鐵路水害
水害情況中國鐵路跨越或瀕鄰各種不同類(lèi)型的河流，由于各種原因，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，主要鐵路干線(xiàn)均分布在長(cháng)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，那里正是暴雨、洪水、臺風(fēng)威脅最為嚴重的地區。在人民共和國成立以后，又修建了大量的山區鐵路，使運營(yíng)線(xiàn)路
伸入西北、西南和中南內陸，那里又正是日暴雨強度大于100mm，地質(zhì)災害頻繁發(fā)生的地區，如成昆、寶成、隴海（寶天段）、蘭新、湘黔、石太等線(xiàn)的泥石流災害；寶成、成昆、川黔、湘黔、鷹廈、焦柳等線(xiàn)的滑坡崩塌災害；黔桂、湘桂、焦柳、黎湛等線(xiàn)的巖溶塌陷災害等。如果把發(fā)生在鐵路沿線(xiàn)的暴雨洪水災害（包括因暴雨誘發(fā)的種種地質(zhì)災害）稱(chēng)作鐵路水害的話(huà)，鐵路水害年年發(fā)生，損失相當嚴重。如1954年長(cháng)江、淮河連降暴雨，出現特大洪水，洪峰超過(guò)1931年歷史最高水位。津浦、滬寧、京廣線(xiàn)斷道；1958年黃河發(fā)生特大洪水，水位超過(guò)1933年歷史最高紀錄，京廣線(xiàn)黃河老橋11號墩被沖倒；1960年沈丹線(xiàn)太子河普降暴雨，水庫潰決，數十孔鋼梁落水，中斷行車(chē)108天；1963年渭河洪水暴漲，隴海線(xiàn)渭河橋上鋼梁墜河沖走，正在橋上運行的旅客列車(chē)一節車(chē)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(xiàn)等路基沖毀800多處，橋梁被毀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(shí)雨量為830mm），板橋水庫（庫容6億m3）等幾座水庫同時(shí)潰決，使京廣鐵路13個(gè)車(chē)站計102km線(xiàn)路遭受?chē)乐仄茐模?/span>1981年雨季，寶成、寶天、陽(yáng)安三線(xiàn)長(cháng)85lkm的線(xiàn)路遭受到特大洪水和巨大泥石流的嚴重破壞，93個(gè)區間中的53個(gè)線(xiàn)路被毀中斷了運輸，在l 100多處水害中，17座大中橋梁及40處路基被成段沖毀，16km線(xiàn)路水面高過(guò)軌面2～5 m，257處山體崩塌、坍塌，其受災范圍之廣，破壞之大，損失之重和中斷運輸時(shí)間之長(cháng)，在中國鐵路史上都是空前的。近30多年來(lái)，主要干線(xiàn)因水害斷道每年平均100多次，每年鐵路水害發(fā)生時(shí)間，一般起自3～4 月，訖于10～11月，6～8 月為峰期。
鐵路運輸設備作為受災體，首當其沖及大量的是發(fā)生在線(xiàn)橋設備上，尤其是路基，其次是橋梁、涵洞。根據水害資料統計，大約有80% 的水害發(fā)生在路基和線(xiàn)路上。除去線(xiàn)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于邊坡失穩與防護工程不完善，容易受到因暴雨誘發(fā)的種種地質(zhì)災害的侵襲而引起的。主要水害類(lèi)型有山體滑坡、泥石流、危巖落石、邊坡溜坍及坍塌，路基下沉、陷穴、倒樹(shù)侵限以及水淹線(xiàn)路、道床沖空、管涌等。橋梁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(lèi)。橋梁水害由于技術(shù)復雜、搶修困難、突發(fā)時(shí)對行車(chē)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(jià)值成正比的，災害統計時(shí)按其數額大力、分為輕微損壞、嚴重損壞和毀壞三個(gè)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(chē)時(shí)間的長(cháng)短來(lái)評價(jià)。亦可用搶險復舊工程費用多少來(lái)衡量，見(jiàn)表1。
表1 水害分級表
