刍议铁路选线设计树立安全选线的设计理念

2012-02-15白孝勇

铁道标准设计 2012年7期

白孝勇

(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

1 安全已成为人类社会生存和发展的重大问题

回顾人类社会发展历史，安全问题伴随着人类社会发展的整个过程和每一个环节。对安全的认识在我国很早就出现。早在六七千年前，半坡氏族就知道在自己居住的村落周围开挖壕沟来抵御野兽的侵袭。“大禹治水”和“都江堰”工程更是我国劳动人民对付水患的伟大创举。公元132年，张衡发明的地动仪，为人类认识地震作出了可贵贡献。通过多年的生产实践，我国劳动人民积累了许多关于防灾减灾的知识与经验，总结提出了许多有现实意义和深远影响的安全术语，如“居安思危，有备无患”、“长治久安”、“防微杜渐”、“未雨绸缪”、“亡羊补牢”等［1］。

随着时间的推移，人们对安全的认识经历了从感性到理性的过程，安全概念的内涵和外延不断丰富和扩展。特别是工业革命以来，社会生产活动规模的日益增大和频率的增加，加之科技日益发达，人类社会进入了大规模生产的工业化、现代化、信息化时代，众多安全事故造成了巨大的人员伤亡和财产损失而引起广泛重视，越来越多的人关注和进行研究，于是应用系统论、信息论、控制论等学科的方法和原理研究人类生存、生产、生活领域安全问题的学科就产生和逐步形成了［1－2］。安全科学简言之就是研究有关天灾人祸的安全问题的学科。以国家安全为研究对象的国家安全学也相继产生［3－4］。安全问题在空间上的拓展，表现为跨域国界和地区，如全球生态环境恶化、气候变暖、国际反恐等。安全问题影响着人类社会的发展，已经关系到了人类的生存。

“安全第一”的理念最早由美国联合钢铁公司B·H·凯里董事长1906年提出，首次指出了安全与生产的关系［1］。他把公司经营方针由“质量第一、产量第二”改为“安全第一、质量第二、产量第三”，既保障了雇员的安全，又使质量、产量得到保证，企业由此取得了成功，并震动了美国的实业界。从此安全协会和安全方面的法规相继在发达国家和地区产生;“安全第一”的理念为世界许多国家和企业所接受。

新中国是周恩来总理首次提出“安全第一”。1957年10月5日，周恩来总理在民航局的一份报告上作出了“保证安全第一，改善服务工作，争取飞行正常”的重要批示。

我国党和政府历来高度重视安全生产事业，确定了“安全第一、预防为主”的安全生产方针［5］。党的十六大明确提出:“高度重视安全生产，保护国家财产和人民生命的安全”。近年来，国家加大了安全生产监管监察力度，相继在监管体制改革、法制建设、事故责任追究、深化专项整治，以及资金投入等方面采取了一系列重大举措。2002年6月《中华人民共和国安全生产法》［6］公布，国家成立了专门的安全监督部门，并要求社会各部门、单位应有专门安全监督部门和人员，建立了安全工程师、安全员上岗制度。我国还逐步建立了安全学科体系，在众多高校开展安全学科方面的教学和研究，政府部门、企业分别建立了安全方面的研究机构。

2 铁路选线设计贯彻“安全第一，预防为主”的方针意义重大

铁路运输业是一个特殊的物质生产部门，是发展国民经济、提高人民物质文化生活水平的重要基础设施，对国民经济发展举足轻重，关系着国防安全和民族团结与社会稳定。为此，新中国成立以来，历界党和国家领导对铁路建设和发展都很重视，作出了很多重要决策。

铁路诞生以来，国内外铁路均发生过重大人员伤亡事故［7］。铁路交通运输一旦出现安全事故，损失惨重，影响深远，这是由铁路在国民经济和社会发展中的特殊地位所决定的［8］。在铁路走向现代化的今天，铁路行车密度、速度、质量在逐步提高，安全显得尤为重要。因列车运行时的动量、动能随之加大，惯性随之增大，一旦运营中发生安全事故，后果不堪设想。为了加强铁路运输安全管理，保障铁路运输安全和畅通，保护人身安全、财产安全及其他合法权益，国家于2004年12月制定发布《铁路运输安全保护条例》［9］。确保铁路交通运输安全是铁路设计、建设、设备设施制造、运营管理等部门高度关注的课题。

