日本中越地震中山岭隧道变形破坏特征及影响因素分析

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1、公路与汽运第５期２１４Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ２０１２年９月日本中越地震中山岭隧道变形破坏特征及影响因素分析范建军１，２，张浩２（１．常州审计局，江苏常州２１３０２２；２．上海交通大学，上海２００２４０）摘要：日本中越地震造成位于震中附近的新干线多座隧道严重受损。文中通过资料收集与综合分析，将地震区山岭隧道变形破坏的基本类型进行统计分类，并分析对隧道造成破坏的影响因素，分析得出震害与地震的烈度及离震源的距离、隧道埋深、隧道所处地质条件有紧密的联系；根据分析结果，建

2、议在隧道设计过程中对具体山岭隧道洞口段的减震设计设定设防长度，在设防长度范围内对隧道进行综合设计，对衬砌的设计遵循刚柔结合的设计思路。关键词：隧道；中越地震；山岭隧道；破坏特征；抗震措施；影响因素中图分类号：Ｕ４５８．１文献标志码：Ａ文章编号：１６７１－２６６８（２０１２）０５－０２１４－０４相当长时间内，人们一直以为隧道等地下建筑市附近）发生Ｍ６．８级地震，造成４０人死亡、４５００在地震发生时只是充当地震波传递的介质而不是发余人受伤、１０万余人无家可归，房屋损坏近１４万生的终端，加上围岩具有足够的刚

3、度可以保证隧道栋，财产损失约３万亿日元。在这次地震中，２４座不发生大的变形。因此，对隧道抗震问题的重视程铁路隧道遭到破坏，５座隧道（Ｕｏｎｕｍａ，Ｍｙｏｋｅｎ，度不够。但最近几十年来发生的几次较大的地震改Ｗａｎａｔｓｕ，Ｔｅｎｎｏ，Ｓｈｉｎ－Ｅｎｏｋｉｎｔｏｇｅ）破坏严重，衬砌变了这种传统的看法。１９９９年台湾集集地震后，台需要修复和加强。根据中越地震的统计资料及相关湾中部距发震断层２５ｋｍ范围内的４４座受损隧道数据，隧道的基本破坏特征如表１所示。中，严重受损者达２５％，中等受损者占２５％。２００４从

4、表１可以看出：洞口处出现破坏的情况较少，年１０月２３日，日本新瀉县中越地区发生震级Ｍ６．８隧道破坏的主要形式集中在衬砌破坏和施工缝的破级地震，造成２４座铁路隧道破坏，５座隧道严重破坏，破坏严重程度所占的比例如图１所示。坏，衬砌需要修复和加强。２００８年５月１２日，中国14四川省汶川县产生的８级强震造成１０９座隧道严重12破坏，洞口处山体滑坡滚下的巨石与正经过的座/10量8２１０４３次列车发生相撞，碰撞发生的火花引燃了机数6道车头，紧接着１２节装满汽油的油罐车突然燃起熊熊隧4烈火，这一突发事件造成宝成铁

5、路中断，耽误了抗震20救灾的宝贵时间。这些事件使人们认识到，地下工严重破坏中度破坏轻微破坏程仍然会遭受地震的强烈破坏，越来越多的科技工图１隧道破坏程度统计作者开始关注和研究隧道与地下工程的震害及抗震问题。从图１可以看出：在２１座遭受破坏的隧道中，目前，这方面的研究还处于初步阶段，对山岭隧破坏严重程度为中度的有１３座，占绝大多数。道震害特征、机制以及抗震技术等的认识还需要不１．１洞门破坏断积累资料和深入研究。洞门破坏是一种常见的隧道破坏情形。隧道洞门由于受围岩约束作用较小，一般埋深较浅且围岩１隧道震害分

6、类风化破碎，比较容易发生衬砌开裂或洞口塌方，并堵２００４年１０月２３日，日本新瀉县中越地区（震塞隧道洞口，造成交通瘫痪。中越地震中有四处隧中位于北纬３７°１７′，东经１３８°５２′的川口町和小千谷道的洞门发生破坏，洞口破坏的具体情况包括仰坡公路与汽运总第１５２期Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ２１５表１中越地震中隧道的基本破坏特征长度／衬砌厚／隧道名称受损度线名地质条件受损情况ｍｃｍ浦佐Ｃ上越新干线６０８７７０～９０砂砾、砾岩隧道中部侧壁开裂，部分砼墙体脱落崛之内Ｂ上越新

7、干线３３００７０～９０卵石、砂岩施工缝处砼剥落，侧壁开裂，产生错位粉砂岩、泥拱顶出现塌落，施工缝砼剥落，轨道隆起、路面破坏鱼沼Ａ上越新干线８６２４５０～９０岩、砂岩严重拱顶部出现挤压破坏，施工缝处砼剥离，轨道隆起、妙见Ａ上越新干线１４５９７０～９０粉砂岩路面破坏严重粉砂岩、砂淹谷Ｂ上越新干线２６７３７０～９０拱顶部出现挤压破坏，施工缝处砼剥离岩、砂砾福山Ｂ上越线１３５０３９～９１软岩侧壁砼开裂、剥落新福山Ｂ上越线１４６３４５～６０软岩拱顶出现挤压破坏，拱顶砼出现塌落，砼出现开裂拱顶出现挤压破坏，部分砼

8、剥落，施工缝处砼剥落，和南津Ａ上越线７２５５０～６０砂岩洞口处砼出现开裂中山Ｂ上越线１２０５５０页岩、砂岩施工缝处砼剥落，拱肩砼出现开裂施工缝处砼剥落，洞口处砼出现开裂，侧壁出现开牛之岛Ｂ上越线４３２５０页岩、砂岩裂上部斜面崩塌，侧壁出现裂缝，施工缝处砼剥落，洞天王Ａ上越线２８５４５～６０页岩、砂岩口处砼出现开裂新木夏Ａ上越线１３７２３０～５０页岩、砂岩拱顶部出现挤压破坏，侧壁出现裂缝、挤压塌落山卡木夏山卡Ｂ上越线６４１２３～５６页岩、砂岩斜面崩塌，洞口