| 損失情況 | 水害對運輸影響（中斷行車(chē)情況 及搶修恢復通車(chē)時(shí)間） | 搶險和復舊工程 費用（萬(wàn)元） |
| 一級 | 未中斷行車(chē)、僅限速慢行 | ＜100 |
| 二級 | 中斷行車(chē)，經(jīng)搶修在24小時(shí)內 可恢復通車(chē) | 100~1000 |
| 三級 | 中斷行車(chē)，經(jīng)搶修在24小時(shí)內 無(wú)法恢復通車(chē) | ＞1000 |
水害成因①氣候與暴雨。中國位于世界著(zhù)名的季風(fēng)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(lèi)活動(dòng)的影響而形成洪水，洪水主要由暴雨形成，屬暴雨洪水類(lèi)型。氣象部門(mén)關(guān)于降雨等級劃分見(jiàn)表2，從夏到秋中國東南沿?？傄艿綗釒庑挠绊?，熱帶風(fēng)暴、強熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng)登陸并深入內陸，往往同時(shí)引發(fā)暴雨、海潮、風(fēng)暴形成洪澇、河流泛濫或泥石流、滑坡等災害。中國從1989年起采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(fēng)力有著(zhù)不同等級標準的命名，達到8 級時(shí)為熱帶風(fēng)暴，達到10級時(shí)為強熱帶風(fēng)暴，達到12級及其以上時(shí)為臺風(fēng)。江河洪水發(fā)生過(guò)程，便是鐵路水害的主要成因，洪水中也包括冰凌、泥石流等特殊洪流。中國的暴雨區域，24小時(shí)降雨量接近或超過(guò)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(zhù)季節的變化由南向北移動(dòng)不同地域則有著(zhù)不同的降雨集中期，如華南地區暴雨時(shí)間多集中在4～6月；長(cháng)江中下游在5 ～7 月；華北、東北地區多集中在6～8 月。暴風(fēng)驟雨和大面積連續降雨，是造成鐵路水害的直接原因。對于山區鐵路，洪水猛漲猛落，雖歷時(shí)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，久雨后巖土體被水浸泡引起滑坡及古滑坡體復活。平原地區河流，由于上游水土流失，含沙量增大，河床逐年淤高排泄不暢，洪峰持續時(shí)間加長(cháng)，使鐵路水害增多。②缺少水文觀(guān)測資料和認識不足。由于歷史的原因，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(lái)，雖然全國逐步增設了許多水文站、氣象站，但畢竟歷時(shí)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(lái)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，由于當時(shí)鐵路部門(mén)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盡可能減少建設資金，致使這些鐵路設計標準低，橋梁孔徑偏小，基礎埋深較淺，路基低矮，質(zhì)量低劣，抗洪能力不足，以致造成后患。③受歷史條件、技術(shù)水平和經(jīng)驗不夠所限。如20世紀40年代修建的隴海線(xiàn)寶天段和50年代建成的寶成線(xiàn)，由于受當時(shí)技術(shù)、經(jīng)濟條件限制，線(xiàn)路依山傍水、蜿蜒繞行、陡岸壁立、高堤深塹，采用短隧道群方案，施工質(zhì)量差或施工方法欠妥（如寶成線(xiàn)土石方采用大爆破法施工），年年雨季每每受泥石流、坍方落石、滑坡等洪水、地質(zhì)災害威脅。④人類(lèi)活動(dòng)的影響。鐵路水害為洪水災害和地質(zhì)災害兩大類(lèi)，它們又都和環(huán)境因素密切相關(guān)。環(huán)境包括自然環(huán)境、工程環(huán)境和社會(huì )環(huán)境，其中也包括人類(lèi)以防洪興利為目的而修建的水利工程所引起的環(huán)境問(wèn)題，如鐵路沿線(xiàn)水庫潰壩或回水浸泡造成鐵路事故, 另外，在沿河鐵路和橋梁附近的河道內擅自?xún)A倒礦渣、垃圾、施工棄土、堆放物資，或大量開(kāi)挖沙石土料，以及修建危害鐵路路基和橋梁的導流、挑流或引水工程，造成鐵路水害。