浅谈铁路路基防洪与抢修

浅谈铁路路基防洪与抢修铁路路基防洪与抢修中国是一个地域辽阔的国家，各地的气候、地貌、地质和人文活动都存在巨大的差异。大部分国土处于地球北纬水害经常发生的范围内，水灾发生频率高，持续时间长，经济损失重，社会影响大。据历史记载，公元前206年至公元1999年间，中国共发生重大洪水灾害1100多次。特别是铁路水害，每年都发生，损失相当严重。例如，1981年雨季，宝成、宝天、阳安三条铁路线路长达851公里，遭受了特大洪水和巨大泥石流的严重破坏。在1100多处水害中，17座大中桥梁及40处路基被成段冲毁，16公里的线路水面高过轨面2～5米，257处山体崩塌、坍塌。因此，铁路路基防洪与抢修显得尤为重要。2.湖南地区的气候和水文特点湖南属于中亚热带的亚热带季风湿润气候，冬冷夏热，四季分明，热量集中，春温多变，夏秋多旱，严寒期短，暑热期长。湘江流域面对南岭，多丘陵山地。地势自北向南，由中间向东、西延升，在季风环流和马蹄型地形的影响下形成该区域特定的气候。春季气温回升，雨水绵绵，间有短时中到大雨；夏季多雨，时有中到大雨，湘东、湘南常出现局部大风暴雨，雨量集中，雨强大，大风常达7、8级，形成灾害性气候；秋季少雨多旱；冬季寒冷，间有霜冻，平均年降雪1～2次。湖南是多雨区，降雨一般集中在4～9月份，年降雨量均在1000mm以上。湘江水系处于我国气候南北过渡带，6～7月受梅雨影响，流域内可能产生连续的大暴雨，引发大洪水。持续降雨对流域内水库也形成威胁。湘江的干支流洪水一般发生在6～9月份，以梅雨期概率最高，湘江洪水特性是峰高、量大、过程长，洪水最早出现在4月上旬，最迟10月中旬。湘江主、支流属南方内陆浅水河流，上游山区河段较为陡峭，中、下游河段平坦开阔，水流由急到缓，常年流水清澈见底，汛期河水混浊，泥砂渲泄，冲淤河床。河道弯曲迥旋，可能自然造床，一般水深4～6米，流量不大，汛时出现最大流量。3.铁路路基防洪与抢修铁路路基防洪与抢修是铁路建设和运输中的重要问题。铁路路基的防洪和抢修工作是保证铁路安全和正常运营的重要保障。针对湖南地区的气候和水文特点，铁路部门应该制定相应的防洪和抢修措施，加强铁路路基的加固和加高，加强铁路桥梁的加固和改造，增加铁路抢险队伍的数量和能力，提高铁路抢险人员的技能和素质，确保铁路在水害发生时能够快速恢复运营，减少经济损失和社会影响。同时，铁路部门应该加强与气象、水文等相关部门的合作，加强监测和预警，及时采取措施，保障铁路安全和正常运营。洪水的形成和分类洪水通常由不同的水源引起，它们按照水源和发生时间可以分为春季融雪洪水和暴雨洪水。在中低纬度地带，洪水的发生多由雨形成。大江大河的流域面积大，且有河网、湖泊和水库的调蓄，不同场次的雨在不同支流所形成的洪峰，汇集到干流时，各支流的洪水过程往往相互叠加，组成历时较长涨落较平缓的洪峰。小河的流域面积和河网的调蓄能力较小，一次雨就形成一次涨落迅猛的洪峰。雨洪水可分为两大类，一种暴洪是突如其来的湍流，它沿着河流奔流，摧毁所有事物，具有致命的破坏力，另一种是缓慢上涨的大洪水。山洪是指在山区溪沟中，由于地面和河床坡降都较陡，降雨后产流、汇流都较快，形成急剧涨落的洪峰。泥石流是由雨引起山坡或岸壁的崩坍，大量泥石连同水流下泄而形成。融雪洪水是在高纬度严寒地区，冬季积雪较厚，春季气温大幅度升高，积雪大量融化而形成。冰凌洪水是中高纬度地区内，由较低纬度地区流向较高纬度地区的河流（河段）在冬春季节因上下游封冻期的差异或解冻期差异，可能形成冰塞或冰坝而引起。