铁路勘察设计如何提交安全“零缺陷”的设计产品非常重要。必须考虑铁路一旦建成运营后，能促进社会和经济发展，不会因铁路投入运营而对其他部门或单位带来不利影响，考虑在一定的大自然灾害面前能减灾防灾，把铁路建设和运营过程中不利安全的各类因素予以考虑，做出综合分析判断，采取相应应对措施，确保安全风险可控，保证运输安全，确保国民经济有序发展和社会和谐稳定。为此国家和铁路管理部门制定了大量法规和规定。

1986年3月《中华人民共和国矿产资源法》规定铁路两侧一定距离内未经批准不得开采矿产资源，以保证运营安全。规定建设铁路必须编制《压覆矿产资源报告》报批，判明线路是否经过矿区、采空区，进而采取相应对策，减少对矿产资源的压覆，落实禁采范围，绕避或防治采空确保铁路工程安全。

1997年12月《中华人民共和国防震减灾法》提出防御与减轻地震灾害，保护人民生命和财产安全，保障社会主义建设顺利进行，铁路建设工程必须进行地震安全性评价，并根据评价的结果确定抗震设防要求，进行抗震设防。同理，1999年3月《地质灾害防治管理办法》要求在项目选址阶段必须进行地质灾害危险性评估。可见国家对建设事业中防治或规避地质灾害的高度关切。

文献［6］规定建设项目安全设施的设计人、设计单位应当对安全设施设计负责，建设项目的安全设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用，安全设施投资应当纳入建设项目概算。

在铁路勘察设计文件编制内容方面，2007年10月，“铁建设〔2007〕152号”文［10］在“铁建设〔1999〕99号”文［11］基础上增加了防灾安全监控和安全施工等6篇内容。防灾安全监控需说明铁路沿线地形、地貌、地质、地震、气候情况，反映防灾安全监控系统的功能和总体构成，侧重于运营期间安全;安全施工一篇需分析影响沿线安全作业环境和安全施工因素，结合沿线情况和设计内容，提出安全施工的措施意见，侧重于施工安全。可以预期，今后的铁路勘察设计，除了隧道设计要进行风险评估外，桥梁、路基等设计也会列入风险评估范围，并全方位编制设计安全评估报告报审。

众所周知，勘察设计是铁路建设的源头，而选线设计工作是各专业开展勘察设计的源头，总体性较强，是铁路建设的基础性工作，地位尤其重要。铁路选线设计是一项涉及面广、政策性强的综合性工作，是认识自然的创造性劳动，要进行综合选线［11-12］。该种“综合”至今没有一种理念来统领。回顾我国铁路选线实践，贯彻国家方针政策，执行国家和行业有关规定，树立“安全第一，预防为主”的安全选线设计理念具有现实意义。

3 我国铁路选线设计理念发展的回顾

回顾我国铁路建设进程，在选线勘察设计思想上，先后提出了工程选线、经济选线、地质选线和环保选线等4种理念。

3.1 铁路选线首先是考虑经济问题，进行经济选线

审视1949年全国铁路示意图，铁路多集中于华北、东北和沿海地区，西南、西北地区地域虽然辽阔，铁路极其稀少，与当时选线的理念是密不可分的。旧中国的铁路大多是各国列强主持修建进行经济侵略、掠夺我国资源的工具，我国自主建设的铁路较少［13］。沿海地区经济、商业相对发达，运输便利，各列强国家多从东部海上入侵我国，加之铁轨和机车车辆等设备靠引进，运输难度大，因此铁路选线首先考虑到运输条件，唯选择水运方便的地方以便运料。东部沿海地区水运方便，铁路诞生的早，有了铁路后再扩展铁路就相对容易。可见，铁路选线首先考虑经济性，一是铁路修建为经济利益服务，二是从经济的角度出发考虑铁路的建设投入最少。

旧中国铁路数量偏少分布不均、标准低，设备简陋，管理分散，运营落后，因此安全性能较差。如法国修建的昆河线，有人形容为“蛇形的路，船型的车，英雄的司机，不怕死的旅客”;而关于宝天铁路有打油诗评论“宝天线瞎胡闹，不是塌方就是掉道，问站长何时通车?站长说:‘天知道’”［13］。