鐵路對自然環(huán)境帶來(lái)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、設計標準和構筑質(zhì)量等有關(guān)，無(wú)論是1949年前修建的鐵路還是1949年后修建的鐵路，因為設計、施工等原因，不少線(xiàn)橋設備實(shí)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(mén)規定的降雨等級
| 降雨等級 時(shí)段 | 小雨 | 中雨 | 大雨 | 暴雨 | 大暴雨 | 特大暴雨 |
| 12小時(shí)降 雨量（mm） | 0.1~4.9 | 5.0~14.9 | 15.0~29.9 | 30.0~69.9 | 70.0~140.0 | ＞140 |
| 24小時(shí)降 雨量(mm) | 0.1~4.9 | 10~24.9 | 25.0~49.9 | 50.0~99.9 | 100.0~200 | ＞200 |
鐵路的抗洪能力與標準鐵路的抗洪能力主要取決于路基和橋梁。
路基抗洪能力中國國家《防洪標準》和鐵道部《路基設計規范》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，雖然絕大部分并不受江河洪水侵襲，但是卻都難以避免暴雨的沖刷而產(chǎn)生水害。路基的抗洪能力，實(shí)質(zhì)上有抵御洪水侵襲和抵抗暴雨沖刷兩個(gè)方面。對于暴雨沖刷雖然有多種防護措施可以預防，但由于資金、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。對于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，對于小流域洪水而言，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(guān)，還與不同歷時(shí)的降雨強度，即雨型、雨強的關(guān)系更為密切，對路基承受的暴雨統一規定一個(gè)頻率標準是困難的，另一方面，又有路基作為工程地質(zhì)產(chǎn)物的自身因素，要對其抗洪能力加以量化，確實(shí)不易。
鐵路的各工務(wù)段根據多年來(lái)管內降雨量與坍方的關(guān)系，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），分別采取不同的措施，力求達到既能保證行車(chē)安全又不致過(guò)分影響鐵路運輸。“降雨兩級警戒值”由工務(wù)段制定后經(jīng)上級防洪辦批準實(shí)施。
新線(xiàn)和復線(xiàn)改造工程，其抗洪能力普遍較差，應針對不同地點(diǎn)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于填料的物理力學(xué)性質(zhì)決定在暴雨作用下容易失穩，或者由于缺乏必要的防護，或者防護工程設計不當及施工質(zhì)量欠佳等原因造成的，必須采取工程措施才能解決。
橋梁抗洪能力系指橋梁孔徑、高程和基礎埋入深度這三方面共同提供的過(guò)洪能力（洪水通過(guò)能力），更確切地說(shuō)是指作為一個(gè)整體的橋渡所具有的抗洪能力。橋渡包括橋涵建筑物、導治建筑物、橋涵附近路堤等在內的一個(gè)整體。它應該是按不同河段的特點(diǎn)、地形、地質(zhì)等自然條件，并能與站場(chǎng)、路基排水設施以及農田水利、城鎮周?chē)h(huán)境保護相配合，組成一個(gè)完整的排水系統。橋梁抗洪能力習慣上是用可以安全通過(guò)的洪水的頻率大小來(lái)表示的。
洪水頻率標準《鐵路橋梁檢定規范》、《鐵路工程水文勘測設計規范》（TB 10017一99），對橋涵洪水頻率標準都作了明確一致的規定，見(jiàn)表3。
表3 橋涵洪水頻率標準
| 鐵路等級 | 設計洪水頻率 | 檢算洪水頻率 | |
| 橋梁 | 涵洞 | 特大橋（或大橋）屬于技術(shù)復 雜、修復困難或重要者 | |
| Ⅰ、Ⅱ | 1/100 | 1/50 | 1/300 |
| Ⅲ | 1/50 | 1/50 | 1/100 |
