極端天氣

8月3日凌晨，雅康高速公路四川康定至瀘定段日地1號隧道至2號隧道處，因突遇山洪泥石流導(dǎo)致隧間橋垮塌，截至發(fā)稿時，4輛車11人掉墜，1人獲救、2人遇難、8人失聯(lián)。在此之前，從福建、廣西到安徽、湖南、廣東，隨著極端暴雨洪水以及滑坡、泥石流等次生災(zāi)害發(fā)生，多地交通基礎(chǔ)設(shè)施受損，引發(fā)多起高速公路垮塌事件。

1990年代建造的橋梁和公路，在二三十年后的今天開始出現(xiàn)問題;疊加越來越頻繁的極端天氣，交通基礎(chǔ)設(shè)施韌性正經(jīng)受嚴(yán)峻考驗。

交通基礎(chǔ)設(shè)施韌性經(jīng)受考驗

8月3日3時30分，在雅康高速公路康定駛向瀘定的方向，兩座隧道間的橋梁突然垮塌，4輛車掉了下去。官方調(diào)查顯示，本次災(zāi)害是持續(xù)降雨疊加冰雪融化引發(fā)的特大型溝谷山洪泥石流所致。

連同此前發(fā)生的廣東梅大高速路面塌方、陜西柞水橋梁倒塌，三起事件有一定共性——都發(fā)生在山區(qū)，又同時遭遇了極端暴雨洪水，且發(fā)生了滑坡、泥石流等次生災(zāi)害。

采訪中，多位交通專家強調(diào)，國內(nèi)公路應(yīng)對極端天氣所面臨的一切挑戰(zhàn)的原點，就是“量大面廣，難以實現(xiàn)精準(zhǔn)防治”。浙江工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院教授彭衛(wèi)兵指出，中國擁有世界最大規(guī)模的交通基礎(chǔ)設(shè)施，尤其最近10年內(nèi)，區(qū)域性公路，特別是山區(qū)公路得到了跨越式發(fā)展。但當(dāng)這么大體量的公路撞上極端天氣，再疊加部分早期的老舊路段建造等級低或存在施工缺陷等多重因素，從概率上說，事故頻率的確會有所增加。

山區(qū)公路中，尤其在云南、貴陽、廣東、福建等山區(qū)的半山腰陡坡路段，最常見的修建方式是半填半挖路基，即將靠山體一側(cè)的內(nèi)側(cè)部分挖開，外側(cè)臨空一側(cè)回填，從而形成一個平面。在填方路基部分，由于需要大量的土回填，往往形成所謂的“高填方邊坡”。

東南大學(xué)交通學(xué)院教授黃曉明解釋，對于“高填方邊坡”路段，當(dāng)遭遇連續(xù)降雨或短時極端暴雨時，在填方或填挖結(jié)合的路基部分，特別是填挖交界面上，雨水可能會順著原有交界處的縫隙或軟弱夾層滲透到路基土內(nèi)部，導(dǎo)致土質(zhì)變軟，進而引發(fā)邊坡滑塌。另一種可能性是，局部強降雨導(dǎo)致匯水面雨水暴增，沖刷路基路面，導(dǎo)致路面形成一個縱向斷裂的缺口，進而引發(fā)交通安全事故。

山區(qū)公路中，橋梁公路是最特殊的一類。彭衛(wèi)兵在2019年撰寫的一篇論文中，對1813-2018年間的584起橋梁事故成因進行了系統(tǒng)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，施工、自然災(zāi)害、設(shè)計、意外荷載、耐久性等是導(dǎo)致橋梁倒塌的五類主要原因，其中，自然災(zāi)害類事故占比為30.0%。在山區(qū)，洪水、地震等各類自然災(zāi)害中，洪水造成的橋梁病害和失效是最普遍的。

彭衛(wèi)兵介紹，最近20多年建設(shè)的橋梁基本是樁柱式結(jié)構(gòu)，因其較小的阻水面積和嵌巖樁的設(shè)計，也就是把樁打進巖石里面，使得橋梁面對洪水時更為穩(wěn)固，不易發(fā)生位移或倒塌。

“橋梁如果被突然推倒，單靠水是很難的?！钡绻瑫r發(fā)生了泥石流，彭衛(wèi)兵解釋，水里裹著很多泥沙和石頭，攜帶著巨大能量砸下來，可能造成橋墩樁基損壞或發(fā)生位移，從而導(dǎo)致橋梁上部結(jié)構(gòu)在短時間內(nèi)發(fā)生垮塌，“樁柱式橋梁最怕泥石流和滑坡”。

黃曉明注意到，現(xiàn)有的公路橋梁，從應(yīng)對極端天氣角度，在韌性提升方面仍有很大改善空間。黃曉明是“十四五”國家重點專項“陸路交通基礎(chǔ)設(shè)施韌性提升共性關(guān)鍵技術(shù)”的項目負(fù)責(zé)人。

他介紹，所謂交通基礎(chǔ)設(shè)施韌性，是指面對嚴(yán)重洪澇、地震、海嘯等極端偶發(fā)破壞時，公路、橋梁等交通基礎(chǔ)設(shè)施抵御災(zāi)害、吸收沖擊、恢復(fù)運行的能力。比如，為了防止“高填方邊坡”路基垮塌，設(shè)計時要更注重邊坡的穩(wěn)定性，對填方部位要做好臺階開挖處理，進行密實的分層碾壓，并設(shè)置擋土墻和支護結(jié)構(gòu)。同時，還要結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，采取更具針對性的排水、防洪措施。

