中国铁路沈阳局集团有限公司白城工务段 吉林省白城市 137000
摘要:白城工务段线路总长2291.385km,管内现存Ⅱ级防洪重大处所1处,Ⅲ级防洪重点处所82处,主要集中在锡乌线、白阿线、松团线,如何确保铁路行车安全和运输畅通,有效预防、减少暴雨和洪水灾害以及由此引发的山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,提高灾害发生后的应急处置能力,减轻灾害对运输秩序的影响和对运输设备造成的损害,降低灾害对铁路行车影响的风险,如何制定有效的防洪应急处理流程及抢护预案,是摆在当前防洪工作的一项重要内容。
关键词:地质灾害;处理流程;抢护预案
1管辖区域及自然概况
1.1管辖区域
白城工务段管辖白阿线、通让线、平齐线、长白线、松团线、锡乌线六条铁路线,地跨内蒙兴安盟、吉林白城市、松原市,黑龙江省部分地区。
1.2自然概况
辖区为大陆性季风气侯,夏季盛行偏南风,5—10月降水量占全年降水量70%,年降水量380毫米左右,为半干旱地区。
辖区内洪水的发生主要为流域内降雨,铁路水害发生多为局部、短历时、强降雨所致。
2水害类型及灾害风险分析
2.1水害类型
结合我段历年来发生的水害主要有滑坡、边坡溜坍、崩塌落实、排水不良、水淹道床等5个方面。
2.2灾害风险分析
2.2.1发生水害的风险主要集中在某些局部地形环境特殊的地段上,如两侧山体植被破坏日趋严重,地表蓄水量降低,铁路因水害断道发生频率加大,多为局部、短历时、强降雨即发生局部山洪冲毁线路、桥梁。
2.2.2 经常发生水害地段,排水设施大部分破损,没有抵御洪水能力,同时受资金影响一直未整修,遇大洪水可能会造成路基冲毁,边坡溜塌、水浸路基等水害。
3防洪应急处理流程
3.1白城工务段汛期应急预案启动流程
3.2白城工务段出巡处理流程
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3.3白城工务段慢行应急处理流程
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3.4白城工务段封锁应急处理流程
3.5白城工务段汛期水害抢险启动流程
4防洪抢护预案
根据我段水害类型及灾害风险分析,制定符合我段实际应用的几类典型预案。
4.1水漫线路的抢护预案
第一种情形:水来势汹涌,水位上涨迅猛,破坏性强,但持续时间短,受害范围较小,如山洪暴发或附近水库溃决时的情形。抢护原则方法:如确认可以设法防止水过路基,可先加高上游路肩,防止路基过水,否则应先行防护路基下游坡面,使漫水时路基不致冲决。
第二种情形:水位上涨缓慢,但持续时间长,受害范围大,路基由于长期浸水容易松软坍塌,如江湖漫溢,江河或水库堤坝溃决,滞洪范围较大时的情形。抢护原则方法:在水位上涨缓慢时,应先在上游筑好子堤坝,防止过水,并抢时间做好下游防护或进行抬道抬桥,做到“水涨路高”,保证不中断行车。
具体抢护方法:
方法一:加高上游路肩,防止水漫过路基
如洪水上涨缓慢,或根据水位预报有较充分的时间修筑子堤坝时,应按预计洪水持续时间长短、子堤坝高度、当地材料供应、风浪侵袭等情况,选定子堤坝类型。
A、若持续时间较长、子堤坝高且风浪侵袭严重时,可在上游路肩用块石筑成临时防水墙,顶面高出预计洪水位20~30cm。为防止渗水,在石墙内侧以编织袋或麻袋装黏土纵横交错作成副墙,袋与袋间缝隙必须压紧,在石墙顶铺1~2层编织袋,并伸出墙10~20cm,以削弱浪花的侵袭。