按照此標準設計或經(jīng)檢算符合上述標準的橋梁，即具備安全通過(guò)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(chēng)作設計洪水，小于設計頻率的洪水稱(chēng)作超標準洪水。對于屬于技術(shù)復雜、修復困難或重要的特大橋或大橋，還規定了小于設計洪水頻率的檢算洪水頻率。
建設部發(fā)布了中國國家《防洪標準》，與鐵道部部頒標準的規定實(shí)質(zhì)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。如橋梁的洪峰流量的設計頻率P=1%，其重現期T=1/P=100年，稱(chēng)百年一遇的洪水，即出現大于或等于這一洪水的次數在長(cháng)時(shí)間內平均100年遇到一次。
橋梁過(guò)洪能力常常把橋梁孔徑在凈空、橋長(cháng)和基礎理入深度三方面的過(guò)洪能力，分解為兩層意思：一是將洪水通過(guò)時(shí)橋孔的高、長(cháng)兩個(gè)方面提供的能力，稱(chēng)為過(guò)洪能力；另一是橋基埋深能夠抵抗洪水的能力，稱(chēng)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(guò)洪能力與抗洪能力的衡量標準。概括說(shuō)，孔徑對應過(guò)洪能力，沖刷對應抗洪能力，橋梁的抗洪能力是由這兩者綜合構成。橋梁水害主要也是水淹和沖刷這兩大類(lèi)，都是過(guò)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(guò)我們的努力加以防止時(shí)，應盡力避免其造成災害；當它的規模超出我們的防御能力時(shí)，應設法減少自然災害所造成的損失。
鐵路作為中國國民經(jīng)濟的大動(dòng)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斗爭的重要組成部分，是一項專(zhuān)業(yè)配套性強，涉及范圍廣，協(xié)調工作復雜的系統工程，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(yè)紀律、職業(yè)道德和企業(yè)形象的體現。數十年來(lái)鐵路防洪工作取得了巨大成績(jì)，積累了豐富的經(jīng)驗。鐵道部1992年頒布了《鐵路實(shí)施〈中華人民共和國防洪條例〉細則》（以下《細則》簡(jiǎn)稱(chēng)），進(jìn)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范化、標準化、法制化與科學(xué)化的方向邁進(jìn)。
方針、制度鐵路防洪工作以全員防洪為指導思想，實(shí)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(xié)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(cháng)負責制，統一指揮，分級分部門(mén)負責，各有關(guān)部門(mén)實(shí)行防洪崗位責任制。全面落實(shí)各項防洪工作措施與制度，協(xié)調組織聯(lián)防聯(lián)控與搶險復舊，確保汛期行車(chē)安全，尤其是旅客列車(chē)的絕對安全。因此，必須將防洪工作各項措施落實(shí)到人，落實(shí)到區段，實(shí)行分工負責，通過(guò)全員防洪，共同把關(guān)。以強化安全工作為中心，以實(shí)現汛期“少斷道、斷道不翻車(chē)”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、汛后）有不同的側重，見(jiàn)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(cháng)，下設辦事機構（在工務(wù)部門(mén)），并配備專(zhuān)人管理日常工作，鐵路防洪工作管理包括兩個(gè)方面：①對鐵路水害現象的管理。包括水害信息管理，水害過(guò)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(shí)措施，預案實(shí)施，搶險復舊，災害統計，費用管理，技術(shù)政策，善后總結等，見(jiàn)圖2。