張星是一家礦業(yè)公司資深的巖土工程專家，長期進行公路和橋梁的巖土勘察與分析工作。他建議，未來新建公路應(yīng)在降雨量集中、地質(zhì)條件復(fù)雜的高風(fēng)險路段增設(shè)地下排水涵洞，以增強公路的防洪排水能力。對一些已建成的沿河或跨越天然溝谷洼地的山區(qū)路段，更務(wù)實的做法是加強地表水的管理，比如建設(shè)截洪渠，把水往公路兩側(cè)引，或加寬加深公路兩側(cè)的排水溝。

除了改善防洪設(shè)施外，多位專家建議，更根本的“升級”，是更新公路、橋梁的設(shè)計防洪安全標(biāo)準(zhǔn)。但隨著全球氣候變化的加速，過去100年一遇的洪水事件可能變成了50年一遇，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)測算出的洪水重現(xiàn)期已不再能反映當(dāng)下的情況。“我們現(xiàn)在應(yīng)重新審視一遍，現(xiàn)有的公路、橋梁設(shè)防能力是否達標(biāo)?！?/p>

用系統(tǒng)性工程避免悲劇發(fā)生

公路、橋梁垮塌事故發(fā)生前，通常都會有預(yù)兆。然而，據(jù)媒體報道，梅大高速事故發(fā)生前一小時左右，巡查人員經(jīng)過事故路段，未發(fā)現(xiàn)路面異常;攝像頭監(jiān)控也未看到路面上出現(xiàn)明顯裂縫。

作為公路所屬運營公司重點關(guān)注的41處邊坡之一，在距離垮塌處1公里內(nèi)的邊坡上，還布有5臺全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）邊坡位移監(jiān)測設(shè)備，最近的一臺距塌方點僅約50米。但顯然，這套先進技術(shù)工具，未能發(fā)揮作用。GNSS是一種常用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的前沿工具，在很多山區(qū)高速公路的高風(fēng)險點位都有安裝。該系統(tǒng)主要通過接收全球?qū)Ш叫l(wèi)星信號，實時確定監(jiān)測點位的位移變化，如果出現(xiàn)明顯位移，就會發(fā)出警報?！暗@只是理論上?！睅r土工程專家張星說。他指出，一方面，GNSS設(shè)備常年暴露于野外環(huán)境中，容易出現(xiàn)損壞;另一方面，究竟監(jiān)測到多大程度的位移要發(fā)出警報，在現(xiàn)實中是一個難點。而且，公路邊坡出現(xiàn)裂縫或變形，就意味著結(jié)構(gòu)可能已達到或接近其承載極限，這種情況下，留給預(yù)警響應(yīng)的窗口期太短了。

相較于復(fù)雜的邊坡監(jiān)測，橋梁的災(zāi)前監(jiān)測預(yù)警難度要小一些。彭衛(wèi)兵介紹，如果位移監(jiān)測儀發(fā)現(xiàn)橋墩和橋梁間發(fā)生了持續(xù)相對位移，“就是一個很直接的信號”，意味著橋梁存在倒塌風(fēng)險。

此外，當(dāng)橋墩發(fā)生位移，造成上部結(jié)構(gòu)偏位，一般會在橋梁路面形成伸縮縫的錯位，這是倒塌的一個重要征兆，專業(yè)巡查人士用肉眼仔細(xì)觀察，就能識別出來?！爸灰┕べ|(zhì)量沒問題，大部分橋梁在出現(xiàn)征兆到倒塌間是有預(yù)警窗口的，長則幾小時，短則幾分鐘?！?/p>

一個較近的成功預(yù)警案例發(fā)生在湖南。經(jīng)過株洲市炎陵縣的G106國道上，有一座建于1960年代的中村橋。經(jīng)過兩天的極端強降雨天氣后，7月27日14時30分許，炎陵縣巡查人員發(fā)現(xiàn)，中村橋中間的一處護欄一邊高一邊低。彭衛(wèi)兵解釋，這就是橋梁伸縮縫橫向錯位的表現(xiàn)。巡查人員綜合判斷后立刻封閉橋兩端，約20分鐘后，中村橋發(fā)生垮塌，沒有人員傷亡。

相比人力監(jiān)測，傳感器是更敏感的“眼睛”。彭衛(wèi)兵正在浙江探索橋梁的輕量化監(jiān)測試點，即在中小橋梁上安裝位移監(jiān)測傳感器。他發(fā)現(xiàn)，這種小型智能設(shè)備表現(xiàn)出較好監(jiān)測效果，并且成本較低?！耙蛔行蛄喊惭b監(jiān)測儀的成本在5萬元左右?！?/p>

2021年3月，交通運輸部發(fā)布《公路長大橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)實施方案》提出，2025年前要在全國跨江跨河跨谷401座特大橋梁上安裝健康監(jiān)測系統(tǒng)。中小橋的健康監(jiān)測則相對滯后。多位專家指出，面對極端天氣，我國橋梁中有病害或地處山洪易發(fā)地區(qū)的中小橋梁正是最薄弱的環(huán)節(jié)，它們迫切需要加強監(jiān)測。

今年5月召開的交通運輸部部務(wù)會進一步明確，2024-2025年，11個省份將完成2200座中小橋梁監(jiān)測試點項目，試點資金由交通運輸部、省級和所在地政府按一定比例分擔(dān)。

（摘自《中國新聞周刊》）□