刘传正

应急管理部国家自然灾害防治研究院 

摘要：线状工程自然灾害预防应对工作要考虑工程全寿命周期的安全问题，具体可以从规划选线、设计施工和工程运营三个阶段分别考量并制定针对性对策。规划选线阶段主要是规避自然灾害风险，设计施工阶段主要是采取工程措施预防可能遭遇或引发的自然灾害，工程运营阶段主要是监测预警和高效处置可能发生或正在发生的自然灾害。

关键词：线状工程；自然灾害；工程预防；监测预警；应急处置

线状工程是指公路、铁路和油气水电输送线路等工程。工程建设追求质量好、投资省、效率高、收益大和可持续使用时间长，以尽可能小的经济、社会和生态环境成本获取最大的综合效益。因此，安全可靠就成为规划选线、设计施工和工程运营等各阶段的基本要求，风险防范不仅要聚焦局部孤立的自然灾害，也要注意防范化解自然灾害链、灾害群风险。

线状工程自然灾害风险是指线状工程规划选线、设计施工和正常运营过程中遭遇或引发气象、洪涝、地质和地震等自然灾害的可能性。自然灾害风险识别通过观测预判暴雨汇流、雪崩冰冻、雷电狂风、山洪冲击、内涝淹没、崩塌滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降及地裂缝和断裂活动、强烈地震等，分析造成线状工程如交通线、油气水电输送线路以及工程枢纽如升压站、电塔等功能中断、损毁的可能性。预防应对工作包括防灾减灾法规、标准、规划、预案的制定，工程或非工程措施、监测预警、应急抢险处置和恢复重建等方面的对策措施等。线状工程自然灾害预防应对工作要考虑全寿命周期的安全问题，具体划分为规划选线、设计施工和工程运营三个阶段，分别考量并制定针对性措施。

重要交通线如西北、西南、中南地区的铁路运输线、高速公路等一旦遭遇滑坡泥石流，不但中断交通，还可能造成严重的直接或间接经济损失甚至人员伤亡。例如，2008年“5·12”汶川地震引发宝成铁路徽县火车站危岩崩塌，不但损毁机车、中断宝成铁路运输，而且堵塞嘉陵江[1]。西气东输、西电东送、南水北调等工程一旦遭遇山洪、滑坡泥石流灾害，不但中断能源、资源输送，还可能引发爆炸、火灾、局地洪水等，并造成重大人员伤亡和财产损失。近十年来已多次发生因滑坡造成输气管道爆炸等局部性灾难，必须予以高度关注。

1  规划选线阶段

规划选线阶段重点工作是规避自然灾害风险，通过开展线状工程遭遇或引发自然灾害风险的识别评估，比选提出灾害小、防灾减灾成本低和工程安全性高的工程线路。

为了识别自然灾害风险，要全面开展自然气候、地理、地质和社会人文背景调查评价，尤其是历史自然灾害事件、引发因素、成因机理、危害范围、强度和持续时间的分析研究，及时识别研判新的重大自然灾害风险。充分利用基于星载、航空、地面的天空地一体化多源立体数据，全面查清自然灾害风险源，科学评估风险等级。一般地，线状工程沿线向两侧的风险评估范围应到局地分水岭，历史上发生过高速远程崩塌滑坡的斜坡单元或山洪泥石流及其灾害链的沟域应全面覆盖。

现状评估应包括历史上曾经发生的所有自然灾害及其背景条件，如复杂地貌区、断裂发育区、强烈地震区、岩溶发育区、台风暴雨区、山洪泥石流发育区或特殊土如黄土、膨胀土分布区等。预测评估要考虑工程建设引发、加剧灾害危险性的各种情形，特别是工程建设剧烈改变地质环境条件的区段，路基工程重点是挖方、切坡、填方和弃土场所等，涵洞工程洞口边坡防护、抽排水工程布设和电塔、桥墩地基基础的选址开挖等。