20世纪80年代我国铁路完善了经济选线理念。在铁路选线过程中，对国家经济发展方面的考虑，称谓“经济选线”［14］。网性经济选线，着重研究国民经济发展水平和各地区的经济联系，对铁路网布局具有重大影响。网性经济选线关系着经济是否健康可持续稳定发展，进而关系着国家安全。线性经济选线着重解决线路走向方案、接轨点及建设规模等重大原则问题，主要进行技术经济比较确定。

3.2 工程选线

贫穷落后的旧中国铁路建设，自然会考虑少花钱，多办事，以“省工，省时、省钱”为出发点，铁路选线以工程易于进行为原则。民国政府明确提出铁路选线在工程方面:定线应以抵抗至少(难度较小)为原则［16］。解放后国家百废待兴，经济要发展而财力、物力、人力有限，加之受施工技术能力的限制，对长隧道、高桥、新型路基挡护结构等缺乏经验，铁路选线多以工程选线为主，采用加大限制坡度、适当展线的办法，从而减少了工程量，加快了施工进度，满足了运输需要。因此，选线偏重于考虑地形，对地质、水文等复杂因素认识不足，也未引起足够重视，线路交付运营后，滑坡、坍方、路基冲刷等线路病害时有发生［17］。

3.3 地质选线设计理念的提出

20世纪60年代，随着西南铁路大规模建设的开始，山区铁路选线设计中开始重视水文、地质问题。20世纪70年代修建襄渝铁路，总结宝成、川黔、贵昆以及成昆线勘测设计工作，在处理深堑与短隧道、高路堤与栈桥、长隧道与短隧道群、沿河陡坡路基与跨河方案等方面进一步积累了宝贵经验。20世纪80年代铁路建设多以既有线改造加强为主，对山区铁路建设进行经验总结，提出了地质选线的设计理念。

我国是一个多山的国家，山区面积包括高原在内约占国土面积的59%，同时又是一个自然灾害多而且频发的国家。因历史欠账的原因，山区铁路建设仍将继续大幅度增加。回顾山区铁路建设的成功经验，那就是坚持并加强地质选线［16］。我国特殊地质和不良地质地区较多，往往控制线路走向，线路选择不当，建设期间会发生工程灾害，危及建设者的生命和财产安全，必须花费高昂代价治理才能保证铁路开通运营，运营期间仍必须继续治理。一旦受其他不利因素如持续大量降雨诱发滑坡、泥石流等灾害，铁路建筑物会遭受破坏，进而造成中断行车的严重后果。为此，选线时应深入进行调查研究，收集足够的有关气象、水文、地质和水文资料，查明特殊地质和不良地质地区的分布范围、类型、规模和严重程度及其发生、发展的原因和规律，根据具体情况，提出各种可能的绕避和通过方案，做到绕有依据，治有办法，保证铁路建成后畅通无阻，不留后患［12］。可见进行地质选线有安全方面的考虑。

3.4 环保选线理念的产生

20世纪以来，人口剧增、资源过度消耗、生态环境恶化等情况日益突出，成为全球性的重大问题，严重地阻碍了经济发展和人类生活质量的提高，环保意识就诞生于这种困惑与反思中。1989年12月《中华人民共和国环境保护法》颁布，1991年6月《中华人民共和国水土保持法》颁布，1995年6月铁道部颁布了《铁路建设项目环境影响评价管理办法》。由此，选线工作者和环保专家、学者提出了“环保选线”的设计理念。

“绿色铁路”以环境价值为尺度，运用各种绿色技术，在确保铁路运输安全、快捷、高效的条件下，不断减小铁路及配套设施对生态环境的负面影响，具有良好的经济效果和可持续发展能力［17］。“环保选线”是实现“绿色铁路”的前提，是生态环境保护、水土保持、地质灾害防治，以及铁路运营、维护中的各类污染控制治理等，最终是保护我们居住的地球安全，是落实科学发展观，构建社会主义和谐社会和建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。

4 在铁路建设新背景下树立安全选线的理念

4.1 已有选线设计理念的关系分析

各个时期提出的选线理念是与当时铁路建设背景和环境条件分不开的。经济选线和工程选线贯穿了整个铁路建设的全过程，地质选线是铁路在山区发展后的经验教训总结，环保选线是社会发展到当今人类面临严峻生存形势的选择。严格讲，工程选线属于经济选线的范畴，在确定沿线各类工程建筑物的分布，如车站，桥、隧、路的分布，是一个技术经济比选的过程。地质选线之减灾防灾又是环保选线要考虑的问题之一。4种选线理念相互间不可替代和覆盖，也不能反映铁路选线过程中要考虑的方方面面，如防洪、通航和文物保护等。因此铁路选线设计理念尚需完善。考察各理念的内涵，不难发现具有一个共同点，那就是安全方面的考虑，涵盖了保证个体安全到铁路系统安全至国家安全，甚至地球安全的内容。

