大地震应急处置中公路交通管制策略初探
时间：2023-04-22 17:15:05 来源：千叶帆 本文已影响人
宋立军 梁志远 唐丽华 谭明
公路运输是我国交通运输的主要方式，近年来，随着国道、省道、县乡道路不断延伸、成网，极大地方便了公众出行和货物运输。随着社会车辆保有量的迅速增长，道路拥堵已经成为城市的常态化现象，如何解决道路拥堵和提高公路通行效率，是我国公路交通发展必须面对的现实问题。当这个问题与破坏性地震叠加后，往往成为抗震救灾工作的瓶颈。地震后，灾区的公路系统担负着抗震救灾“生命线”的重要作用，地震特别是大地震对于公路交通的破坏，一方面是强地震动、地基失效和地震地质灾害引起的道路破坏造成交通的暂时中断，另一方面是大量抢险救援车辆（政府、社会组织、民间团体、志愿者队伍、公众个人）短时间向灾区聚集造成堵塞，导致的救援行动迟滞。在我国尚未开放低空领域，空中救援还处于初级阶段的背景下，面对地震形势依然严峻的情况，思考地震应急处置中公路交通管制方法及对策是应对大地震灾害的必然要求和必要准备。
（一）汶川8.0级地震
2008年5月12日，四川汶川发生8.0级地震，极震区烈度达到Ⅺ度，涉及北川、汶川、都江堰、绵竹、什邡、青川、彭州等县市。Ⅵ度以上的灾区总面积达44.04万km2，其中Ⅶ度区面积达8.45万km2，Ⅷ度区面积达2.78万km2，Ⅸ度及以上区面积达1.33万km2，该区域随处可见滑坡和崩塌、大规模断层错动以及强地震动，对交通系统造成了毁灭性打击，严重阻碍了震后应急救援，如国道213线都江堰—汶川—茂县段，公路里程134千米，由于强烈地震动导致该路段35座公路桥梁毁坏，大型崩塌、滑坡334处，平均每千米有2.5处，体积达15.08万立方米，造成在建高速和国道、省道中断，短时间内无法抢通，救援队伍和大量救援物资是通过绕道（成都—雅安—小金—马尔康—理县）到达汶川县城，公路里程达700多千米，而且进入马尔康、理县、汶川境内还有59千米受损路段和13座受损桥梁。根据交通部门统计，汶川地震共造成24条高速公路受到影响，161条国道、省道受损，8618条乡村公路受损，6140座桥梁受损，156条隧道受损，其中道路受阻、桥梁损毁现象最为严重（图1）。据统计，重灾区县、省级以上公路恢复时间为15天左右，而灾区乡镇公路恢复时间超过3个月。由于道路桥梁等关键节点的毁坏，其重建时间会更长。
图1 汶川地震，小鱼洞大桥垮塌
（二）芦山7.0级地震
2013年4月20日，四川芦山发生7.0级地震，极震区烈度达到Ⅸ度，省道210线灵关镇通往宝兴县的17千米道路两端均因塌方中断，天全县老场乡至宝兴县大溪乡道路因山石塌方中断。Ⅵ度及以上总面积为1.87万km2，其中Ⅶ度区面积达4029 km2，Ⅷ度区面积达1418 km2（图2）。四川省抗震救灾指挥部要求有关部门及时对进入灾区的道路进行管制，并于4月21日通告了灾区交通道路情况。畅通路段为：成雅高速、雅西高速、成温邛高速、邛名高速，管制路段为：国道318线多营至芦山，救灾车辆须经救灾指挥部许可后通行；
拥堵路段为县道荥经至天全（荥天路）道路供社会车辆通行，车流量较大。据悉，该路段由于要穿越山区，双向单车道较狭窄，一些大型机械车辆在转弯处难以通过，因而造成了道路的堵塞。
图2 芦山地震，多处滑坡滚石堵塞通往双石镇的公路
中断路段恢复情况：震后当天，通往震中芦山县的三条救援通道抢通；
震后次日，通往地震重灾区宝兴县的南北两条救援通道打通，重灾区所有乡镇道路全部抢通；
震后第三天，除芦山县太平镇、大川镇外，地震重灾区所有乡镇形成环线通道，每个乡镇均有两条以上救援通道；
震后第四天，地震重灾区芦山、宝兴两县96个村庄，有93个村庄打通对外通道。4月26日开始，四川芦山地震的道路抢通工作基本完成，交通救援从抢通转向保通阶段。
（三）九寨沟7.0级地震
2017年8月9日，四川九寨沟发生7.0级地震，极震区烈度达到Ⅸ度，损毁严重的国道213线石大关旧关楼处、国道544线川主寺至九寨沟段有多处危险路段。Ⅵ度及以上区总面积为1.83万平方千米，其中Ⅶ度区面积达3372 km2，Ⅷ度区面积达778 km2。地震发生当天，四川省相关部门通告实施多条线路交通管制，对九黄环线实行全线交通管制，只允许政府救援车辆进入灾区，其他社会车辆一律不得进入。对国道213线甘南入川方向、国道212线陇南入川方向车辆进行劝返。对成绵高速、成绵复线高速(成都往绵阳方向)实行交通管制，请车辆绕行。同时对国道75线兰海高速广甘段就近分流货车。截至8月13日13时，因灾阻断公路已全部抢通并全力保通，灾区对外通道保持畅通。
