汶川地震對鐵路的影響及對策學術研討會專家意見

1、xx地震對鐵路的影響及對策學術研討會專家意見2008年8月27日至28日，由中國鐵道學會主持的 汶JI地震對鐵路的影響及對策學術研討會”在成都召開。在本次學術研討會 上，主題發(fā)言7人次，交流論文55篇，中鐵二院在會上還展示了新研發(fā)的橋梁 減隔震支座產(chǎn)品。與會代表發(fā)言或交流論文，涉及的主要內(nèi)容如下表：汶川地震成因機理2篇，高烈度地震山區(qū)鐵路綜合選線 10篇，汶川地震對 路基工程影響與對策8篇，汶川地震對橋梁工10篇，汶川地震對隧道工程影響 與對策3篇，程影響與對策汶JI地震對建筑工程影響與對策篇 3,地震次生地質(zhì)災害問題與對策15 篇，9橋梁支座及減隔震、阻尼器支座 8篇，工程搶險救災及應急管理

2、 5篇。從會議主題發(fā)言以及大家的相互交流看，受到大家普遍關注的問題包括以 下5個方面：(1)地震誘發(fā)的次生地質(zhì)災害問題及防治對策；(2)基于預防地震次生地質(zhì)災害的高烈度山區(qū)鐵路綜合地質(zhì)選線；(3)橋梁、隧道、路基工程地震災害防治對策，其中路基斜坡、邊坡和橋 梁支座損壞較普遍，需加強路基設防工程和橋梁減隔震支座的研究；(4)工程應急搶險與鐵路運輸應急管理系統(tǒng)；(5)汶川地震實際烈度遠高于我國頒布的地區(qū)設防烈度，高烈度地區(qū)工程 損毀嚴重，需研究提高設防標準。(6)加強鐵路地震災害預警預報。會議分地質(zhì)路基及選線、工程抗震、應急搶險三個組進行了交流，對汶川 地震對鐵路的影響、需要進一步研究的問題、進一

3、步開展工作的建議等進行了 充分的討論，形成以下意見：一、汶川地震主要地質(zhì)災害的表現(xiàn)及對鐵路工程的影響1 .汶川地震發(fā)生后，有關單位對地震區(qū)及附近的13條鐵路和6條公路的受災情況進行了調(diào)查。其中受災最嚴重的廣岳支線鐵路永興至岳家山段，映秀 至耿達公路和213國道，都位于龍門山高山峽谷區(qū)，穿越發(fā)震主斷裂帶，3條道路工程都遭遇到嚴重破壞，為研究活動性斷裂帶破裂發(fā)震時的強大破壞力及特 征，提供了非常典型的工程實例，也表明道路工程選線和設計，必須高度重視 活動性斷層的問題。2 .紫坪鋪水利樞紐重載公路，處于汶川地震兩條發(fā)震主斷層之間。由于公 路設計合理，采用了多種新型支擋結構，按 7度抗震標準設防，汶川

4、地震匯中 未發(fā)生大規(guī)模災害，路基及結構物大部分完好，成為災害初期通往重災區(qū)的唯 一陸上通道。這項工程取得的防震效果和經(jīng)驗可供借鑒。3 .寶成鐵路廣漢至廣元長280km地段位于四川盆地北部邊緣與龍門山交界 處。陡坡地段危巖落石和填方地段的路堤下沉是震害的主要表現(xiàn)，均屬于因 地震波傳播而發(fā)生的次生災害，總體看不是很嚴重。值得注意的是滑坡和泥石 流災害可能有滯后性及震動引起路堤下沉對高時速鐵路的影響。4 .寶成鐵路109隧道與棚洞相連，汶川地震時發(fā)生總體多達 12萬立方米 的，將棚洞砸毀、掩埋，且堵江成湖，主要是該地段發(fā)育一區(qū)域性大斷裂，巖 體破碎，臨河坡陡，山坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在地震作用下形成大規(guī)

5、模次生災 害，如果線路向山里靠的較長隧道通過，這一災害可避免。5 .通過對強震區(qū)及附近地區(qū) 330座鐵路隧道和6座公路隧道的調(diào)查，總體 看隧道遭受的地震災害輕微，地震損害主要為洞門和洞口段破損及洞外、洞頂 上方崩塌落石，僅少量隧道洞身局部出現(xiàn)開裂、掉塊等現(xiàn)象，表明地下工程遭 受地震破壞的程度，遠低于地面工程。這一現(xiàn)象對今后設計山區(qū)鐵路，特別高 標準快速鐵路有重要意義。二、關于強地震帶山區(qū)鐵路選線技術原則的建議現(xiàn)行的鐵路工程地質(zhì)規(guī)范，明確提出了線路應繞避全新活動斷裂或在斷裂 較窄處以大交角通過，重點工程必須置于 安全島”內(nèi)和繞避不良地質(zhì)地段的三 大地質(zhì)選線原則，汶川地震的發(fā)生再次證明了實施這些原