B、如果洪水来势很急,持续时间较短,可做柳把子堤坝、柳枕子堤坝、单层木板子堤坝或双层木板子堤坝。
C、在一般情况下,风浪平静,子堤坝高在0.3m左右时,可直接用黏土夯填,黏顶宽0.3m,内、外坡均为1:1.5。
D、如有风浪,堤坝高约0.5m左右,路肩较窄时,可用编织袋或麻袋装黏土纵横交错码砌,内坡约1:1,外坡可陡于1:0.3,袋与袋间必须压密踩紧,防止缝隙渗水。
方法二:通过道床设排水槽引水过路基
线路一侧涨水或侧沟水满即将漫过线路时,可通过道床设置木制排水槽,将水引过路基排至下游。设置时应由下游向上游逐渐进行,并须防护好入水口及下游坡面,防止水由道床中串流冲刷下游路基。如设置数量较多或枕木间隔扩大,列车应慢行通过。如果水来得急退得快,临时应急也可用编织袋、彩条布等代替木板做成排水槽。
方法三:路堑两侧用编织袋压护道床
路堑地段或靠近路堑处道床受纵向冲刷时,道床两侧可用装有石碴或砂子的编织袋覆压。如道床有冲失时,应立即补足,经捣固后列车限速通行。
4.2路堤渗水的抢护预案
路堤渗漏现象有两种:一种是散浸,发生时一般是背水坡下部土先行潮湿,颜色变深、发软,继之则普遍渗水、漏水,严重时形成脱坡;二种是漏洞(管涌),发生在背水坡下部,严重时堤身沉陷甚至溃决。
渗漏原因:主要是由于一侧浸水,堤身承受水压力的水平分布及土中水的渗透压力,随着水位的升高而增大;其次是堤身土质不良、渗漏率大或断面单薄、边坡较陡、浸润线在背水坡坡脚以上溢出、堤身有隐患、新旧堤衔接处及堤身修筑在池沼地带或沿河边、横过旧河道等,不能抗御上述水压力的作用。
抢护基本原则是“临河隔水,背河导渗”。即:临河用透水性小的材质加以封堵防护,以减少渗到堤身的水;背河用透水性大的材质作反滤层,把已渗入堤身内的水滤清后排出,降低浸润线,稳定堤身。
具体抢护方法:
方法一:迎水面帮土
在迎水坡面用黏土或麻袋装土(编织袋孔隙大,易渗漏,不宜使用)进行帮土和码砌,一般长度最少要超出渗水地段两端各5m,高度要高出水面0.5m以上,底部覆盖到路堤坡脚。此法适用于水不深、流速不大的地方。
方法二:反滤层护道
在背水坡脚用装炉渣或砂的编织袋或麻袋作垫层,上面压块石或碎石做成反滤层护道,滤出清水,降低浸润线,保持堤身的稳定。
方法三:脱坡抢护
在路堤脱坡地段,先分段挖除已滑动的松湿泥土,再从地面起用编织袋装透水性强的砂土,往上逐层排砌(坡度应小于1:1.5),一直砌到脱坡面以上0.25m。砂袋厚度应在1m以上,除起导渗作用外,还起稳定堤身的作用。在情况较为严重时,可用炉渣装编织袋(亦可不装编织袋,就地卸下,速度更快)作垫层,干砌片石作护脚,然后以砂土编织袋回填脱坡。
方法四:抢堵漏洞
A、堤身上发现漏洞,应立即派熟悉水性的人或潜水员下水寻找漏洞的进出口,用麻袋或棉被等堵塞漏洞,然后再抛填装土的麻袋或编织袋压住。下水检查人员要特别注意防止被吸入漏洞,要使用安全绳或备好的梯子绳索等,使下水人员便于扶持和安全返回。
B、如上下游水位相差悬殊,可先用装土麻袋在上游筑围堰,围住漏口,然后抽水降低围堰内水位,用装土麻袋填塞漏洞。如为大漏洞,须将路基挖开,分层回填夯实,恢复原状后再封填围堰。