引江补汉工程考虑了地形地貌、输水隧洞埋深、断裂活动性、软岩变形、突水突泥、高地应力岩爆、岩溶化程度及溶洞规模等因素[2]。冻土区油气管线选线应尽量绕避不良地质现象发育地段，减少线路长度或缓坡架空通过，避开反复冻融的河岸变动过渡地段，严禁在线路两侧取土和随意开辟运土便道以避免形成热融湖塘（洼），尽量将站址选择在基岩和粗颗粒土等对建筑物有利地段以避开冻土不稳定地段[3]。由于油气管道埋深浅、薄壳、内含高压易燃易爆物质，决定了沿线自然灾害对管道的危害有其特殊性，有时小规模的自然动力作用也可能造成重大灾难。断裂地震活动、岩土体短时快速移动或山洪泥石流冲击容易导致油气管道断裂变形、油气泄漏、防腐层受损、附属设施损毁以及环境破坏、管道失效导致油气服务中断。  

由于自然气候、地理、地质和工程扰动等多因素迭加耦合作用，川藏铁路工程规划设计面临高山峡谷、地壳隆升、气候变化、高地震烈度、高地应力、高水压、高地温、断裂带活跃、富含地下水、冰雪岩土崩塌滑坡、冰湖溃决、山洪泥石流、河流堰塞坝和冻融破坏活跃等频发的山地灾害链和敏感的生态环境等[4]。川藏铁路工程规划设计要考虑区域地壳稳定性、山体稳定性、站场场址稳定性和桥梁、路基与隧道岩体稳定性等诸多问题，工程规划应坚持地质选线、生态选线和效益选线相结合的原则，尽可能正确处理工程优化布置与活动断裂的关系，绕避或防范崩塌滑坡和泥石流地段。   

2  设计施工阶段

设计施工阶段主要是采取工程措施预防可能遭遇或引发的自然灾害。线状工程呈线状分布，线上串联着关键站点。如油气输送涉及输气管线和场站等，多次跨河跨沟、软弱地基、洪水内涝或滑坡泥石流冲击区域，取土场、弃渣场、料场、施工队伍集中驻地等都会成为容易发生灾害的地点。管线开挖边坡、填筑边坡或取土弃土不当、隧道施工出渣、施工道路营地建设使用会扰动、损坏原有地貌和植被，可能酿成滑坡泥石流灾害风险。西气东输工程从侵蚀营力上跨越了风力侵蚀区、风蚀水蚀交错区和水力侵蚀等不同区域，要考虑自然和人为等多种因素迭加耦合作用引发的不同形式、不同程度的水土流失或自然灾害[5]。

针对重大地质灾害风险，要主动实施工程治理，有效降低和消除灾害风险。2023年7月8日，湖北省五峰县长乐坪镇月山村宜（都）来（凤）高速公路建设工地发生山体滑坡，造成施工队伍10人遇难。滑坡山体具有顺倾层状岩体结构，纵横贯通性节理发育，层间软弱夹层因降雨渗流泥化而降低强度，公路路基建设切坡破坏了层状岩体完整性导致前缘支撑力下降，工程护坡挡墙和锚索加固力度不足，最后酿成工程支挡破坏—岩体松动—顺层滑移—巨石叠压的牵引式滑坡灾难，造成人员伤亡、延误工期和重大经济损失。事后反思，如果事前对山体地质结构和软弱结构面的强度变化认识清楚，采取正确的足够强度的工程预加固措施和合理的施工工艺，辅之以监测预警，是能够避免灾难的。

3  工程运营阶段

工程运营阶段主要是监测预警、应急响应自然灾害风险和高效处置正在发生、已经发生或还可能持续的自然灾害，确保人员、工程设施及其运营功能安全，最大程度降低各种经济损失、生态环境损毁和社会影响。