對策必須在思想、組織、物資、技術(shù)等各方面充分做好防洪準備工作，認真貫徹《細則》，通過(guò)各級負責制，落實(shí)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(mén)聯(lián)系，減少水害隱患；加強對跨越江河水庫橋梁的水文觀(guān)測，掌握水位、流速、流向的變化及飄流物等動(dòng)態(tài)，同時(shí)注意墩臺、河灘防護設施、橋頭路基的狀況，特別是排洪能力不足、墩臺基礎不穩的橋梁，應派專(zhuān)人加以監視，一旦發(fā)現險情，及時(shí)采取防患措施，防止水害發(fā)生。進(jìn)行水文調查，正確推算洪水流量，是預防橋梁水害的根本保證。汛前，各工務(wù)段應會(huì )同地方有關(guān)部門(mén)，對沿線(xiàn)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(jìn)行聯(lián)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(xiàn)橋設備及沿線(xiàn)山體的巡（看）守與觀(guān)測檢查。每年有不少由于水害發(fā)生的山體坍方、落石、滑坡、路堤滑移、道床沖空、橋墩臺下沉傾斜等危及運輸安全的險情，由于加強了巡守工作，能夠及時(shí)發(fā)現，采取有效的應急措施而化險為夷。③加強線(xiàn)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(shù)防沖、路基排水及邊坡加固；檢定橋梁抗洪能力，對孔徑不足的橋梁，應進(jìn)行擴孔改造；對墩臺基礎類(lèi)型或埋深不明的橋梁，應采用超聲波、物探、遙感技術(shù)和鉆孔、挖驗等方法加以查明，對淺基墩臺應加緊進(jìn)行防護加固。④做好山體防洪治理。中國是一個(gè)多山、多丘陵國家，很多鐵路水文地質(zhì)條件復雜，再加上人為因素開(kāi)荒種地、水土流失影響山體穩定。經(jīng)常雨季時(shí)山體坍方、落石、滑坡，特別是滑坡對鐵路行車(chē)安全威脅最大，防治滑坡十分重要，其原則：一為針對病因采取措施，以制止滑動(dòng)或控制滑坡發(fā)展；二為針對危害采取措施，要經(jīng)受住滑坡的作用或避開(kāi)危害，可采取方案是刷方減重，抗滑明洞、樁，石籠防護等為主的綜合整治措施，或者改線(xiàn)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(jìn)一步調查總結既有鐵路防護工程和新線(xiàn)設計的經(jīng)驗教訓。⑥加強對防洪工作的領(lǐng)導與管理，堅持鐵路運營(yíng)部門(mén)在長(cháng)期實(shí)踐中形成的一系列防洪工作制度、規章與方法，如線(xiàn)橋災害地段分段檢查各級負責制和冒雨檢查制，汛期重點(diǎn)危險地點(diǎn)派人看守，車(chē)機工電聯(lián)控制度、防洪期間值班與留宿制度以及“汛期安全行車(chē)措施”等。⑦開(kāi)拓和推廣以預防為主的現代化防洪手段和方法，加快“科學(xué)防洪”步伐。鐵道部制定的《鐵路科學(xué)防洪工作規劃》，把科學(xué)防洪當作一項系統工程來(lái)抓，不斷依托現代科技手段及硬件設備，建立并完善鐵路水害采集、傳遞系統，致力于提高鐵路水害預見(jiàn)性和可控性?，F全路已建立了防洪傳真網(wǎng)絡(luò )，在主要干線(xiàn)上普遍設置了雨量計，局部地段安設了災害報警裝置，氣象衛星云圖、測雨雷達等“鐵路專(zhuān)業(yè)氣象服務(wù)系統及應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臺階。
在嚴寒地區，春季融雪化冰時(shí)，水中常夾有冰排下流，沖撞橋梁，甚至形成冰堆、冰壩、堵塞橋孔，嚴重時(shí)會(huì )將橋梁推倒，危害甚大。通常對臨時(shí)性墩臺，應適時(shí)設置破冰棱，在流冰前，可進(jìn)行預先破冰，在流冰時(shí)，采取排除冰壩、水排的措施等。
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