汶川地震对铁路及影响及对策学术研讨会专家意见.doc

汶川地震对铁路的影响及对策学术研讨会专家意见 2008年8月27日至28日，由中国铁道学会主持的“汶川地震对铁路的影响及对策学术研讨会”在成都召开。在本次学术研讨会上，主题发言7人次，交流论文55篇，中铁二院在会上还展示了新研发的桥梁减隔震支座产品。与会代表发言或交流论文，涉及的主要内容如下表：汶川地震成因机理2篇，高烈度地震山区铁路综合选线10篇， 汶川地震对路基工程影响与对策8篇，汶川地震对桥梁工程影响与对策10篇，汶川地震对隧道工程影响与对策3篇，汶川地震对建筑工程影响与对策篇3，地震次生地质灾害问题与对策15篇，9桥梁支座及减隔震、阻尼器支座8篇，工程抢险救灾及应急管理5篇。从会议主题发言以及大家的相互交流看，受到大家普遍关注的问题包括以下5个方面：（1） 地震诱发的次生地质灾害问题及防治对策；（2） 基于预防地震次生地质灾害的高烈度山区铁路综合地质选线；（3） 桥梁、隧道、路基工程地震灾害防治对策，其中路基斜坡、边坡和桥梁支座损坏较普遍，需加强路基设防工程和桥梁减隔震支座的研究；（4） 工程应急抢险与铁路运输应急管理系统；（5） 汶川地震实际烈度远高于我国颁布的地区设防烈度，高烈度地区工程损毁严重，需研究提高设防标准。（6） 加强铁路地震灾害预警预报。会议分地质路基及选线、工程抗震、应急抢险三个组进行了交流，对汶川地震对铁路的影响、需要进一步研究的问题、进一步开展工作的建议等进行了充分的讨论，形成以下意见：一、汶川地震主要地质灾害的表现及对铁路工程的影响1汶川地震发生后，有关单位对地震区及附近的13条铁路和6条公路的受灾情况进行了调查。其中受灾最严重的广岳支线铁路永兴至岳家山段，映秀至耿达公路和213国道，都位于龙门山高山峡谷区，穿越发震主断裂带，3条道路工程都遭遇到严重破坏，为研究活动性断裂带破裂发震时的强大破坏力及特征，提供了非常典型的工程实例，也表明道路工程选线和设计，必须高度重视活动性断层的问题。2紫坪铺水利枢纽重载公路，处于汶川地震两条发震主断层之间。由于公路设计合理，采用了多种新型支挡结构，按7度抗震标准设防，汶川地震汇中未发生大规模灾害，路基及结构物大部分完好，成为灾害初期通往重灾区的唯一陆上通道。这项工程取得的防震效果和经验可供借鉴。3宝成铁路广汉至广元长280km地段位于四川盆地北部边缘与龙门山交界处。陡坡地段危岩落石和填方地段的路堤下沉是震害的主要表现，均属于因地震波传播而发生的次生灾害，总体看不是很严重。值得注意的是滑坡和泥石流灾害可能有滞后性及震动引起路堤下沉对高时速铁路的影响。4宝成铁路109隧道与棚洞相连，汶川地震时发生总体多达12万立方米的，将棚洞砸毁、掩埋，且堵江成湖，主要是该地段发育一区域性大断裂，岩体破碎，临河坡陡，山坡处于不稳定状态，在地震作用下形成大规模次生灾害，如果线路向山里靠的较长隧道通过，这一灾害可避免。5通过对强震区及附近地区330座铁路隧道和6座公路隧道的调查，总体看隧道遭受的地震灾害轻微，地震损害主要为洞门和洞口段破损及洞外、洞顶上方崩塌落石，仅少量隧道洞身局部出现开裂、掉块等现象，表明地下工程遭受地震破坏的程度，远低于地面工程。这一现象对今后设计山区铁路，特别高标准快速铁路有重要意义。