C、围堰。在临水面如找不到漏洞进水口,或因水深流急难以封堵时,可在背水面出水口的周围用黏土或编织袋装土筑成不漏水的围堰,高度应高出临水面水位约0.25m,将漏出的水在围堰内蓄养升高至内外水位平衡,使漏洞不再发展。但此法因养水而提高了浸润线,增大了渗透压力。若堤身土壤或填筑不良,会在养水盆以外出现新的渗漏、脱坡或漏洞,应予注意。
4.3防止桥涵冲毁的抢护预案
方法一:抛投片石及石笼抢护河床
抛投片石及石笼是广泛使用的防护办法。如流速超过3m/s,应采用直径30cm以上的石块或石笼进行加固。但不宜投行过多,以免减少排洪断面,加剧对其他桥墩的冲刷。抛石尽量向上游抛,借水力冲到适当位置。在流速大、冲刷深的地方抛投石笼,在流速大、水浅的地方则抛投片石。石笼空隙要用投石来堵塞。
施工方法根据具体情况和条件决定,但应尽可能用船只在水面抛投,这样容易准确控制位置。如条件不容许,亦可将片石车送至桥上向下抛投,但最好采用石笼架抛投,以防止打伤桥梁。
方法二:护锥冲刷的抢护
桥头护锥冲毁将直接影响桥头路基的稳定,使之发生坍陷,危及行车安全,如继续发展,路基和桥台也可能被冲毁,故护锥如有毁损,应立即加固。一般加固方法如下:
A、以片石或石碴袋投下作基础,再在上面码砌装编制袋,成临时护锥,保护桥头路基,流速大时可沿锥体坡面滚铺石笼作基础。
B、坠石挂树枝,减缓锥体附近流速,防止冲刷。
C、土中含水量少时,可在桥头路基旁打木桩防护。
D、在桥头扣轨或吊轨,作为上述抢修办法的辅助措施,以确保行车安全,必要时还应限速行车。
方法三:加载压梁
洪水时,大量漂浮物堵塞桥孔,围绕墩身,越积越多,短时难以排除,梁和墩身遭受强大的额外侧压力;或洪水位上涨,梁体被淹阻水,流速很大时梁和墩身受到强大的水平推力;或在明桥面上洪水位超过轨面,桥枕被淹,由于浮力作用,降低了垂直压力。上述情况均对梁体的稳定极为不利,如桥梁本身有病害或薄弱环节不能抵御时,梁体、墩身都有被推倒冲走的可能。对此,如无其他有效的办法时,可临时封锁线路,用装载片石的重车上桥加压梁,以保持桥梁的稳定,待上述威胁解除后再将重车撤回,开通线路。但桥梁基础为浅基时不采用加载压梁的方法。
方法四:破堤保桥
遇特大洪水或大型水库溃决,铁路桥梁有被冲毁的可能又无其他可靠办法抢护,而桥梁(尤其是主要干线上的大中桥)一旦被冲毁,短期难以修复通车,可考虑在上游破开堤坝漫溢,降低水位,在分洪和滞洪的作用下减轻洪水对桥梁的威胁。但破开堤坝前,必须与当地政府共同协商,并上报国家防汛抗旱总指挥部,经批准后方能实施。
同样,当上游洪水漫溢,受铁路路堤阻挡,仍从桥下通过,桥梁有被冲毁的可能,而桥梁的抢修远较路基的抢修困难,且所需时日更长时,亦可在桥两端泛滥区的适当地段破开路堤分洪,以保证桥梁不被冲毁。实施前亦应与当地政府防洪指挥机构联系,并报请铁总公司防洪指挥部和国家防汛抗旱总指挥部批准后,方可实施。
无论是破开堤坝或铁路路堤,缺口均会迅速扩大,并在下游冲成深坑,大大地增加工程量和修复的困难,甚至不亚于对桥梁的抢修,因此应在雨季来临前拟定好“破堤措施方案”。方案应预估到可能通过的流量、流速、水位及泛滥范围等,并根据地形、地质等条件选定破堤的具体地点,制定控制缺口扩大和下游冲坑的防护办法及对下游引洪泛滥区内居民点、工厂、建筑物等设施的防护和保安措施,以避免或减少损害。方案规定的某些工作,如缺口防护工程等,应当预先做好,以免措手不及。方案应在当地政府防洪机构的统一领导下方可实施。
4.4漂浮物堵塞桥涵的抢护预案
