāi)選線思路

鐵路工程屬于線性工程，其涉及面廣，施工周期長，對于艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路工程建設(shè)而言，如果出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，必然會在很大程度上影響到整個項(xiàng)目的施工，對鐵路工程后續(xù)的運(yùn)營也會帶來諸多威脅。由此能夠看出，艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路減災(zāi)選線設(shè)計(jì)工作尤為關(guān)鍵，針對山區(qū)鐵路路線距離長、廊道多的實(shí)際特征，出于減災(zāi)防災(zāi)的實(shí)際情況，必須要真正落實(shí)好如下幾點(diǎn)工作，確保鐵路選線的科學(xué)合理，有效規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害對鐵路工程帶來的影響[2]。

2.1 地質(zhì)災(zāi)害識別

艱險(xiǎn)山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型識別主要針對災(zāi)害范圍、特點(diǎn)以及性質(zhì)的識別。地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)和地球內(nèi)動力、外動力或者人工活動存在密切關(guān)系，而內(nèi)動力所造成的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動、巖漿作用以及變質(zhì)作用促進(jìn)地球內(nèi)部能量循環(huán)，讓地表高差出現(xiàn)變化，從而引起外動力變化，這是地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的根本性原因?；诘刭|(zhì)災(zāi)害的主要誘導(dǎo)因素出發(fā)，通常來說包含了如下幾種類型：一是重力地質(zhì)作用導(dǎo)致的坍塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害;二是特殊巖土或者地質(zhì)環(huán)境（如采空區(qū)或者軟弱地基）導(dǎo)致的工程危害;三是人類活動造成環(huán)境變化所引起的地質(zhì)災(zāi)害（如路塹開挖、隧道施工等）;四是內(nèi)動力導(dǎo)致的地震等誘發(fā)的各類災(zāi)害;五是特殊環(huán)境導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害，如洪水、降水過多等。在鐵路選線設(shè)計(jì)過程中必須要充分考慮到當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境和地質(zhì)情況，深入研究分析可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，對其予以精準(zhǔn)識別。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害評估

艱險(xiǎn)山區(qū)地鐵選線減災(zāi)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)不單單應(yīng)當(dāng)對區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況和氣候環(huán)境有充分把握，還應(yīng)當(dāng)對災(zāi)害機(jī)理和規(guī)律予以有效評估。開展好地質(zhì)災(zāi)害評估工作屬于鐵路減災(zāi)選線設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。因?yàn)槠D險(xiǎn)山區(qū)鐵路選線設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化余地不大，更加強(qiáng)調(diào)廊道方案的必選，而大方案比選時進(jìn)行全方位的勘察工作存在較大難度。所以可以借助于無人機(jī)實(shí)施勘察測量，依靠現(xiàn)代技術(shù)從大區(qū)域上及時獲取基本信息;同時應(yīng)當(dāng)基于實(shí)際地質(zhì)構(gòu)造和外營力作用，組織進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理、影響范圍、發(fā)展趨勢等方面的論證分析，根據(jù)鐵路初步選線情況來預(yù)測分析地質(zhì)災(zāi)害的涉及范圍，了解其力學(xué)特性，科學(xué)準(zhǔn)確評估風(fēng)險(xiǎn)因素。比如說對于藏東南海洋性冰川區(qū)的川藏鐵路廊道，中鐵二院進(jìn)行了溝谷災(zāi)害鏈分析，給出“冰湖潰塊-冰川泥石流-泥石流堵江-上游雍水”的災(zāi)害鏈類型，同時分析得到其活動特點(diǎn)，給出了更具有針對性的危險(xiǎn)評估結(jié)果，對鐵路選線設(shè)計(jì)提供了重要參考，也獲得了有效的減災(zāi)應(yīng)對策略[3]。

2.3 智慧鐵路選線

對艱險(xiǎn)山區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害識別與評估工作之后，怎樣科學(xué)合理地選擇出最佳鐵路路線，是選線設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵一環(huán)。

對此我們能夠借助于現(xiàn)代信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)來實(shí)施智慧選線策略。智慧鐵路選線的重點(diǎn)是把之前所采集到的識別評估數(shù)據(jù)集成到統(tǒng)一的數(shù)字模型中，依靠信息系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，從而給出更加準(zhǔn)確可靠的線路設(shè)計(jì)方案，同時基于多目標(biāo)評價規(guī)則來對各個方案實(shí)施優(yōu)選。中鐵二院當(dāng)前已經(jīng)研發(fā)設(shè)計(jì)了復(fù)雜環(huán)境下的鐵路智慧選線系統(tǒng)，構(gòu)建了數(shù)字化地質(zhì)模型，針對約束構(gòu)建斷層、溶洞等地質(zhì)災(zāi)害模型給出了虛擬的環(huán)境模擬系統(tǒng)。智慧鐵路選線以過去的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為參照，明確鐵路選線的約束條件，提出選線約束模型，結(jié)合專家選線經(jīng)驗(yàn)實(shí)施綜合性分析研究，按照最優(yōu)化原則提供針對復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)實(shí)際情況的最佳鐵路設(shè)計(jì)線路，對最優(yōu)設(shè)計(jì)方案實(shí)施搜索篩選，為鐵路選線設(shè)計(jì)帶來更多參考。

2.4 防災(zāi)減災(zāi)設(shè)計(jì)

針對無法避開的地質(zhì)災(zāi)害因素，應(yīng)當(dāng)選擇有針對性的工程措施予以有效解決，地質(zhì)災(zāi)害防控選線設(shè)計(jì)，必須要在清楚了解區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害實(shí)際情況的前提下開展。減災(zāi)選線設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)明確災(zāi)害機(jī)理，清楚相關(guān)地質(zhì)情況。對于具體的鐵路建設(shè)工程而言，應(yīng)當(dāng)在充分掌握其地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)、機(jī)理和類型的前提下，分析研究地質(zhì)災(zāi)害對鐵路施工和后期運(yùn)營可能造成的影響，了解減災(zāi)選線設(shè)計(jì)的相關(guān)地質(zhì)參數(shù)，為減災(zāi)防災(zāi)作業(yè)帶來充分依據(jù)。如針對巖石順層地段，需要充分了解巖層層理、節(jié)理以及裂隙等，清楚順層邊坡的破壞模式、破壞主控因素等，針對影響順層邊坡穩(wěn)定性的層間填充物需要清楚其物理力學(xué)特性，掌握抗剪強(qiáng)度等鐵路選線設(shè)計(jì)需要的地質(zhì)參數(shù)。比如說對山區(qū)槽谷的斜坡軟土，不單單要了解軟弱土層的物理學(xué)特性，還應(yīng)當(dāng)清楚軟弱土層底部的橫向坡度參數(shù)。

3 結(jié)語

綜上所述，艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路減災(zāi)選線設(shè)計(jì)工作即是在全面識別地質(zhì)環(huán)境和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的前提下，對鐵路工程線路實(shí)施科學(xué)規(guī)劃，有效防范和規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害突發(fā)區(qū)域，同時針對鐵路工程的全生命周期提供預(yù)警、應(yīng)對等建議。另外在工作過程中，還需要搜集整理更加全面的信息資料，進(jìn)行更加有針對性的避險(xiǎn)設(shè)計(jì)，真正從細(xì)節(jié)把握艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路選線設(shè)計(jì)要點(diǎn)，充分考慮到地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境敏感點(diǎn)等因素，給出更加科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。

參考文獻(xiàn)：

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