二、关于强地震带山区铁路选线技术原则的建议现行的铁路工程地质规范，明确提出了线路应绕避全新活动断裂或在断裂较窄处以大交角通过，重点工程必须置于“安全岛”内和绕避不良地质地段的三大地质选线原则，汶川地震的发生再次证明了实施这些原则的必要性，同时也进一步丰富了地质选线的内容。建议进一步明确如下强地震山区的选线原则：1线形总体设计方案以隧道工程为主，控制桥高和路基填方及切坡高度，靠山侧宁里勿外，不设旁山短隧道群，减少展线，预留限坡调整余地，最大限度地减轻地震次生灾害的危害和创造抢修条件。2隧道早进晚出，确保在山坡稳定部位设置洞口，并综合考虑地形和岩土的地震动放大作用，合理定位和设防。3线路尽量以简单工程通过全新活动断层，避免以高路堤、深路堑、陡坡路基和高桥通过，如以长隧道穿越全新活动断层，选择最窄部位大角度通过，具体位置不宜距洞口过远，顺坡排水，埋深不宜过大，结合隧道救援方案合理确定穿越位置，并根据断层活动速率的百年预测值，采取扩大隧道直径、预留变形缝和加强结构强度等措施，应对断层发展可能产生的位移变形，给抢修创造条件。4明确要调查潜在的、滞后发生的滑坡、崩塌、泥石流等地表次生灾害，对线路方案的影响。5隧道出口、路基高程应高出可能出现的堰塞湖水面最大高程，避免被淹没。6拟新建的兰渝铁路穿越龙门山断裂带北端，如何评价其地震危险性是个复杂问题，应有地震部门参与研究，进一步优化线路通过方案。7规划建设的成都至九寨沟铁路及川青、川藏铁路,通过多条强地震带和全心活动断裂，历史上发生多次强震，地质选线的任务十分艰巨，应及早启动以区域地质、地震地质工作为主的前期铁路选线工作。特别针对龙门山和岷江河谷地区如何修建高标准快速铁路工程的问题，已摆在面前，应充分结合汶川震后调查进行深入论证。三、关于路基工程抗震技术和研究新课题的建议1、汶川地震灾害调查表明，采用锚杆、锚索等柔性支护结构加固路基工程，抗震性能良好；重力或挡墙等刚性结构，遭破坏的程度严重。应认真总结地震灾区的经验教训，在防震加固措施中，注意大力推广轻型柔性支护结构或刚柔结合的支护结构。2、，针对场地形地质条件，应合理提高设防标准。如在线路通过活动性断层破碎带及可能有明显地震动放大作用的部分，应单独研究抗震措施。3、以汶川地震为主要研究对象，全面、系统地开展铁路应对地震诱发次生地质灾害的研究，包括灾害分类、分布、形成机理、工程损坏评估及长远效应预测，并提出防治对策和标准。4.开展山区地震波传输特性及对线路工程作用效应的研究，根据汶川地震资料，建立半经验性预测模型，研究地震灾害与地质灾害发生发展的关系，为线路方案比选及建筑物选型，提供减轻地震灾害的理论根据。5.重视汶川地震对进一步完善和推动铁路抗震规范发展的作用。根据地震现场支挡防护工程的实际验算，引入动力计算方法的静力法对比，促进提高评价方法的精确性和综合性，在规范中进一步明确各类新型支护结构的抗震计算原则和方法。6对全国处于强地震区的既有铁路地震次生地质灾害的安全危险性进行评价，提出防治规划。7.铁路路网规划工作，应结合中国西部山区强地震带的分布和特征，在在考虑运量因素的同时，还要考虑救援通道所具有的生命线意义，将铁路工程的抗震设防标准与铁路抢险保通措施相结合，与多种运输方式组成有，提高了汶川地震认识，四、对未来铁路桥梁、隧道和房屋工程建设的展望和建议1对未来铁路桥梁抗震能力提高的展望和建议对未来铁路桥梁抗震能力的提高，要根据铁路桥梁的特点，从铁路桥梁的抗震概念设计、抗震计算设计、抗震构造设计等三个方面出发，在不同设计阶段采取不同的设计理念。