（四）小结
进入21世纪以来，中国西部发生了一系列强震，其中2014年云南鲁甸6.5级地震，位于Ⅸ度区的龙头山镇乡镇公路由于地震引发的滑坡、堰塞湖和各种应急救援队伍和装备的短时间、大流量进入，一度造成交通瘫痪，公路通行一度实行军管，每日派发通行证。2021年5月22日青海玛多7.4级地震，极震区烈度达到Ⅹ度，共和至玉树高速公路G0613从震中穿过，位于Ⅹ度区的野马滩大桥落梁（上行线17跨、下行线17跨）和野马滩2桥落梁（下行线7跨），造成高速公路交通中断。2022年1月8日青海门源6.9级地震，极震区烈度达Ⅸ度，冷龙岭断裂最大同震左旋位错达2.77m，导致兰新高铁浩门至张掖山丹军马场区间隧道群局部塌方，该区间大梁隧道、祁连山隧道、硫磺沟大桥等受到破坏，导致该区段行车中断。2022年9月5日四川泸定6.8级地震，极震区烈度达Ⅸ度，有关部门对泸定和石棉震灾区抢险救援道路实施了交通管制，设置了多处分流点，震区地形复杂，山高谷深，强震动加地震地质灾害造成各级公路交通218处阻断点，除省道211线郑家坪至联合村隧道段的应急通道历时24天抢通外，其余道路均在数小时至9天内临时恢复通行（图3）。
图3 泸定地震，磨西镇通往海螺沟景区的道路被山体滑坡阻断
按照《中国地震烈度表》《生命线工程破坏等级划分》等国家标准，综合多次破坏性地震对公路的破坏情况，通常在地震烈度Ⅵ度区道路主要震害是个别路面出现开裂，山区极个别处出现微小的崩塌和小块滚石，交通基本不受影响，可正常通行；
在地震烈度Ⅶ度区道路主要震害是一些路面会出现开裂、隆起，山区个别处会有小的崩塌和中块滚石，交通基本不受影响，可能造成一定的行车障碍，一般1～2小时处理可正常通行；
在地震烈度Ⅷ度区公路路基表面震害明显，部分道路路面会出现较大开裂、隆起，桥梁（连续梁和简支梁）墩柱和挡块等会有部分开裂，山区多处会有小型滑坡和中型崩塌以及大块滚石阻挡路面，个别路段交通受到影响，车辆短时间通行中断，一般6～12小时处理可抢通保通；
在地震烈度Ⅸ度区公路震害已经较为明显，许多道路路面会出现开裂及路基拱起，个别桥体出现单侧落梁、支座脱落、桥台损伤、挡块掉落、墩柱开裂、主梁位移、伸缩缝碰撞等震害，山区普遍有中型的滑坡、崩塌以及巨块滚石阻挡路面，多条路段交通受到影响，车辆通行中断，一般1～10天处理可抢通保通；
在地震烈度Ⅹ度及以上区公路震害已经相当严重，大量道路路面会出现开裂及路基沉降，一些桥体出现双侧落梁、桥台搭板拱起、主梁位移、伸缩缝破坏、墩柱及挡块损伤、支座破坏等，山区普遍有大型的滑坡、崩塌以及巨块滚石阻挡路面，多数路段交通受到影响，车辆通行中断，一般15天至3个月处理可抢通保通。以上还未涉及公路隧道和因同震断裂造成公路桥梁破坏的情况。另外，在低温冰雪雨雾恶劣天气下，会相应加剧路面破坏影响，并延长抢通保通时间。
图4 汶川地震，通往北川的国道被滑坡体阻断
根据《地震灾情应急评估》国家标准，按照灾区内行政区划统计单元内人口、经济和自然环境受地震破坏所造成的灾害综合影响指标（主要考虑人员伤亡、房屋建筑破坏、直接经济损失和地震地质灾害四类因素），将一次地震灾害区域内地震灾害的轻重程度，以县级行政区为统计单元由重至轻划分为4级，即极重灾区、严重灾区、较重灾区和一般灾区，可分别对应主体位于Ⅸ度及以上高地震烈度区域、Ⅷ度地震烈度区域、Ⅶ度地震烈度区域和Ⅵ度地震烈度区域的县级行政区。
据有关学者统计，当震源深度较浅时（5～9千米），6.5级左右地震震中烈度将达到Ⅸ度；
7.3级左右地震震中烈度将达到Ⅹ度；
7.8级以上地震震中烈度将达到或超过Ⅺ度；
表1给出了地震烈度等震线长短轴半径与震级的经验统计关系。当一次地震事件的震中区烈度达到或超过Ⅸ度，道路破坏在严重灾区和极重灾区比较严重，主要是强地震动和地震地质灾害造成的直接破坏，其抢通速度受到环境、作业面、施工难度等多方面的影响，部分在短时间内无法抢通；