6、則的必要性，同時也 進一步豐富了地質(zhì)選線的內(nèi)容。建議進一步明確如下強地震山區(qū)的選線原則：1 .線形總體設計方案以隧道工程為主，控制橋高和路基填方及切坡高度， 靠山側寧里勿外，不設旁山短隧道群，減少展線，預留限坡調(diào)整余地，最大限 度地減輕地震次生災害的危害和創(chuàng)造搶修條件。2 .隧道早進晚出，確保在山坡穩(wěn)定部位設置洞口，并綜合考慮地形和巖土 的地震動放大作用，合理定位和設防。3 .線路盡量以簡單工程通過全新活動斷層，避免以高路堤、深路塹、陡坡 路基和高橋通過，如以長隧道穿越全新活動斷層，選擇最窄部位大角度通過， 具體位置不宜距洞口過遠，順坡排水，埋深不宜過大，結合隧道救援方案合理 確定穿越位置，并

7、根據(jù)斷層活動速率的百年預測值，采取擴大隧道直徑、預留 變形縫和加強結構強度等措施，應對斷層發(fā)展可能產(chǎn)生的位移變形，給搶修創(chuàng) 造條件。4 .明確要調(diào)查潛在的、滯后發(fā)生的滑坡、崩塌、泥石流等地表次生災害， 對線路方案的影響。5 .隧道出口、路基高程應高出可能出現(xiàn)的堰塞湖水面最大高程，避免被淹 沒。6 .擬新建的蘭渝鐵路穿越龍門山斷裂帶北端，如何評價其地震危險性是個 復雜問題，應有地震部門參與研究，進一步優(yōu)化線路通過方案。7 .規(guī)劃建設的成都至九寨溝鐵路及川青、川藏鐵路 ，通過多條強地震帶和全 心活動斷裂，歷史上發(fā)生多次強震，地質(zhì)選線的任務十分艱巨，應及早啟動以 區(qū)域地質(zhì)、地震地質(zhì)工作為主的前期鐵路

8、選線工作。特別針對龍門山和岷江河 谷地區(qū)如何修建高標準快速鐵路工程的問題，已擺在面前，應充分結合汶川震 后調(diào)查進行深入論證。三、關于路基工程抗震技術和研究新課題的建議1、汶川地震災害調(diào)查表明，采用錨桿、錨索等柔性支護結構加固路基工 程，抗震性能良好；重力或擋墻等剛性結構，遭破壞的程度嚴重。應認真總結 地震災區(qū)的經(jīng)驗教訓，在防震加固措施中，注意大力推廣輕型柔性支護結構或 剛柔結合的支護結構。1 、，針對場地形地質(zhì)條件，應合理提高設防標準。如在線路通過活動性斷 層破碎帶及可能有明顯地震動放大作用的部分，應單獨研究抗震措施。2 、以汶川地震為主要研究對象，全面、系統(tǒng)地開展鐵路應對地震誘發(fā)次生 地質(zhì)災

9、害的研究，包括災害分類、分布、形成機理、工程損壞評估及長遠效應 預測，并提出防治對策和標準。4 .開展山區(qū)地震波傳輸特性及對線路工程作用效應的研究，根據(jù)汶川地震資 料，建立半經(jīng)驗性預測模型，研究地震災害與地質(zhì)災害發(fā)生發(fā)展的關系，為線 路方案比選及建筑物選型，提供減輕地震災害的理論根據(jù)。5 .重視汶川地震對進一步完善和推動鐵路抗震規(guī)范發(fā)展的作用。根據(jù)地震現(xiàn) 場支擋防護工程的實際驗算，引入動力計算方法的靜力法對比，促進提高評價 方法的精確性和綜合性，在規(guī)范中進一步明確各類新型支護結構的抗震計算原 則和方法。6 .對全國處于強地震區(qū)的既有鐵路地震次生地質(zhì)災害的安全危險性進行評 價，提出防治規(guī)劃。7