（1）在工可研究阶段强化抗震概念设计，选择合理的桥位和桥型铁路桥梁工程可行性研究阶段，主要是解决桥位问题，同时也要考虑桥型问题。从汶川大地震的桥梁震害，我们得到如下的启示和建议：在工可阶段应强化抗震概念设计铁路桥梁的抗震概念设计包括正确的桥位场地选择、合理的结构选型和布置、恰当的结构体系的采用。桥位场地的选择要基于桥址处场地的地质和地形条件，高山峡谷地区的桥梁要注意大地震后的次生灾害山体的滑坡、崩塌和泥石流；基础应建在岩石或坚硬的冲积层上。合理的结构选型和布置由于弯坡桥梁使地震反应复杂化，桥轴线尽可能设计成直线；简支梁容易落梁，桥面应是连续的，尽可能少用伸缩缝；桥跨应尽量布置成小跨径；桥台和桥墩应与桥轴线垂直。随着西部铁路建设的全面展开，新线建设中大跨度钢拱桥和钢管混凝土拱桥，应对拱桥的抗震设防引起足够的重视，但在编制2006年震规中，取消了对拱桥的抗震设计规定。建议在下次震规修订中，开展对拱桥的抗震试验研究，增加对拱桥抗震设防的规定。恰当的结构体系的采用结构体系的合理与否，直接关系到结构各部位的地震作用大小，理想的桥梁结构应是越简单和越规则越好，传力途径要短，受力要简明。（2）在初步设计阶段强化抗震计算设计，确定合适的设防标准和验算准则铁路桥梁初步设计阶段，主要是解决桥型方案问题，从汶川大地震的桥梁震害，我们得到如下的启示和建议： 铁路桥梁的抗震设计要确定合适的抗震设防标准铁路桥梁抗震设防标准是衡量结构抗震设防要求高低的尺度，直接关系到桥梁结构的安全度和工程造价的大小，根据汶川大地震桥梁震害情况，建议对铁路大桥主桥的抗震设防标准适当提高，具体如下：铁路大桥主桥的抗震设防地震的概率水平：小震为100年超越概率63.2%，中震为100年超越概率10%，大震为100年超越概率3%；铁路大桥引桥的抗震设防地震的概率水平：小震为50年超越概率63.2%，中震为50年超越概率10%，大震为50年超越概率2%， 铁路桥梁的抗震设计要确定恰当的抗震验算准则 地震的不确定性，导致桥梁结构抗震计算的失真地震运动是由震源传播介质体场地地质体一系列变化多端的因素综合形成的，它是极为复杂的和不确定的模糊事件，桥梁结构的抗震计算严格来说是近似仿真计算，与抗震概念设计和抗震构造设计相比较，后者更显重要。 重视桥墩及其基础的延性设计。（3）在施工图设计阶段强化抗震构造设计，重视抗震构造措施和构造细节铁路桥梁施工图设计阶段，主要是解决各构件的结构计算和结构设计详图问题。从汶川大地震的桥梁震害，我们得到如下的启示和建议：施工图设计阶段的抗震设防：上部结构要加强防落梁措施，可以采用加大挡块厚度，且在挡块与梁体之间设缓冲橡胶垫块。 挡块的厚度的设计，必须保证其抗剪强度。必须保证其抗剪强度与墩身强度相匹配，按“小震、中震不坏，大震必坏”的设计原则确定其尺寸。 注意连续梁桥高度不同的桥墩，地震反应也不同。矮墩的地震响应（剪力）比高墩大很多，因此要重视一联中矮墩的设计，必要时采取隔震技术，以减小矮墩的地震响应。 加强桥墩及桩基础箍筋的设计：采用二级钢筋、在可能出现塑性铰的区域对箍筋分区段加密。 重视桥梁刚度突变处的构造设计： 如系梁：系梁在抗震中起很大作用。 （5）重视高速铁路预警系统的建设高速铁路桥梁震害预测可以为高速铁路列车运营系统的可靠性分析、损失评估以及桥梁加固和地震应急决策提供必要的依据，是生命线工程防震减灾重要的基础性工作之一。