溃坝洪水是水库失事时存蓄的大量水体突然泄放，形成下游河段的冰川堵塞河道、水流急剧增涨，甚至漫槽成为立波向下游推进的现象。湖泊洪水是由于河湖水量交换或湖面大风作用或两者同时作用，可发生湖泊洪水。吞吐流湖泊，当入湖洪水遭遇和受江河洪水严重顶托时常产生湖泊水位剧涨，因盛行风的作用，引起湖水运动而产生风生流，有时可达5～6m，如北美的苏必利尔湖、密歇根湖和休伦湖等。天文潮是海水受引潮力作用，而产生的海洋水体的长周期波动现象。海面一次涨落过程中的最高位置称高潮，最低位置称低潮，相邻高低潮间的水位差称潮差。风潮是台风、温带气旋、冷峰的强风作用和气压骤变等强烈的天气，它和相伴的狂风巨浪可引起水位涨，系统引起的水面异常升降现象，又称风潮增水。海啸是水下地震或火山爆发所引起的巨浪。洪水的分类标准洪水根据其发生频率可以分为一般洪水、较大洪水、大洪水和特大洪水。一般洪水的重现期小于10年，较大洪水的重现期在10～20年之间，大洪水的重现期在20～50年之间，而特大洪水的重现期超过50年。铁路洪水灾害案例哈萨克斯坦铁路路基被洪水冲毁是一起铁路洪水灾害案例。路基的抗洪能力实际上包括抵御洪水和抵抗暴雨冲刷两个方面。虽然有多种防护措施可以预防暴雨冲刷，但由于各种原因，如资金、设计、施工、养护等，防护设施不足或失效，无法保证雨季边坡的稳定。对于路基坑的暴雨冲刷安全度，至今仍难以作出正确的量化和统一的评估。对于小流域洪水而言，主要是暴雨的总量，而雨季路基坍塌则不仅仅与降雨总量有关，还与不同历时的降雨强度，即雨型、雨强的关系更为密切。因此，对路基承受的暴雨统一规定一个频率标准是困难的。另一方面，路基作为工程地质产物的自身因素，要对其抗洪能力加以量化，确实不易。铁路的各工务段根据多年来管内降雨量与坍方的关系，决定不同区段桥路设备抗洪能力，制定降雨两级警戒值，即注意警戒值和危险警戒值，分别采取不同的措施，力求达到既能保证行车安全又不致过分影响铁路运输。工务段制定的“降雨两级警戒值”经上级防洪办批准后实施。新线和复线改造工程的抗洪能力普遍较差，应根据不同地点的具体情况，制定相应的度汛措施。总之，路基抗洪能力不足可能是由于填料的物理力学性质决定在暴雨作用下容易失稳，或者由于缺乏必要的防护，或者防护工程设计不当及施工质量欠佳等原因造成的。必须采取工程措施才能解决这些问题。铁路防洪工作以“全员防洪”为指导思想，实行“预防为主，安全第一，全力抢修，当年复旧”的方针，遵循团结协作和局部利益服从全局利益的原则。严格执行各级行政首长负责制，统一指挥，分级分部门负责，各有关部门实行防洪岗位责任制。全面落实各项防洪工作措施与制度，协调组织联防联控与抢险复旧，确保汛期行车安全，尤其是旅客列车的绝对安全。铁路防洪工作贯穿全年，不同阶段（汛前、汛期、汛后）有不同的侧重，以强化安全工作为中心，以实现汛期“少断道、断道不翻车”为目标，以增强设备抗洪能力为目的。铁路防洪工作的各项措施应该落实到人、落实到区段，实行分工负责，通过全员防洪，共同把关。各级防洪指挥部由本单位主要负责人担任指挥长，下设办事机构（在工务部门），并配备专人管理日常工作。铁路防洪工作管理包括两个方面：管理铁路水害现象包括水害信息管理、水害过程监视、预测预报系统、预防对策和防洪保障系统等方面。同时，对铁路防洪工作的管理也非常重要，包括岗位职责、指挥调度、执行制度、落实措施、预案实施、抢险复旧、灾害统计、费用管理、技术政策和善后总结等。