全面建立区域性、流域性、全线路多元数据信息共享平台，不断完善协同预警响应机制。利用GNSS、InSAR、边坡雷达、地面形变监测等技术装备，开展灾害风险趋势研判预测，实时监控自然灾害动态，建立适合实际的趋势预测和预报预警模型，落实预警“叫应”机制，提前撤离危险区人员，避免信息不通、合作不畅而导致险情、灾情扩大，甚至灾害链延长。

日常维护要加强抗滑桩、格构护坡、挡土墙、拦砂坝、护坡、截排水沟和沉沙池等防护工程的巡查检查，确保发挥作用[5]。做好应急力量准备和抢险物资前置，加大卫星通信、应急供电等器材储备力度，确保快速处置险情灾情，必要时提前开展排危除险，适度扩大人员转移范围。

历史灾难事件提醒我们，监测预警和应急处置是线状工程安全运营的的重要保障。1981年7月9日，四川省甘洛县大渡河支流利子依达沟暴发了特大泥石流，摧毁成昆铁路利子依达大桥，造成格里坪开往成都的442次旅客列车内燃机车、行李车、邮政车及多辆客车车厢坠桥坠河，275人死亡失踪，铁路运营中断[6]。2023年1月17日，西藏米林县派镇至墨脱公路多雄拉隧道出口段发生雪崩冲击压埋，造成28人遇难、交通中断和17辆车被掩埋。2022年6月4日，D2809次动车通过贵广线榕江站进站前的月寨隧道出口时，撞上突发侵入线路的泥石流堆积物，导致两节车厢脱线，1名司机遇难、1名列车员与7名旅客受伤。

4  结论性认识

线状工程自然灾害预防应对工作要面对科学、技术和工程三方面的问题，需要树立正确的科学哲学理念。在认识论方面要突出成因论与危害论相联系，在方法论方面要注意整体论与分割论相统一，在对策论方面要强调成效论与反馈论相结合。

在正确的科学哲学观指导下，充分利用现代科学理论和技术方法，全面研判、预测和预防应对线状工程未来面临的灾害风险是什么、可能在哪里发生、灾害情景如何、是什么原因引起的、发展趋势会怎样、应该怎么办和预期效果如何等问题。成因论方面关注内外动力因素及其迭加耦合作用，危害论引导寻求安全可靠的对策。整体论确保系统全面的考虑问题，分割论则重点解剖关键地段或环节的本质问题及有效解决方法[7]。成效论突出预防应对的实际效果评价，反馈论则反思认识的正确性、方法的有效性和投入产出效益，不断提高线状工程的自然灾害预防应对能力。

参考文献：

[1]刘传正. 重大地质灾害防治理论与实践[M]. 北京：科学出版社，2009：33-34.

[2]王吉亮，向家菠，颜慧明，等.引江补汉工程输水线路工程地质选线研究[J].长江科学院院报，2023，40(5)：100-105.

[3]陈情来，余志光，张永双.多年冻土地区长输管道工程地质选线[J]. 油气储运，2007，26(2)：51-54.

[4]薛翊国，孔凡猛，杨为民，等.川藏铁路沿线主要不良地质条件与工程地质问题[J].岩石力学与工程学报. 2020，39(3)：445-468.

[5]赵永军，姜德文，袁普金.线状工程建设项目的水土保持监测--以西气东输项目为例[J].水土保持研究. 2005，12(6)：71-75+253.

[6]陈俊虎，丁玉寿.成昆线利子依达泥石流[J].铁道建筑，1982，22(12)：14-18.

[7]刘传正.地质灾害防治研究的认识论与方法论[J]. 工程地质学报，2015，23(5)：809-820.

基金项目：应急管理部国家自然灾害防治研究院基本科研业务专项（ZDJ2021–09）

（本文系作者2023年10月13日在第四届管道自然灾害防治研讨会上的发言）

作者简介：刘传正，1961年生，博士，研究员。1983年毕业于长春地质学院工程地质专业，主要从事工程地质与地质灾害防治方面的研究工作。联系方式：13501249868，cyliu56@163.com。