汶川地震對(duì)鐵路的影響及對(duì)策學(xué)術(shù)研討會(huì)專家意見(jiàn)_第1頁(yè)
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1、xx地震對(duì)鐵路的影響及對(duì)策學(xué)術(shù)研討會(huì)專家意見(jiàn)2008年8月27日至28日,由中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)主持的 汶JI地震對(duì)鐵路的影響及對(duì)策學(xué)術(shù)研討會(huì)”在成都召開。在本次學(xué)術(shù)研討會(huì) 上,主題發(fā)言7人次,交流論文55篇,中鐵二院在會(huì)上還展示了新研發(fā)的橋梁 減隔震支座產(chǎn)品。與會(huì)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(jī)理2篇,高烈度地震山區(qū)鐵路綜合選線 10篇,汶川地震對(duì) 路基工程影響與對(duì)策8篇,汶川地震對(duì)橋梁工10篇,汶川地震對(duì)隧道工程影響 與對(duì)策3篇,程影響與對(duì)策汶JI地震對(duì)建筑工程影響與對(duì)策篇 3,地震次生地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題與對(duì)策15 篇,9橋梁支座及減隔震、阻尼器支座 8篇,工程搶險(xiǎn)救災(zāi)及應(yīng)急管理

2、 5篇。從會(huì)議主題發(fā)言以及大家的相互交流看,受到大家普遍關(guān)注的問(wèn)題包括以 下5個(gè)方面:(1)地震誘發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題及防治對(duì)策;(2)基于預(yù)防地震次生地質(zhì)災(zāi)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(zāi)害防治對(duì)策,其中路基斜坡、邊坡和橋 梁支座損壞較普遍,需加強(qiáng)路基設(shè)防工程和橋梁減隔震支座的研究;(4)工程應(yīng)急搶險(xiǎn)與鐵路運(yùn)輸應(yīng)急管理系統(tǒng);(5)汶川地震實(shí)際烈度遠(yuǎn)高于我國(guó)頒布的地區(qū)設(shè)防烈度,高烈度地區(qū)工程 損毀嚴(yán)重,需研究提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。(6)加強(qiáng)鐵路地震災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)。會(huì)議分地質(zhì)路基及選線、工程抗震、應(yīng)急搶險(xiǎn)三個(gè)組進(jìn)行了交流,對(duì)汶川 地震對(duì)鐵路的影響、需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題、進(jìn)一

3、步開展工作的建議等進(jìn)行了 充分的討論,形成以下意見(jiàn):一、汶川地震主要地質(zhì)災(zāi)害的表現(xiàn)及對(duì)鐵路工程的影響1 .汶川地震發(fā)生后,有關(guān)單位對(duì)地震區(qū)及附近的13條鐵路和6條公路的受災(zāi)情況進(jìn)行了調(diào)查。其中受災(zāi)最嚴(yán)重的廣岳支線鐵路永興至岳家山段,映秀 至耿達(dá)公路和213國(guó)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(yán)重破壞,為研究活動(dòng)性斷裂帶破裂發(fā)震時(shí)的強(qiáng)大破壞力及特 征,提供了非常典型的工程實(shí)例,也表明道路工程選線和設(shè)計(jì),必須高度重視 活動(dòng)性斷層的問(wèn)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(shè)計(jì)合理,采用了多種新型支擋結(jié)構(gòu),按 7度抗震標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防,汶川

4、地震匯中 未發(fā)生大規(guī)模災(zāi)害,路基及結(jié)構(gòu)物大部分完好,成為災(zāi)害初期通往重災(zāi)區(qū)的唯 一陸上通道。這項(xiàng)工程取得的防震效果和經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。3 .寶成鐵路廣漢至廣元長(zhǎng)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(zāi)害,總體看不是很嚴(yán)重。值得注意的是滑坡和泥石 流災(zāi)害可能有滯后性及震動(dòng)引起路堤下沉對(duì)高時(shí)速鐵路的影響。4 .寶成鐵路109隧道與棚洞相連,汶川地震時(shí)發(fā)生總體多達(dá) 12萬(wàn)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(zāi) 害,如果線路向山里靠的較長(zhǎng)隧道通過(guò),這一災(zāi)害可避免。5 .通過(guò)對(duì)強(qiáng)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(zāi)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(yuǎn)低于地面工程。這一現(xiàn)象對(duì)今后設(shè)計(jì)山區(qū)鐵路,特別高 標(biāo)準(zhǔn)快速鐵路有重要意義。二、關(guān)于強(qiáng)地震帶山區(qū)鐵路選線技術(shù)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(yīng)繞避全新活動(dòng)斷裂或在斷裂 較窄處以大交角通過(guò),重點(diǎn)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(shí)施這些原

