艱險山區鐵路地質災害風險與減災選線思路

王子巖

摘 要：艱險山區地形地勢較為復雜，鐵路工程設計施工較為困難，尤其是由于地質環境不佳和巖土特殊，較大概率會出現地質災害，因此在進行鐵路選線設計的過程中必須要盡可能注重地質災害規避和減災選線設計。對于艱險山區而言，鐵路選線設計要堅持落實避重就輕的基本理念，以防范規避地質災害為出發點，開展好地質災害評估識別工作，確保鐵路選線設計的科學合理。本文結合筆者實際工作研究，對此問題展開了探討。

關鍵詞：艱險山區;地質災害;鐵路選線

地質災害屬于艱險山區鐵路選線設計的重要影響因素，艱險山區鐵路選線工作必須要堅持以防范和規避地質災害為著手點，盡可能降低鐵路施工和后期運行過程中面臨的地質災害風險。要借助于系統性的風險管控理論方法，強調鐵路全生命周期的安全管理，開展好艱險山區地質災害的評估識別工作，力求鐵路選線設計的科學合理。

1 艱險山區鐵路減災選線的根本目標

對于艱險山區而言，地質災害評估識別屬于鐵路減災選線設計的重要前提，落實好減災選線工作任務是防范鐵路工程施工運營中出現安全事故的重要前提。艱險山區鐵路選線設計的關鍵在于規避重大地質災害風險，確保鐵路能夠從地質災害影響更輕的區域通過，落實好工程防范管理措施，對設計鐵路沿線可能出現的地質災害問題予以提前防控，同時要重視監測預警工作，針對可能存在的地質風險問題實施全方位的預警監測，保證鐵路施工和后期運營的安全。對于鐵路選線設計工作而言，針對艱險山區的實際情況，必須要充分認識到風險防控工作的重要性，了解到艱險山區鐵路減災選線工作的根本目標[1]。

首先，做好鐵路減災選線設計工作有效避免重大地質災害對鐵路施工和運營帶來的安全隱患。減災選項設計的第一要務即是科學有效規避重大地質災害，所以在實際工作中必須要對區域內可能發生的地質災害予以全面分析，了解當地地質環境情況，調研其地質災害的發生類別和特點規律;其次，做好減災選線設計工作能夠為減災防災工作帶來更多的參考依據，當鐵路施工建設方案明確后，應當通過有針對性的策略來防范鐵路沿線可能發生的地質災害，對區域內地質災害情況實施全面評估，了解其具體范圍和性質，充分掌握地質災害的發生機理、規律以及特點，為防災減災工作帶來更多參考;最后，落實好艱險山區鐵路減災選線設計工作可以為制定地質災害預警方案帶來更多參考依據，對可能發生的地質災害實施預警，更加全面地掌握鐵路施工建設區域可能發生的地質災害類型和范圍，為預警監測工作提供一個大概思路。

2 艱險山區鐵路減災選線思路

鐵路工程屬于線性工程，其涉及面廣，施工周期長，對于艱險山區鐵路工程建設而言，如果出現地質災害，必然會在很大程度上影響到整個項目的施工，對鐵路工程后續的運營也會帶來諸多威脅。由此能夠看出，艱險山區鐵路減災選線設計工作尤為關鍵，針對山區鐵路路線距離長、廊道多的實際特征，出于減災防災的實際情況，必須要真正落實好如下幾點工作，確保鐵路選線的科學合理，有效規避地質災害對鐵路工程帶來的影響[2]。

2.1 地質災害識別

艱險山區地質災害類型識別主要針對災害范圍、特點以及性質的識別。地質災害的出現和地球內動力、外動力或者人工活動存在密切關系，而內動力所造成的地質構造運動、巖漿作用以及變質作用促進地球內部能量循環，讓地表高差出現變化，從而引起外動力變化，這是地質災害出現的根本性原因。基于地質災害的主要誘導因素出發，通常來說包含了如下幾種類型：一是重力地質作用導致的坍塌、滑坡、泥石流等災害;二是特殊巖土或者地質環境（如采空區或者軟弱地基）導致的工程危害;三是人類活動造成環境變化所引起的地質災害（如路塹開挖、隧道施工等）;四是內動力導致的地震等誘發的各類災害;五是特殊環境導致的地質災害，如洪水、降水過多等。在鐵路選線設計過程中必須要充分考慮到當地的氣候環境和地質情況，深入研究分析可能發生的地質災害，對其予以精準識別。