4.2 在新形势下需树立安全选线设计理念

虽实际选线过程中，从线路平纵断面设计标准的制定和应用均有安全因素方面的考虑，但侧重考虑运营安全问题。回顾过去，面对当前铁路建设的全方位环境，展望未来，完善选线设计理念非常必要，而且可行。那就是坚持“安全第一，预防为主”的国家方针，树立“安全选线”的设计理念，以统筹铁路选线设计。

4.2.1 从安全在国家生存和发展中的重要性出发，树立铁路安全选线设计理念是国家利益的需要

没有安全，国家就不可能发展，也难以长久存在。所谓安全，一般指社会行为主体的国家没有或很少受到威胁的生存与发展状态。因此，安全是国家生存和发展的基本要求［4］。时值今日，国家安全的基本内容包括了国民安全、国土安全、经济安全、主权安全、政治安全、军事安全、文化安全、科技安全、生态安全、信息安全10 个方面［3］。

铁路运输在我国综合交通运输系统中起骨干作用，是国民经济的“先行官”。从国家安全层面看，铁路选线在传统经济选线基础上，应考虑国防、政治、经济等方面的需要，明确铁路在国民经济和社会发展与铁路网中的功能定位，并确保功能定位目标实现。因此，铁路选线应服从国家国防安全的需要;铁路布局应加强各民族地区间联系，促进少数民族地区经济发展，有利于各民族团结，促进社会和谐稳定;铁路选线应服从国家经济发展需要，与经济发展相协调，保障经济健康持续稳定增长;铁路选线要坚持并加强地质选线，进行环保选线，减少对生态环境的破坏影响。

4.2.2 树立“安全选线”设计理念是贯彻“安全第一，预防为主”国家方针政策等的需要

“安全第一，预防为主”是经过无数伤亡事故的血泪教训的总结。1990年以来，政府文件或权威文章都宣传:贯彻执行“安全第一、预防为主”的安全生产方针［8］。文献［5］表述为:安全生产管理坚持安全第一、预防为主的方针。自然“安全第一，预防为主”是我国铁路运输安全管理方针。铁路选线设计是勘察设计的源头，勘察设计是铁路建设的源头。铁路选线设计是铁路建设事业中的一项生产活动，对铁路建设过程中与运营期间的安全进行考虑，提交安全零缺陷设计产品，必须贯彻执行国家“安全第一，预防为主”的方针。

国家和行业的有关方针政策、法规和规范、规定，或多或少与铁路建设和运营过程中的安全休戚相关，与其他行业的发展和环境保护有关。铁路选线应贯彻执行国家和行业以及地方的有关标准、规范、规定、法规及其他强制性规定，依法合规进行设计，完成各类专项评估，办理完毕各类审批手续，确保建设的顺利进行和运营期间的安全。

4.2.3 树立“安全选线”设计理念是和谐处理自然环境与铁路建设和运输相互关系的需要

铁路运输系统是一个在时间、空间上分布很广的开放的动态系统，其安全影响因素错综复杂，涉及面广，但从系统论的原理出发，与安全有关的因素可以划分为4类:人、机、环境和管理［8］。虽然自然和社会环境因素不是铁路运输安全事故的主要原因，但一旦发生事故，影响较大，铁路选线必须引起注意。

对地形、地貌、地质、水文、气象等自然条件作详细调查研究，坚持并加强地质选线，进行环保选线，按减灾防灾原则，采用先进、科学、成熟的勘察技术手段进行综合勘察，查明不良气候条件、不良地质和特殊地质对铁路工程和运营安全的影响，进行技术经济比选确定建设方案，科学合理提出预防和治理措施，确保自然灾害可控，保证铁路在建设和运营期间的安全;同时减少对环境的破坏，保护好自然生态环境，实施可持续发展。

铁路选线尚应对沿线分布的文物古迹、风景名胜区、自然保护区、水源保护区、国家重点保护的野生动植物等进行详细调查，对其做好保护工作。保护文物就是保护文化，保护环境是保护我们的生存环境。