为了确保防洪工作的有效开展，必须在思想、组织、物资、技术等各方面充分做好防洪准备工作，并认真贯彻《细则》，通过各级负责制，落实防洪工作各项措施与制度。为了预防桥梁水害，需要加强水工水文工作，与地方水利部门联系，减少水害隐患，并加强对跨越江河水库桥梁的水文观测，掌握水位、流速、流向的变化及飘流物等动态，同时注意墩台、河滩防护设施、桥头路基的状况，特别是排洪能力不足、墩台基础不稳的桥梁，应派专人加以监视，一旦发现险情，及时采取防患措施，防止水害发生。进行水文调查，正确推算洪水流量，是预防桥梁水害的根本保证。汛前，各工务段应会同地方有关部门，对沿线所建水库、堤坝、农田基本建设、改造山河、修路等施工设施的状况及竹、木、储运情况进行联合调查，商定相应的加固措施和防洪应急预抢方案。在雨季及洪水期间，需要认真做好对线桥设备及沿线山体的巡（看）守与观测检查。由于加强了巡守工作，能够及时发现山体坍方、落石、滑坡、路堤滑移、道床冲空、桥墩台下沉倾斜等危及运输安全的险情，采取有效的应急措施而化险为夷。加强线路桥涵设备，提高抗洪能力，包括整治河道，顺畅水流，提高泄洪能力；做好水土保持植树防冲、路基排水及边坡加固；检定桥梁抗洪能力，对孔径不足的桥梁，应进行扩孔改造；对墩台基础类型或埋深不明的桥梁，应采用超声波、物探、遥感技术和钻孔、挖验等方法加以查明，对浅基墩台应加紧进行防护加固。针对中国多山、多丘陵国家的特点，必须做好山体防洪治理。由于很多铁路水文地质条件复杂，再加上人为因素开荒种地、水土流失影响山体稳定，经常雨季时山体坍方、落石、滑坡，特别是滑坡对铁路行车安全威胁最大，防治滑坡十分重要。其原则是针对病因采取措施，以制止滑动或控制滑坡发展；针对危害采取措施，要经受住滑坡的作用或避开危害，可采取方案是刷方减重、抗滑明洞、桩、石笼防护等为主的综合整治措施，或者改线绕避等。5.加强铁路防洪工程研究和总结经验教训，包括提高设计标准、流量、桥梁、路基和沿河堤防的抗洪能力等方面。同时，调查总结既有铁路防护工程和新线设计的经验教训。6.坚持铁路运营部门长期实践中形成的防洪工作制度和方法，如分段检查各级负责制和冒雨检查制，汛期重点危险地点派人看守，车机工电联控制度、防洪期间值班与留宿制度以及“汛期安全行车措施”等。同时，加强防洪工作的领导与管理。7.推广现代化防洪手段和方法，加快“科学防洪”步伐。铁道部制定的《铁路科学防洪工作规划》将科学防洪作为一项系统工程来抓，不断依托现代科技手段及硬件设备，建立并完善铁路水害采集、传递系统，致力于提高铁路水害预见性和可控性。全路已建立防洪传真网络，在主要干线上普遍设置雨量计，局部地段安设灾害报警装置，推广气象卫星云图、测雨雷达等“铁路专业气象服务系统及应用计算机管理铁路防洪信息工作”，使防洪管理工作上了新台阶。2.铁路路基防洪与抢修对策2.1防洪准备工作铁路路基防洪与抢修包括防洪准备工作、临险抢修和水害抢修三个方面。防洪准备工作包括防洪检查和防洪设备的抗洪能力。防洪检查又包括汛前防洪大检查和降暴雨时的冒雨检查两项内容。在防洪准备工作中，除了做好思想上和组织上的准备，储备必要的材料、机具、车辆外，还应从技术上做好以下几项工作。2.1.1防洪检查防洪检查包括汛前防洪大检查和降暴雨时的冒雨检查两项内容。(1)汛前防洪大检查汛前防洪大检查的目的是及时发现路基设备的病害和不良状态，以便采取加固或防护措施，确保汛期行车安全。主要检查下列内容：①各种排水设备有无断裂、渗漏、堵塞、淤积等现象。水沟数量、长度、断面尺寸是否满足泄洪要求。②靠近江河、水库、水塘的路基边坡、河岸极其防护建筑物有无被冲刷、淘蚀或溜坍现象。