道路拥堵主要集中在外围的较重灾区、一般灾区和受影响区，甚至发生在没有受到地震波及的通往灾区必经的高速公路、国道、省道上。提高各级公路通达能力来保障抗震救灾的效率的关键是如何进行有效的交通管制。
表1 地震烈度等震线长短轴半径与震级的经验统计关系（单位：千米）
总结近年来多次地震应急处置中公路交通疏导方面的经验教训，结合不同震级地震破坏影响等级，结合不同灾区交通设施密度、人口密度，从处置大地震灾害的情况考虑，应该以震中为中心按照一定的距离范围划定影响区域、一般灾区和较重以上灾区三个区域，分别作为交通缓冲区、交通疏导区和交通管制区。在缓冲区通往灾区道路的各个路口（服务站）建立抗震救灾服务站，作为进出人员、物资的集散地，提前控制车流和人流进入灾区；
在疏导区，要根据灾区道路通行状况和救援重点安排大中小型救援车辆和人员从不同路况条件的道路有序推进；
在管制区对各种车辆进行交通管制，统一对抢险救援车辆发放“通行证”，及时调整和公告道路通行方式和能力。综合考虑震区地形地貌、经济发展水平，结合历次破坏性地震震级和烈度长短轴的统计数据，我们尝试将不同震级地震对应三个区域半径范围进行总结见表2。以芦山7.0级地震为例，我们可以设定半径为150千米缓冲区、100千米疏导区和50千米的管制区。
表2 地震震级与设定三个区域半径建议值（单位：千米）
针对道路交通临时管制措施的制定，需要考虑以下几个方面：
一是做好顶层设计工作。在大地震应急处置中做好公路交通疏导方面工作，要用“疏”而不是“堵”，最好的办法是有组织和守规范。要从制度、规范等方面开展顶层设计，诸如法律法规层面、制度保障层面、空中立体交通发展、公众减灾意识提高、基础设施抗震能力等。不断强化组织保障，建立健全公路交通管制应急预案，加强部门协同，细化行动方案，强化日常演练，将功夫下在平时的基础性工作上，才能实现处置突发事件的有力、有效、有序。
二是强化基础信息梳理。不同区域地震灾害特征显著不同，这与本地区建筑工程抗震设防、地形地貌、岩土构成等关系密切，因此强化基础信息梳理，才能在突发地震事件时科学实施公路交通管制措施。一方面要实际掌握本地区高速、国道、省道沿线路口或服务区等现状，以确定其是否具备作为缓冲区、疏导区和管制区卡点基本条件，如停车场、物资转运场地、可用的抗震、避雨雪建筑物、供水供电排水等基本条件。另一方面是用历史地震的烈度图或统计的烈度衰减模型，进行设定地震图上作业，检验是否在一定区域内有适合作为缓冲区、疏导区和管制区的卡点，梳理卡点基础设施条件是否完备；
若有多个备选卡点可按照基本条件优劣排序，若无则要考虑后期道路建设有目的地设置或增加服务区等。
三是建立信息共享机制。在大地震灾害面前，各级政府和各部门的信息共享十分重要，如何将林林总总的信息进行汇聚和分发，在应急处置中非常关键，主流媒体和交通电台在近年来灾害应急处置中发挥了枢纽作用。现阶段应急管理部门是处置突发事件的主体，要建立统一的和具有快速汇集、分析、辅助决策和自动分享的应急指挥技术平台，进一步完善信息的实时获取和可视化，不断提高各行业的指挥决策能力。细化信息联动，如地震部门可快速给出ShakeMap图，并通过地震应急基础数据库和计算模型，迅速给出地震灾害区域等级评估结果，这些信息可以作为制定初期交通管制措施的参考,并根据实际震害信息及时调整。
四是强化应急准备，健全高速公路服务站或交通卡点等应急场所配置。一方面，我国南北方气候差异较大，低温冰雪天气叠加地震灾害，会产生灾害放大作用，除雪、除冰等保畅通设备配置是否科学，将直接影响公路交通管制策略和抗震救灾成效。另一方面，我国地形地貌复杂多样，要因地制宜配置符合当地特色的保通抢修设备，如在特定区域配备可快速替代的浮桥设备、相应工程机械设备等。此外，我国各地经济水平不一，在现行交通管理体制下，国道、省道由省级政府管理维护，县道、乡道由当地政府管理维护，政府投资渠道不同，资源配置分布不均。因地震灾害以区域分布呈现，故交通卡点等应急场所配置应当遵循自然灾害处置属地管理原则，统筹利用多方资源，科学合理配置保畅通设备、应急救援物资及相应基础设施，专管专用专维护，确保突发事件发生后能够快速反应、高效管用。
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