6、則的必要性,同時(shí)也 進(jìn)一步豐富了地質(zhì)選線的內(nèi)容。建議進(jìn)一步明確如下強(qiáng)地震山區(qū)的選線原則:1 .線形總體設(shè)計(jì)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(cè)寧里勿外,不設(shè)旁山短隧道群,減少展線,預(yù)留限坡調(diào)整余地,最大限 度地減輕地震次生災(zāi)害的危害和創(chuàng)造搶修條件。2 .隧道早進(jìn)晚出,確保在山坡穩(wěn)定部位設(shè)置洞口,并綜合考慮地形和巖土 的地震動(dòng)放大作用,合理定位和設(shè)防。3 .線路盡量以簡(jiǎn)單工程通過(guò)全新活動(dòng)斷層,避免以高路堤、深路塹、陡坡 路基和高橋通過(guò),如以長(zhǎng)隧道穿越全新活動(dòng)斷層,選擇最窄部位大角度通過(guò), 具體位置不宜距洞口過(guò)遠(yuǎn),順坡排水,埋深不宜過(guò)大,結(jié)合隧道救援方案合理 確定穿越位置,并

7、根據(jù)斷層活動(dòng)速率的百年預(yù)測(cè)值,采取擴(kuò)大隧道直徑、預(yù)留 變形縫和加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等措施,應(yīng)對(duì)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(zāi)害, 對(duì)線路方案的影響。5 .隧道出口、路基高程應(yīng)高出可能出現(xiàn)的堰塞湖水面最大高程,避免被淹 沒(méi)。6 .擬新建的蘭渝鐵路穿越龍門山斷裂帶北端,如何評(píng)價(jià)其地震危險(xiǎn)性是個(gè) 復(fù)雜問(wèn)題,應(yīng)有地震部門參與研究,進(jìn)一步優(yōu)化線路通過(guò)方案。7 .規(guī)劃建設(shè)的成都至九寨溝鐵路及川青、川藏鐵路 ,通過(guò)多條強(qiáng)地震帶和全 心活動(dòng)斷裂,歷史上發(fā)生多次強(qiáng)震,地質(zhì)選線的任務(wù)十分艱巨,應(yīng)及早啟動(dòng)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(duì)龍門山和岷江河 谷地區(qū)如何修建高標(biāo)準(zhǔn)快速鐵路工程的問(wèn)題,已擺在面前,應(yīng)充分結(jié)合汶川震 后調(diào)查進(jìn)行深入論證。三、關(guān)于路基工程抗震技術(shù)和研究新課題的建議1、汶川地震災(zāi)害調(diào)查表明,采用錨桿、錨索等柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)加固路基工 程,抗震性能良好;重力或擋墻等剛性結(jié)構(gòu),遭破壞的程度嚴(yán)重。應(yīng)認(rèn)真總結(jié) 地震災(zāi)區(qū)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),在防震加固措施中,注意大力推廣輕型柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)或 剛?cè)峤Y(jié)合的支護(hù)結(jié)構(gòu)。1 、,針對(duì)場(chǎng)地形地質(zhì)條件,應(yīng)合理提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。如在線路通過(guò)活動(dòng)性斷 層破碎帶及可能有明顯地震動(dòng)放大作用的部分,應(yīng)單獨(dú)研究抗震措施。2 、以汶川地震為主要研究對(duì)象,全面、系統(tǒng)地開展鐵路應(yīng)對(duì)地震誘發(fā)次生 地質(zhì)災(zāi)

9、害的研究,包括災(zāi)害分類、分布、形成機(jī)理、工程損壞評(píng)估及長(zhǎng)遠(yuǎn)效應(yīng) 預(yù)測(cè),并提出防治對(duì)策和標(biāo)準(zhǔn)。4 .開展山區(qū)地震波傳輸特性及對(duì)線路工程作用效應(yīng)的研究,根據(jù)汶川地震資 料,建立半經(jīng)驗(yàn)性預(yù)測(cè)模型,研究地震災(zāi)害與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生發(fā)展的關(guān)系,為線 路方案比選及建筑物選型,提供減輕地震災(zāi)害的理論根據(jù)。5 .重視汶川地震對(duì)進(jìn)一步完善和推動(dòng)鐵路抗震規(guī)范發(fā)展的作用。根據(jù)地震現(xiàn) 場(chǎng)支擋防護(hù)工程的實(shí)際驗(yàn)算,引入動(dòng)力計(jì)算方法的靜力法對(duì)比,促進(jìn)提高評(píng)價(jià) 方法的精確性和綜合性,在規(guī)范中進(jìn)一步明確各類新型支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算原 則和方法。6 .對(duì)全國(guó)處于強(qiáng)地震區(qū)的既有鐵路地震次生地質(zhì)災(zāi)害的安全危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng) 價(jià),提出防治規(guī)劃。7