4.2.4 树立“安全选线”设计理念是和谐处理社会环境与铁路建设和运输关系的需要

就社会环境而言，铁路选线应对沿线的城市、学校、医院、工矿企业、水利、交通、农业以及其他部门的现状、规划进行详细调查，分析其对铁路运输需求影响的同时，考察铁路建设在时间、空间上与其他部门的相互影响，进行必要的会商，提出合理可行的铁路空间位置方案，确保各部门生产和发展顺利进行，并促进各部门的协调发展，把对社会环境的不利影响降至最低程度。如选线过程中应注意与城市规划的协调配合，远离人口密集的医院、学校等噪声敏感点;不能克服绕避的重大建筑物应予以搬迁或迁改，如民房、厂矿企业和通讯、电力和油气管线等;在与公(道)路近距离平行、交叉时，要考虑一定的安全和发展空间距离，并设置必要的安全防护设施;在与铁路交叉或近距离平行时，要考虑在建设过程中对既有铁路建筑设施的安全影响;在线路附近有机场时，要考虑机场在平面、净空、电磁环境方面的要求;需调查沿线军事设施的情况，分别作出绕避与否的选择;线路应远离沿线的易燃易爆危险品厂、站、库等，以免对铁路安全产生影响。

4.2.5 安全选线设计理念贯穿我国铁路建设事业全过程

就如安全问题伴随人类社会发展的每一个进程和环节一样，铁路建设与运输过程中，安全问题无处无时不在。在铁路选线设计过程中，选线工程师时时都有在安全上的考虑，只是此前安全问题尚不突出，而被其他紧要的问题掩盖，没有直接在文字上反映，也没有直接从安全角度去探讨选线问题［18-19］。实际上经济选线、地质选线、环保选线、工程选线均含有安全的因素，不过是安全的内涵有别而已。当从国家安全、环境安全等大安全观去思考问题，安全问题就显得尤为重要了。当用系统工程理论的原理来分析问题时，很容易想到铁路选线在安全上要考虑的方方面面，即考虑环境和铁路的相互影响。以当前对安全的科学认识，以安全观选线，涵盖了以前选线设计理念的内容，尚包含了以前各种选线理念所不能包含的问题。国家是要不断发展的，我国铁路建设在今后很长一段时间内仍将继续进行，安全选线设计理念应当贯穿铁路建设全过程。

5 安全选线理念的概念

综上分析，安全选线的概念为:按“安全第一，预防为主”的方针，根据国家政治、国防、经济社会发展需要，通过对自然环境、社会环境的详细勘察，研究分析其对铁路建设、运营的要求和相互影响，采用科学、合理、成熟的技术，充分应用成熟、低碳、环保、节能的新材料、新产品、新工艺，安全、可靠、经济合理地综合确定铁路线路的空间位置，把铁路建设和运营对自然、社会环境间的不利影响降至最低程度，确保国家安全、社会的稳定、经济的健康持续发展，确保铁路建设的顺利进行和运输畅通，保护人民的生命财产安全，构建社会主义和谐社会和建设资源节约型、环境友好型铁路，实现可持续发展。

［1］张景林.安全学［M］.北京:化学工业出版社，2009.

［2］金龙哲，杨继星.安全学原理［M］.北京:冶金工业出版社，2010.

［3］刘跃进.国家安全学［M］.北京:中国政法大学出版社，2004.

［4］沈伟烈，陆俊元.中国国家安全地理［M］.北京:时事出版社，2001.

［5］国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监督局.国家安全生产科技发展规划［Z］.北京:2003.

［6］中华人民共和国主席令第70号，中华人民共和国安全生产法［S］.

［7］中国铁道学会安全委员会.百年铁路安全大事记［M］.上海:上海交通大学出版社，2009.

［8］秦进.铁路运输安全管理［M］.长沙:中南大学出版社，2011.

［9］国务院令第430号，铁路运输安全保护条例［S］.

［10］中华人民共和国铁道部.铁建设［2007］152号铁路基本建设项目预可行性研究、可行性研究和设计文件编制办法［S］.北京:中国铁道出版社，2007.

［11］易思蓉.铁路选线设计［M］.成都:西南交通大学出版社，2001.

［12］铁道部第一勘测设计院.铁路工程设计技术手册(线路)［M］.北京:中国铁道出版社，1999.