随洪水冲来的漂浮物及流放的木排等会堵塞桥孔,冲撞墩台,有时因壅水而冲撞梁体,必须立即消除,否则漂浮物将继续积高,甚至推倒桥梁。
被流木等漂浮物堵塞和梁部受淹的桥涵,墩台基础冲刷必然加剧,在可以施行探测的情况下或在漂浮物清除后,必须立即进行墩台基础和河床的详细探测丈量,发现险情立即进行加固。
方法一:防止漂浮物堵塞桥孔
当上游冲来的柴草、树木等漂浮物,到桥上游附近时,应立即用钩杆、长柄斧头等疏导、砍散,随来随清理,不能等到堆积起来后再去清除。
方法二:桥孔已被堵塞时的抢护
A、自桥上吊下软梯,有条件的可使用船只,在外围用火钩及长竹杆将陆续冲下来的漂浮物顺水推向未堵塞的桥孔排走,不得继续堵积,同时将已堵积的漂浮物从外围向内陆续清除。
B、为防止洪水将钢梁冲失,可用型钢将支座上下钢板焊牢,并用重车压在桥梁上,水退后再予复原。
C、涵渠被堵塞后,逐渐增高的壅水将漫过线路,冲决路基,因此必须采取措施疏通涵渠,保持流水畅通。
4.5山体滑坡的抢护预案
产生滑坡的因素有地形、地质、水文、人为活动等,其中水文地质是控制滑坡发生和发展的重要条件,而降雨强度和延续时间又是诱发滑坡的主要因素。连续长时间降雨往往引发大型滑坡,而滑坡具体发生的时间则不一定在降雨期中,有时却发生在雨季之后。对滑坡的临险抢护是在正常养护的基础上,主要采取以下几方面的措施,以适应不同类型的滑坡。
A、在滑坡体出现变形后,往往会破坏原有的地表截水、排水系统,这时应及时填充缝隙和整修已被破坏的设施,并根据滑坡体的发展,新增或加长该设施。
B、对原有滑坡体的观测工作,如降雨、滑移进程等,在此基础上增加观测点和次数,及时掌握其变形迹象和规律,为及时采取措施提供依据。
C、对可能出现险情的滑坡地段,设看守点派专人看守监视,配备移动电话及对讲机,一旦发生影响行车安全的险情,能及时拦停列车,保证行车安全。
4.6崩塌、落石的抢护预案
在山区铁路线上,尤其是在地质不良地段,每到雨季,由于雨水的冲刷、渗透,诱发的山体崩塌、落石现象会大量发生,因此除有赖于各种防护建筑物,以保障行车安全外,临险抢护仍是不可缺少的,有时并起着关键的作用。
A、在汛前防洪检查中发现的危石应安排预抢,及时清除或用浆砌片石护砌,或采取其他措施进行防护。凡不能确保行车安全的地段,应设看守点,派专人定时巡检、检查和监视。
B、对危石进行编号登记,建立台帐,设置观测标志,定时检查其变化情况,有可能发生险情的及时清除。
C、充分利用科学防洪手段,如用雨量计、塌方落石自动报警装置、远程视频等进行监控。
4.7路堤边坡冲毁或溜坍的抢修预案
路堤坡脚被洪水冲刷或路堤边坡因降水后强度下降、不能维持自身平衡而发生边坡溜坍是常见的水害。
A、在半填半挖地段或一侧溜坍另一侧路肩较宽时,可拨道(有铲车、推土机等设备应优先运用)限速通车,然后组织力量修复路基。
B、当一侧边坡溜坍至道床以内,路基下有积水时,可用抛石填筑的方法,抛出水面后,上部也可以继续抛石填筑,或用编织袋装土堆筑,亦可卸河砂或炉渣等透水材料填筑。
根据坍塌的体积计算所需编织袋的需用量,1立方米约需编织袋20条。为了垒筑便利和牢靠,一般只装半袋土。
C、当土质路堤的路肩裂缝下错,但尚不会马上坍塌时,可在边坡上打入木桩或钢轨桩稳定坍体。桩进入滑坍面以下稳定土体的长度以大于桩总长之半为宜。为了增强抗滑力,桩顶可用连杆纵横联结起来。
4.8路堤坍滑的抢险预案