10、.鐵路路網(wǎng)規(guī)劃工作,應(yīng)結(jié)合中國(guó)西部山區(qū)強(qiáng)地震帶的分布和特征,在在考 慮運(yùn)量因素的同時(shí),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(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與鐵路搶險(xiǎn)保通措施相結(jié)合,與多種運(yùn)輸方式組成有,提高了汶川 地震認(rèn)識(shí),四、對(duì)未來(lái)鐵路橋梁、隧道和房屋工程建設(shè)的展望和建議1 .對(duì)未來(lái)鐵路橋梁抗震能力提高的展望和建議對(duì)未來(lái)鐵路橋梁抗震能力的提高,要根據(jù)鐵路橋梁的特點(diǎn),從鐵路橋梁的 抗震概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算設(shè)計(jì)、抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)等三個(gè)方面出發(fā),在不同設(shè)計(jì)階 段采取不同的設(shè)計(jì)理念。(1)在工可研究階段強(qiáng)化抗震概念設(shè)計(jì),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(wèn)題,同時(shí)也要考慮橋型 問(wèn)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(yīng)強(qiáng)化抗震概念設(shè)計(jì)鐵路橋梁的抗震概念設(shè)計(jì)包括正確的橋位場(chǎng)地選擇、合理的結(jié)構(gòu)選型和布 置、恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系的采用。橋位場(chǎng)地的選擇要基于橋址處場(chǎng)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(zāi)害山體的滑坡、崩塌和泥石流;基礎(chǔ)應(yīng)建在巖石或堅(jiān)硬的沖積層 上。 合理的結(jié)構(gòu)選型和布置由于彎坡橋梁使地震反應(yīng)復(fù)雜化,橋軸線盡可能設(shè)計(jì)成直線;簡(jiǎn)支梁容易 落梁,橋面應(yīng)是連續(xù)的,盡可能少用伸縮縫;橋跨應(yīng)盡量布置成小跨徑;橋臺(tái) 和橋墩應(yīng)與橋軸線垂直。隨著西部鐵路建設(shè)的全面展開,新線建設(shè)中大跨度鋼拱橋和鋼管混凝土拱 橋,應(yīng)對(duì)拱橋的抗震設(shè)防引起足夠的

12、重視,但在編制2006年震規(guī)中,取消了對(duì)拱橋的抗震設(shè)計(jì)規(guī)定。建議在下次震規(guī)修訂中,開展對(duì)拱橋的抗震試 驗(yàn)研究,增加對(duì)拱橋抗震設(shè)防的規(guī)定。恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系的采用結(jié)構(gòu)體系的合理與否,直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)各部位的地震作用大小,理想的橋 梁結(jié)構(gòu)應(yīng)是越簡(jiǎn)單和越規(guī)則越好,傳力途徑要短,受力要簡(jiǎn)明。(2)在初步設(shè)計(jì)階段強(qiáng)化抗震計(jì)算設(shè)計(jì),確定合適的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)算準(zhǔn)則鐵路橋梁初步設(shè)計(jì)階段,主要是解決橋型方案問(wèn)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(shè)計(jì)要確定合適的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)鐵路橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn) 是衡量結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防要求高低的尺度,直接關(guān)系到橋梁結(jié)構(gòu)的安全度和工程造 價(jià)的大小,根據(jù)汶川大地震

13、橋梁震害情況,建議對(duì)鐵路大橋主橋的抗震設(shè)防標(biāo) 準(zhǔn)適當(dāng)提高,具體如下:鐵路xx主橋的抗震設(shè)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(shè)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(shè)計(jì)要確定恰當(dāng)?shù)目拐痱?yàn)算準(zhǔn)則 地震的不確定性,導(dǎo) 致橋梁結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的失真地震運(yùn)動(dòng)是由震源 一傳播介質(zhì)體一場(chǎng)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(fù)雜的和不確定的模糊事件,橋梁結(jié) 構(gòu)的抗震計(jì)算嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是近似仿真計(jì)算,與抗震概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)相比

14、較,后者更顯重要。重視橋墩及其基礎(chǔ)的延性設(shè)計(jì)。(3)在施工圖設(shè)計(jì)階段強(qiáng)化抗震構(gòu)造設(shè)計(jì),重視抗震構(gòu)造措施和構(gòu)造細(xì)節(jié)鐵路橋梁施工圖設(shè)計(jì)階段,主要是解決各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳圖 問(wèn)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(shè)計(jì)階段的抗震設(shè)防:上部結(jié)構(gòu)要加強(qiáng)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(shè)緩沖橡膠墊塊。擋塊的厚度的設(shè)計(jì),必須保證其抗剪強(qiáng)度。必須保證其抗剪強(qiáng)度與墩身強(qiáng) 度相匹配,按 小震、中震不壞,大震必壞”的設(shè)計(jì)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(yīng)也不同。矮墩的地震響應(yīng)(剪力)比高墩大很多,因此要重視一聯(lián)中矮墩的設(shè)計(jì),必要時(shí)采取隔震技術(shù),