地震反应监控系统是确保列车运营安全的重要保证，其技术成熟、系统可靠，具有广泛地适应性和推广应用价值。（6）“减隔震”技术的应用要加强用“减隔震”设计理念代替传统的“抗震”思想，这对有效提高铁路桥梁的抗震性能，减小桥梁的损伤程度无疑是有效的，但铁路桥梁不同于公路桥梁，如何处理满足结构的抗震性能和横向刚度这一对矛盾就成为减隔震技术在铁路桥梁能否广泛应用的关键所在。2 对未来铁路隧道抗震能力提高的展望和建议汶川大地震造成多座隧道破坏，隧道的震害主要是洞门、洞口段、穿越断层和破碎带的洞身以及浅埋隧道、明洞、棚洞的震害。在埋深较大的稳定岩层中隧道洞身很少出现震害。总的来说隧道的震害，无论从数量，还是从破坏程度都较桥梁的轻。因此，未来新建隧道的抗震设计应从铁路隧道的结构特点出发，从抗震概念设计、抗震计算设计、抗震构造设计等三个方面着手，在不同设计阶段采取不同的设计理念。（1） 在工可研究阶段强化抗震概念设计，选择合理的隧道位置及结构选型和布置。铁路隧道工程可行性研究阶段，主要是解决隧道位置。从汶川大地震的隧道震害，我们得到如下的启示和建议：在工可阶段应强化抗震概念设计，应从隧道位置的选择、合理的结构选型和布置上进行。在隧道洞口位置选择时，应对现场进行充分调查，考虑地震烈度、地形和地质条件，特别是地形陡峭的不良地质对隧道的影响，把“早进洞晚出洞”的设计原则确实落到实处，线路避开落石集中和崩塌山地。（2）在初步设计阶段进行的抗震计算设计，要准确运用地震安全性评价的结果隧道工程场地地震安全性评价工作所给出的地震动参数应是地震动峰值速度或变形，这是由于隧道结构埋于地下，与土壤全面接触，其地震动参数与房屋结构和桥梁结构的抗震能力决定于惯性力是完全不同的，其抗震能力决定于其变形能力，故其地震动参数则应是地震动峰值速度或变形。（3）在施工图设计阶段强化抗震构造设计，重视抗震构造措施和构造细节要根据铁路隧道的特点，加强隧道洞门和明洞、棚洞的抗震构造措施。3对未来铁路房屋抗震能力提高的展望和建议有鉴于铁路房屋的特殊性及技术特点，对铁路房屋抗震减灾有几点思考：（1）鉴于铁路在国民经济中的重要性，为保证铁路运输生产畅通，应适当提高铁路运输生产房屋的抗震设防等级，特别是那些直接为运输提供保障的运转、信号、通讯和供电用房，比如中型的铁路客运站，应比当地设防标准提高一度设防。（2）在建筑方案设计中增强抗震概念设计的理念，合理选择建筑场地和对抗震有利的建筑平面、立面和竖向剖面。（3）根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑高度及结构材料等因素，综合选择结构体系，满足结构的安全性、经济性、合理性要求。（4）在非常规结构设计中，采用理论研究、模拟分析和试验研究相结合的手段来完善设计。（5）在高烈度区的铁路房屋，应优先选用柔性结构，建筑材料优先采用钢结构。五、关于铁路抢险救灾与应急管理的建议1由于目前国家还难于做到临震预报，以及地震灾害发生的突然性，而地震发生后，铁路部门需要进行站内旅客和区间停车车上旅客的紧急疏散，火灾、危险品的事故处理和防范，行车设备的抢险，非正常行车和调车、紧急救援物质的运输组织等，应制定和完善操作性和针对性很强的各种应急预案。2对行车设备的抢险，在各站段的应急预案中应确定物质运输方案和紧急抢通预设计，对象水泥等有时效限制的大宗建筑材料，应与附近生产企业建立临时应急供货协议，