路堤坍滑多发生在黏土、裂隙土、软土地段,其特征是土体从堤顶面或边坡腰部向下旋转式整体滑落,裂面上陡下缓。坍滑体的厚度一般在3m以内,有的可大于3m。
一般坍滑开始时,线路一侧水平发生变化,这时线路工区多用运碴起道的办法维持行车。但当坍滑的速度加快,过一次列车抢修人员就需起道垫碴时,就必须封锁线路抢修。
抢修的最好办法是利用片石或土进行边坡反压护道。反压后线路一般不再变化或变化很小。
为了提高抢修速度,可用机车将装片石的车皮推到坍滑处所卸车,直接将片石滚到边坡下面。
反压片石的用量一般根据堤高和长度而定。反压的垂直高度为坍滑体高度的一半即可,宽度根据坍体厚度不等而不等,一般在4m以上。
4.9塌方落石的抢修预案
铁路穿越山区,汛期山坡与路堑可能发生塌方落石灾害。一般地说,塌方是指山体或堑坡发生滑坡、错落、崩坍等规模较大的坍塌;落石指个别岩体块从山坡突然坠落。塌方、落石都可以破坏线桥设备,阻塞线路,造成列车脱线、颠覆事故,危害极大。
清除坍方一般以先达到能够通车为前提,必要时可先限速通车,然后彻底清理。各种类型的塌方、落石多半是水的破坏作用引起的。因此在抢修中处理水源是个前提。凡发现有不被堵截、淹溢、渗流等情况时,应加快抢修进度,巩固抢修效果。
A、塌方数量较大,短时间难以清除开通线路时,优先使用大型机械,若地形条件许可,可采用拨道或铺便线维持通车,然后再清除塌方,恢复正线。
B、为了提前抢通,可先按机车车辆限界清理坍方,通车后再扩大清理,并清除路肩、水沟。注意:通车前要将山坡上可能坍塌的危石、危土清除掉,防止遇降雨再次坍塌,保证行车安全。
C、长大路堑地段除从两头清理外,宜尽量增加出土口,对塌方量特大的水害应尽快调集大型土石工程机械进场施工,一般两台装载机(或推土机)配合一台挖掘机,能提高施工效率,以缩短抢修时间。
4.10路堑挡土墙倾斜的抢险预案
路堑发生滑坡、下部挡土墙被滑体推移,挡墙上部向道心方向倾斜,抢险方法如下:
1)临时支撑:用木枕对倾斜墙体进行临时支撑,每个支撑用三根枕木。先在墙面竖一根,然后在侧沟内帮竖一根,最后用斜枕将两枕撑牢。支撑接头处用扒锯钉加木楔钉紧。
2)打钢轨桩:所需钢轨桩的数量,根据现场情况计算确定。为了防止滑体进一步下滑,也为了方便下一步拆除挡墙进行复旧施工,可在挡墙后缘3m处打第一排钢轨桩,向上隔lm再打第二排钢轨桩。每排桩顺线路方向间距为1.2m。
钢轨桩的施工方法:
用1m长的钢轨头焊成三个质量分别为350Kg、400Kg、450Kg的圆柱形桩锤。使用时如发现桩锤局部脱焊可倒换使用,并及时焊补。桩锤中心留直径50mm的孔,便于插入导杆,桩可沿导杆自由落下。桩顶加垫板,垫板顶上焊接直径30mm圆钢导杆,长3m,便于引导落锤方向。垫板下面焊两根直径30mm、长0.2m的圆钢,便于插入桩锤轨腰,使垫板固定于桩顶。用房建用门式组装架为塔架,用离合式卷扬机做打桩起吊设备,再配一台12KW发电机组、电焊机、氧气、乙炔瓶等机具。钢轨桩的一端切割成尖头,便于打入。
桩打完后,滑体初步稳定,再分5m为一段,拆除木枕支撑及既有倾斜墙体,重新砌筑新挡墙及侧沟。
5铁路防洪非常措施实施
当水害造成的死亡人数、直接经济损失以及中断行车时间等达到铁道总公司制定的应急响应标准时,应采取相应的非常措施。
5.1铁路防洪非常措施的原则
5.1.1防洪值班人员一旦接到管内水害报告,立即向段调度汇报,段防洪主管人员负责向集团公司防洪指挥部传递水害信息。