15、以減小矮墩的地 震響應(yīng)。加強(qiáng)橋墩及樁基礎(chǔ)箍筋的設(shè)計(jì):采用二級(jí)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(gòu)造設(shè)計(jì):如系梁:系梁在抗震中起很大作用。(5)重視高速鐵路預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)高速鐵路橋梁震害預(yù)測(cè)可以為高速鐵路列車運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的可靠性分析、損失 評(píng)估以及橋梁加固和地震應(yīng)急決策提供必要的依據(jù),是生命線工程防震減災(zāi)重 要的基礎(chǔ)性工作之一。地震反應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)是確保列車運(yùn)營(yíng)安全的重要保證,其 技術(shù)成熟、系統(tǒng)可靠,具有廣泛地適應(yīng)性和推廣應(yīng)用價(jià)值。(6)減隔震”技術(shù)的應(yīng)用要加強(qiáng)用微隔震”設(shè)計(jì)理念代替?zhèn)鹘y(tǒng)的抗震”思想,這對(duì)有效提高鐵路橋梁的抗震 性能,減小橋梁的損傷程度無(wú)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(jié)構(gòu)的抗震性能和橫向剛度這一對(duì)矛盾就成為減隔震技術(shù)在鐵路橋梁 能否廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵所在。2.對(duì)未來(lái)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?lái)說(shuō)隧道的震害,無(wú)論從數(shù)量,還是從破壞程度都較橋梁的輕。因 此,未來(lái)新建隧道的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)從鐵路隧道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā),從抗震概念設(shè) 計(jì)、抗震計(jì)算設(shè)計(jì)、抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)等三個(gè)方面著手,在不同設(shè)計(jì)階段采取不同 的設(shè)計(jì)理念。(1)在工可研究階段強(qiáng)化抗震概念設(shè)計(jì),選擇合理的隧道位置及結(jié)構(gòu)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(yīng)強(qiáng)化抗震概念設(shè)計(jì),應(yīng)從隧道位置的選擇、合理的結(jié)構(gòu)選型 和布置上進(jìn)行。在隧道洞口位置選擇時(shí),應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)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(duì)隧道的影響,把早進(jìn)洞晚出洞”的設(shè)計(jì)原則確實(shí)落到實(shí)處,線路避開落石集中和崩塌山地。(2)在初步設(shè)計(jì)階段進(jìn)行的抗震計(jì)算設(shè)計(jì),要準(zhǔn)確運(yùn)用地震安全性評(píng)價(jià)的 結(jié)果隧道工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)工作所給出的地震動(dòng)參數(shù)應(yīng)是地震動(dòng)峰值速 度或變形,這是由于隧道結(jié)構(gòu)埋于地下,與土壤全面接觸,其地震動(dòng)參數(shù)與房 屋結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)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(dòng)參數(shù)則應(yīng)是地震動(dòng)峰值速度或變形。(3)在施工圖設(shè)計(jì)階段強(qiáng)化抗震構(gòu)造設(shè)計(jì),重視抗震構(gòu)造措施和構(gòu)造細(xì)節(jié)要根據(jù)鐵路隧道的特點(diǎn),加強(qiáng)隧道洞門和明洞、棚洞的抗震構(gòu)造措施。3.對(duì)未來(lái)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(shù)特點(diǎn),對(duì)鐵路房屋抗震減災(zāi)有幾點(diǎn)思考:(1)鑒于鐵路在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性,為保證鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)暢通,應(yīng)適當(dāng) 提高鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)房屋的抗震設(shè)防等級(jí),特別是那些直接為運(yùn)輸提供保障的運(yùn) 轉(zhuǎn)、信號(hào)、通訊和供電用房,比如中型的鐵路客運(yùn)站,應(yīng)比當(dāng)?shù)卦O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高 一度設(shè)防。(2)在建筑方案設(shè)計(jì)中增強(qiáng)抗震概念設(shè)計(jì)的理念,合理選擇建筑場(chǎng)地和對(duì) 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(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地條件、建筑高度及結(jié) 構(gòu)材料等因素,綜合選擇結(jié)構(gòu)體系,滿足結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性、合理性要 求。(4)在非常規(guī)結(jié)構(gòu)設(shè)

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