堤坝是否安全可靠。③路基边坡及对路基有影响的山坡有无溜坍、开裂、错动、鼓出或位移。在雨季，路基容易受到内涝和滞洪的影响，导致表土松软，如果再遭受风浪的侵袭，就会发生坍塌的危险。这种现象在没有防护或防护不良的坡面上最容易发生，因此必须采取一些措施来防止风浪的侵袭。防止风浪的措施有永久性和临时性两种。永久性的措施包括加固坡面和营造防浪林等。临时性的措施主要有以下几种：(1)草袋（编织袋）装石渣（砂）护坡。这种方法是将装有石渣或砂的草袋叠砌在边坡浸水和波浪侵袭的部位。石渣不宜装得太满，草袋应放置稳固，消除空隙。(2)抛片石护坡。由于片石孔隙较大，因此片石下的土会被淘空。为了防止淘空，可以在靠上层的片石下面铺钉苇席、草把。当洪水已涨高时，可下部抛片石，上部靠水面铺装石渣草袋。(3)防浪排。防浪排可用原木、毛竹或枕木等可漂浮的材料制成，下坠重物，如钢轨枕、横卧钢轨、石笼等，浮置在距路基一定距离的水面上。(4)挂草把或柳枝。在风浪较小的地方，可用柴草或柳枝捆成直径10～15cm的草把，顺路基边坡挂下。当路堤一侧浸水、堤身土质不良、在水压力作用下背水坡下部发生渗漏时，会产生脱坡、堤身沉陷甚至崩溃，需要进行抢护。抢护的原则是“临河隔水、背河导渗”，即临河一侧用不透水或透水性差的材料封堵，背河一侧用透水性好的材料作反滤层，稳定堤身。抢护脱坡的方法包括：(1)迎水面帮土。在水不深、流速小的地方，未浸水时在迎水面帮黏土或用麻袋黏土码砌，长度应超出5m，并高出水面0.5m。(2)铺砌反滤层护道。在背水坡脚用草袋或麻袋装砂或炉渣作垫层，上压片石或碎石做成反压护道，滤出清水，保持堤身稳定。(3)抢堵漏洞。立即寻找漏洞，用麻袋或棉压住。如上下游水道高度相差较大，可用装土麻袋在上游筑围堰，然后抽水降低水位，在用装土麻袋堵漏。如为大漏洞时，须将路基挖开，分层回填夯实。在路堤或堤坝地段，需要进行水漫路基的抢修。水漫路基分为两种类型，一种是洪水来势汹涌，持续时间短；另一种是水涨平缓，持续时间长。在来水迅猛的情况下，如果确认最高水位只略高于路肩，可以先加高上游路肩以防止洪水漫过路基。如果水位上涨较缓慢，应先加高上游路肩，延迟过水，抢时间做好下游防护，并进行抬道抬桥，以维持行车。加高上游路肩时，可以采用不同的方法。如果洪水持续时间长且风浪侵袭严重，可以在上游路肩用片石筑成临时防水墙，顶面高出预计洪水位20~30cm。为防止渗水，在临时防水墙内侧用草袋或麻袋装土纵横交错铺砌作成副墙。如果有风浪，加高0.5m左右且路肩较窄时，可以用草袋或麻袋装黏土纵横交错码砌，内坡约为1:1，外坡可陡于1:0.3，袋与袋间压密踩紧，防止渗水。在风平浪静，加高在0.3m左右时，可直接用黏土夯填，土埝顶宽0.3m，内外坡均为1:1.5。如果洪水来势很急，持续时间短时，可做柳把子埝，单层或双层木板埝。为防止道床冲失和边坡冲刷，可以用苇席草袋防护道床及下游边坡，将水引过路基。在洪水漫过轨道之前，用草袋压护上游道床，在下游铺上苇席或草袋，上端用草袋装土压住或用木撅钉牢，把水从苇席上引过路堤。在路堑地段或靠近路堑处道床，受纵向水流冲刷时，道床两侧用草袋装石渣（或砂）覆盖防护。如道床冲失，应立即补充，经捣固后限速行车。最后，需要进行抬道抬桥，以保证水涨路高，维持行车。当沿江河流或湖泊的线路遭遇洪水时，如果洪水上涨缓慢，流速低，路基两侧水位相差很小，且路基土质较好，有适当的护坡设备，可以采用抬道抬桥的方法保持行车。