10、.鐵路路網(wǎng)規(guī)劃工作，應結合中國西部山區(qū)強地震帶的分布和特征，在在考 慮運量因素的同時，還要考慮救援通道所具有的生命線意義，將鐵路工程的抗 震設防標準與鐵路搶險保通措施相結合，與多種運輸方式組成有，提高了汶川 地震認識，四、對未來鐵路橋梁、隧道和房屋工程建設的展望和建議1 .對未來鐵路橋梁抗震能力提高的展望和建議對未來鐵路橋梁抗震能力的提高，要根據(jù)鐵路橋梁的特點，從鐵路橋梁的 抗震概念設計、抗震計算設計、抗震構造設計等三個方面出發(fā)，在不同設計階 段采取不同的設計理念。(1)在工可研究階段強化抗震概念設計，選擇合理的橋位和橋型鐵路橋梁工程可行性研究階段，主要是解決橋位問題，同時也要考慮橋型 問題。

11、從汶川大地震的橋梁震害，我們得到如下的啟示和建議：在工可階段應強化抗震概念設計鐵路橋梁的抗震概念設計包括正確的橋位場地選擇、合理的結構選型和布 置、恰當?shù)慕Y構體系的采用。橋位場地的選擇要基于橋址處場地的地質(zhì)和地形條件，高山峽谷地區(qū)的橋梁要注意大地震 后的次生災害山體的滑坡、崩塌和泥石流；基礎應建在巖石或堅硬的沖積層 上。 合理的結構選型和布置由于彎坡橋梁使地震反應復雜化，橋軸線盡可能設計成直線；簡支梁容易 落梁，橋面應是連續(xù)的，盡可能少用伸縮縫；橋跨應盡量布置成小跨徑；橋臺 和橋墩應與橋軸線垂直。隨著西部鐵路建設的全面展開，新線建設中大跨度鋼拱橋和鋼管混凝土拱 橋，應對拱橋的抗震設防引起足夠的

12、重視，但在編制2006年震規(guī)中，取消了對拱橋的抗震設計規(guī)定。建議在下次震規(guī)修訂中，開展對拱橋的抗震試 驗研究，增加對拱橋抗震設防的規(guī)定。恰當?shù)慕Y構體系的采用結構體系的合理與否，直接關系到結構各部位的地震作用大小，理想的橋 梁結構應是越簡單和越規(guī)則越好，傳力途徑要短，受力要簡明。(2)在初步設計階段強化抗震計算設計，確定合適的設防標準和驗算準則鐵路橋梁初步設計階段，主要是解決橋型方案問題，從汶川大地震的橋梁 震害，我們得到如下的啟示和建議：鐵路橋梁的抗震設計要確定合適的抗震設防標準鐵路橋梁抗震設防標準 是衡量結構抗震設防要求高低的尺度，直接關系到橋梁結構的安全度和工程造 價的大小，根據(jù)汶川大地震

13、橋梁震害情況，建議對鐵路大橋主橋的抗震設防標 準適當提高，具體如下：鐵路xx主橋的抗震設防地震的概率水平：xx為100年超越概率63.2%,中震為100年超越概率10%,大震為100年超越概率3%;鐵路大 橋引橋的抗震設防地震的概率水平：xx為50年超越概率63.2%,中震為50年超越概率10%,大震為50年超越概率2%,鐵路橋梁的抗震設計要確定恰當?shù)目拐痱炈銣蕜t 地震的不確定性，導 致橋梁結構抗震計算的失真地震運動是由震源 一傳播介質(zhì)體一場地地質(zhì)體一系 列變化多端的因素綜合形成的，它是極為復雜的和不確定的模糊事件，橋梁結 構的抗震計算嚴格來說是近似仿真計算，與抗震概念設計和抗震構造設計相比

14、較，后者更顯重要。重視橋墩及其基礎的延性設計。(3)在施工圖設計階段強化抗震構造設計，重視抗震構造措施和構造細節(jié)鐵路橋梁施工圖設計階段，主要是解決各構件的結構計算和結構設計詳圖 問題。從汶川大地震的橋梁震害，我們得到如下的啟示和建議：xx設計階段的抗震設防：上部結構要加強防落梁措施，可以采用加大擋塊厚度，且在擋塊與梁體之 間設緩沖橡膠墊塊。擋塊的厚度的設計，必須保證其抗剪強度。必須保證其抗剪強度與墩身強 度相匹配，按 小震、中震不壞，大震必壞”的設計原則確定其尺寸。注意連 續(xù)梁橋高度不同的橋墩，地震反應也不同。矮墩的地震響應(剪力)比高墩大很多，因此要重視一聯(lián)中矮墩的設計，必要時采取隔震技術，