5.1.2发生水害断道,段必须有一名党政正职立即赶赴现场,组织人员进行抢险。
5.2应急响应行动
达到应急响应标准,即启动应急预案,并报请集团公司启动应急响应。按照水害信息报送要求,逐级或越级向集团公司防洪指挥部报告,涉及地方的同时通告相关人民政府防洪抗旱指挥部。段组织人员进行紧急处置,段防洪指挥部领导带领技术科、桥隧科、安全科负责人以最快速度赶赴现场,在集团公司抗洪抢险指挥领导下,负责调查灾情,实施抢修方案,请求调运抢险队伍、机具、物资,提供水电、后勤、医疗卫生和治安保障。
5.2.1启动应急响应的标准:①死亡30人及以上或造成直接经济损失1亿元及以上报请上级部门启动Ⅰ级应急响应。②死亡10人及以上;中断行车,抢修困难,经抢修在24小时内无法恢复通车;造成直接经济损失在5000~10000万元之间报请上级部门启动Ⅱ级应急响应。③死亡3人及以上;中断行车,抢修困难,经抢修在12小时内无法恢复通车;造成直接经济损失在500~5000万元之间报请上级部门启动Ⅲ级应急响应。④造成人员死亡;限速,或中断行车,经抢修在8小时内无法恢复通车;造成直接经济损失在100~500万元之间;报请上级部门启动Ⅳ级应急响应。
5.2.2发生水害后段防洪指挥部领导立即赴现场组织指挥开展救援、控制灾情及工程抢修。同时向集团公司申请安装现场应急电话,随时向集团公司报告灾情、开展救援、控制灾情及工程抢修情况。
5.2.3保护好铁路职工及旅客人身安全,尽快疏散滞留旅客,尽量减少财产损失;全力组织抢险、抢修,尽快开通线路。
5.2.4根据需要,请当地政府或厂矿企业支援防洪抢险。必要时,请求部队支援防洪抢险。
6 防洪保障措施
防洪离不开充分的保障,为了使水害造成的损失降到最小,应竭尽全力做好防洪的保障工作。
6.1成立抢险队伍
6.1.1各车间在汛期要做好充足的人员储备,保证驻站、巡检、看守及卸车能力,汛前进行必要的防洪抢险培训和演习。汛期,段在成立了200人的组成“召之即来,来之能战”的水害抢险机动队伍,各车间明确水害卸车关键岗位。
6.1.2在既有车间工区抢险人员基础上,段还积极与外部施工单位、各工程公司等进行联系,增加水害抢险的外部力量。
6.1.3准备抢险物资和机具
实施防洪抢险所用的抢险劳力材料、设备、机具由材料科要准备充足、一旦使用后要及时补充,主要防洪抢险块石、石碴等路料存放地点、数量等调查清楚。同时加强联系路外供料的联系,确保水害抢险使用的料及时到位。
根据历年预计可能发生的水害处所,本着分散与集中相结合的原则,我段在白城、索伦、大安北三处设立防洪抢修材料储备仓库,要求对防洪料具及备用物资在汛期应随使用随补充,未经防洪主管段长批准,不得挪用。
6.1.4非常事件和紧急情况的处置
6.1.5首先将组织职工及所有人员转移至安全地方,安排好食宿及生活问题,稳定人员的惶恐心理。
6.1.6组织专门人员对施工现场的料具及生产机具进行保护,防止因混乱造成国家财产丢失。
6.1.7积极组织职工疏通河道,排出洪水。
6.1.8险情发生后现场抢险人员应及时将灾情向白城工务段调度指挥中心汇报,段防洪指挥部接到险情后,应及时调运抢险料具及物资,保证抢险工作的顺利进行,将灾害损失降低到最低的程度。
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