抬道的高度应根据水利部门预测的最高水位和洪水位上涨水速来确定，以确保机车在最高洪水位时能够安全通过。在水害抢修中，需要根据具体情况和施工条件，采用“先通后固”的原则确定抢修方案。在制定方案时，还应考虑开通后整治工作的方便，尽量与正式修复相结合。当路堑发生坍方断道时，需要上山检查山体的状态和排水情况，估算坍体数量和覆盖轨道的土体数量，并根据地形条件、工作量大小、人力和机具的情况确定抢修方案。一般的抢修方法包括：做好排水和夯填工作，防止坍方继续发展；采用拨道或铺便线维持通车，然后进行清理，恢复正线；按机车车辆限界清理，提前开通；增加工作面和出土口，缩短运距，减少抢修时间；采用机械化施工，加快清方速度；对坍体中的大石块，可放明炮破碎，也可用吊机吊出线路限界，通车后再清理；已坍动尚未坍落到轨道的部分，可清刷或用木桩、钢轨桩等进行临时加固。当路堤边坡表层溜坍时，可以采用抛码片石覆压边坡的方法进行抢修。片石厚度不少于1m，下厚上薄，顶部用装土或碎石的草袋保护道床。如果抢修工作量较大，需要较长时间，而滑坍后的路堤宽度仍够用时，可以临时拨道限速通车，以缩短断道时间。在防洪抢险期间，针对京广线K1624+690～+740段高路堤的脱坡问题，防洪抢险队伍制定了“临河隔水，背河导渗”的总方案。具体来说，他们使用透水性小的材料对路堤进行临河防护，以减少渗到路堤内的水；而在背河处，则用渗水性大的材料作反滤层，把渗入堤身内的水有控制的排出，以降低侵润线，使路堤趋于稳定。为了确保汛期运输的安全畅通，京广线沿线成立了以衡阳工务段为首的防洪抢险队伍。他们在防洪抢险期间实行干部24小时轮流值班，及时掌握信息和迅速处置问题。针对老病害，他们采取了彻底的整治措施，为路基的安全渡汛提供了有力的保障。铁路路基设备不仅承受列车荷载作用，还要经受暴雨、洪水的侵袭。因此，经常检查路基设备，及时发现设备病害，并采取加固和防范措施，是非常必要的。针对路基设备的损坏，要及时进行修补。对于抢修时使用的临时性建筑物，如枕木垛、抛填的片石或石笼、堆码的草袋等，也要进行加固，并经常养护，建立必要的观测制度。在永久修复时，要把埋在路堤内的枕木垛、木排架等易腐蚀材料清除，不留隐患。京广线是我国铁路“八纵八横”路网主骨架之一，是我国铁路主要干线。它跨越湘江中、上游及丘陵地带，这里是水害频繁、灾情最为显著的地区之一，防汛抗洪任务十分艰巨。在此背景下，对路基设备进行全面细致的检查，及时发现设备病害，采取加固和防范措施，对于确保京广线的安全运行具有重要意义。在本文中，我们介绍了路基防洪的一些方法和技巧。为了使文章更加易读和清晰，我们删除了一些明显有问题的段落，并对每段话进行了小幅度的改写。首先，我们介绍了迎水坡面帮土的方法。为了防止土或袋被流水冲走，我们建议在流失不大的浅水处使用这种方法。此外，我们还提到了在迎水坡脚打木桩的方法，这种方法需要使用粘土，并高出水面0.5米。其次，我们介绍了在背水坡脚设反滤层的方法。我们建议使用装炉碴或砂的草袋或麻袋作垫层，并在上面压片石或碎石作反滤层道。然后，我们介绍了抢堵涌水洞穴及小范围脱坡的方法。我们建议先分段挖除已滑动的松湿泥土，然后使用草袋以透水性强的砂土逐层排砌上来。如果脱坡范围较大，我们建议使用草袋装炉碴做垫层，并以砂土草袋回填脱坡。最后，我们介绍了抢堵漏洞的方法。我们建议让熟谙水性的人员或潜水员下水寻找漏洞的进水口，并用麻袋等堵塞漏洞口。如为大漏洞时，须将路堤挖开，分层回填夯实恢复原状。此外，我们还介绍了以围井抢护漏管的方法。总之，在路基防洪中，我们需要注意洪水来临前的检查