15、以減小矮墩的地 震響應。加強橋墩及樁基礎箍筋的設計：采用二級鋼筋、在可能出現(xiàn)塑性錢的區(qū)域?qū)拷罘謪^(qū)段加密。重視橋梁剛度突變處的構造設計：如系梁：系梁在抗震中起很大作用。(5)重視高速鐵路預警系統(tǒng)的建設高速鐵路橋梁震害預測可以為高速鐵路列車運營系統(tǒng)的可靠性分析、損失 評估以及橋梁加固和地震應急決策提供必要的依據(jù)，是生命線工程防震減災重 要的基礎性工作之一。地震反應監(jiān)控系統(tǒng)是確保列車運營安全的重要保證，其 技術成熟、系統(tǒng)可靠，具有廣泛地適應性和推廣應用價值。(6)減隔震”技術的應用要加強用微隔震”設計理念代替?zhèn)鹘y(tǒng)的抗震”思想，這對有效提高鐵路橋梁的抗震 性能，減小橋梁的損傷程度無疑是有效的，但鐵路

16、橋梁不同于公路橋梁，如何 處理滿足結構的抗震性能和橫向剛度這一對矛盾就成為減隔震技術在鐵路橋梁 能否廣泛應用的關鍵所在。2.對未來鐵路隧道抗震能力提高的展望和建議汶川大地震造成多座隧道破壞，隧道的震害主要是洞門、洞口段、穿越斷 層和破碎帶的洞身以及淺埋隧道、明洞、棚洞的震害。在埋深較大的穩(wěn)定巖層 中隧道洞身很少出現(xiàn)震害?？偟膩碚f隧道的震害，無論從數(shù)量，還是從破壞程度都較橋梁的輕。因 此，未來新建隧道的抗震設計應從鐵路隧道的結構特點出發(fā)，從抗震概念設 計、抗震計算設計、抗震構造設計等三個方面著手，在不同設計階段采取不同 的設計理念。(1)在工可研究階段強化抗震概念設計，選擇合理的隧道位置及結構選

17、型 和布置。鐵路隧道工程可行性研究階段，主要是解決隧道位置。從汶川大地震的隧 道震害，我們得到如下的啟示和建議：在工可階段應強化抗震概念設計，應從隧道位置的選擇、合理的結構選型 和布置上進行。在隧道洞口位置選擇時，應對現(xiàn)場進行充分調(diào)查，考慮地震烈度、地形和 地質(zhì)條件，特別是地形陡峭的不良地質(zhì)對隧道的影響，把早進洞晚出洞”的設計原則確實落到實處，線路避開落石集中和崩塌山地。(2)在初步設計階段進行的抗震計算設計，要準確運用地震安全性評價的 結果隧道工程場地地震安全性評價工作所給出的地震動參數(shù)應是地震動峰值速 度或變形，這是由于隧道結構埋于地下，與土壤全面接觸，其地震動參數(shù)與房 屋結構和橋梁結構的

18、抗震能力決定于慣性力是完全不同的，其抗震能力決定于 其變形能力，故其地震動參數(shù)則應是地震動峰值速度或變形。(3)在施工圖設計階段強化抗震構造設計，重視抗震構造措施和構造細節(jié)要根據(jù)鐵路隧道的特點，加強隧道洞門和明洞、棚洞的抗震構造措施。3.對未來鐵路房屋抗震能力提高的展望和建議有鑒于鐵路房屋的特殊性及技術特點，對鐵路房屋抗震減災有幾點思考：(1)鑒于鐵路在國民經(jīng)濟中的重要性，為保證鐵路運輸生產(chǎn)暢通，應適當 提高鐵路運輸生產(chǎn)房屋的抗震設防等級，特別是那些直接為運輸提供保障的運 轉、信號、通訊和供電用房，比如中型的鐵路客運站，應比當?shù)卦O防標準提高 一度設防。(2)在建筑方案設計中增強抗震概念設計的理念，合理選擇建筑場地和對 抗震有利的建筑平面、立面和豎向剖面。(3)根據(jù)建筑的抗震設防類別、抗震設防烈度、場地條件、建筑高度及結 構材料等因素，綜合選擇結構體系，滿足結構的安全性、經(jīng)濟性、合理性要 求。(4)在非常規(guī)結構設