2.2 地質災害評估

艱險山區地鐵選線減災設計的重點不單單應當對區域內地質情況和氣候環境有充分把握，還應當對災害機理和規律予以有效評估。開展好地質災害評估工作屬于鐵路減災選線設計的關鍵所在。因為艱險山區鐵路選線設計方案的優化余地不大，更加強調廊道方案的必選，而大方案比選時進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實施勘察測量，依靠現代技術從大區域上及時獲取基本信息;同時應當基于實際地質構造和外營力作用，組織進行地質災害形成機理、影響范圍、發展趨勢等方面的論證分析，根據鐵路初步選線情況來預測分析地質災害的涉及范圍，了解其力學特性，科學準確評估風險因素。比如說對于藏東南海洋性冰川區的川藏鐵路廊道，中鐵二院進行了溝谷災害鏈分析，給出“冰湖潰塊-冰川泥石流-泥石流堵江-上游雍水”的災害鏈類型，同時分析得到其活動特點，給出了更具有針對性的危險評估結果，對鐵路選線設計提供了重要參考，也獲得了有效的減災應對策略[3]。

2.3 智慧鐵路選線

對艱險山區進行地質災害識別與評估工作之后，怎樣科學合理地選擇出最佳鐵路路線，是選線設計工作的關鍵一環。

對此我們能夠借助于現代信息技術和計算機來實施智慧選線策略。智慧鐵路選線的重點是把之前所采集到的識別評估數據集成到統一的數字模型中，依靠信息系統進行分析研究，從而給出更加準確可靠的線路設計方案，同時基于多目標評價規則來對各個方案實施優選。中鐵二院當前已經研發設計了復雜環境下的鐵路智慧選線系統，構建了數字化地質模型，針對約束構建斷層、溶洞等地質災害模型給出了虛擬的環境模擬系統。智慧鐵路選線以過去的實際經驗為參照，明確鐵路選線的約束條件，提出選線約束模型，結合專家選線經驗實施綜合性分析研究，按照最優化原則提供針對復雜艱險山區實際情況的最佳鐵路設計線路，對最優設計方案實施搜索篩選，為鐵路選線設計帶來更多參考。

2.4 防災減災設計

針對無法避開的地質災害因素，應當選擇有針對性的工程措施予以有效解決，地質災害防控選線設計，必須要在清楚了解區域地質災害實際情況的前提下開展。減災選線設計應當明確災害機理，清楚相關地質情況。對于具體的鐵路建設工程而言，應當在充分掌握其地質災害特點、機理和類型的前提下，分析研究地質災害對鐵路施工和后期運營可能造成的影響，了解減災選線設計的相關地質參數，為減災防災作業帶來充分依據。如針對巖石順層地段，需要充分了解巖層層理、節理以及裂隙等，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定性的層間填充物需要清楚其物理力學特性，掌握抗剪強度等鐵路選線設計需要的地質參數。比如說對山區槽谷的斜坡軟土，不單單要了解軟弱土層的物理學特性，還應當清楚軟弱土層底部的橫向坡度參數。

3 結語

綜上所述，艱險山區鐵路減災選線設計工作即是在全面識別地質環境和災害風險的前提下，對鐵路工程線路實施科學規劃，有效防范和規避地質災害突發區域，同時針對鐵路工程的全生命周期提供預警、應對等建議。另外在工作過程中，還需要搜集整理更加全面的信息資料，進行更加有針對性的避險設計，真正從細節把握艱險山區鐵路選線設計要點，充分考慮到地方經濟發展、環境敏感點等因素，給出更加科學合理的設計方案。

參考文獻：

[1]牟瀚林.復雜山區鐵路選線設計思路研究[J].鐵道工程學報，2020，37（12）：6-10+25.

[2]李偉，畢強，林世金.川藏鐵路雅安至林芝段選線研究[J].路基工程，2020（5）：23-27.

[3]付明.瑞梅鐵路廣東段工程地質選線研究[J].施工技術，2020，49（S1）：1354-1357.