理论教育 地震灾后交通生命线快速重建技术总结

地震灾后交通生命线快速重建技术总结

时间:2023-09-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:路基、路面震害主要是指路基本体、路基支挡结构以及路基边坡在地震中所受到的破坏。从此次调查结果来看,路基震害总数为1458处,其中路基本体震害558处、支挡结构352处、路堤路堑边坡548处。路基路面出现断裂、滑移后的进一步发展而形成坍塌。图2-14国道213线路基路面坍滑图2-15省道302线北川附近路基坍滑路面开裂、路面裂缝。该类地震普遍存在于山区公路填方路基路段。图2-20映秀—汶川路基错台图2-21路基错台路面隆起、挤压。

地震灾后交通生命线快速重建技术总结

路基、路面震害主要是指路基本体、路基支挡结构以及路基边坡在地震中所受到的破坏。地震以后,四川省交通部门通过对地震灾区所有的国道、省道及大部分重要的乡县公路(总计19条线路、41条区段)进行调查,将路基震害按路基路面、路基边坡及支挡结构三大类(图2-11)进行震害分类统计。从此次调查结果来看,路基震害总数为1458处,其中路基本体震害558处、支挡结构352处、路堤路堑边坡548处。

1.路基本体

(1)路基沉陷。路基沉陷是地震震中地区常见的路基路面震害之一,这种震害产生的主要原因有以下几个:

1)地震波导致路基基底液化,形成大面积路基沉陷。典型路段主要是位于地下水位较高的砂土或砂砾填土路基。

2)由于路基填筑体或路基土力学性质不均匀,地震波的作用导致路基土沉降不均匀而产生局部路基路面整体沉陷。典型的路段主要是在桥台、涵背、墙背填土路基,纵、横向填挖过渡段路基等(图2-12和图2-13)。

图2-11 路基路面震害类型

图2-12 映秀—汶川段路基路面沉陷

图2-13 国道213线桥头路基沉陷、拉裂

(2)路基滑移、坍塌。由于地震波引起路基内部开裂、变形,路基支挡结构失稳,出现滑移。路基路面出现断裂、滑移后的进一步发展而形成坍塌。坍塌的产生条件与路基路面整体断裂、错动和滑移相同,只是严重程度更大。这种震害主要出现在一侧临空的路基,如山腰线、临河路基等,尤其是地震导致路基支挡结构物破坏后,易发生路基路面滑移、坍滑震害(图2-14和图2-15)。

图2-14 国道213线路基路面坍滑

图2-15 省道302线北川附近路基坍滑

(3)路面开裂、路面裂缝。路面整体开裂主要发生在山区公路上,受地震影响路基路面产生不规则的张拉剪切型断裂,表现在路面上就是出现宽大的裂隙(图2-16和图2-17)。

图2-16 汉旺镇公路路面横向撕裂宽达1m

图2-17 国道213线路基路面整体开裂

路面纵、横向裂缝多位于填方路基、半填半挖路基以及桥台、涵背、墙背填土路基,纵、横向填挖过渡段路基等,主要是由于路基路面不均匀沉降、挡墙外倾或路基向临空方向变形引起的。表现在路面上是一些细长的纵、横向裂缝(图2-18和图2-19)。

该类型震害主要发生在震中地区的公路上,以国道213线都江堰—映秀—汶川、省道303线映秀—日隆、北川、青川、绵阳及德阳等地震震中地区公路最为典型,在其他地震影响区也存在少量该类型路基路面震害。

图2-18 映秀—汶川纵向裂缝

图2-19 映秀—汶川路基路面纵横向裂缝

(4)路基错台。受地震波影响,山区公路出现了路基立体错动(图2-20和图2-21)。该类地震普遍存在于山区公路填方路基路段。

图2-20 映秀—汶川路基错台

图2-21 路基错台

(5)路面隆起、挤压。路基路面隆起错位、挤压一般发生在地震震中地区道路,由于地震作用导致地面整体隆起错位,或相互挤压、隆起变形,形成波浪状、拱翘状、开裂(图2-22和图2-23)。

图2-22 省道302线路基路面隆起2m

图2-23 路面隆起挤压

(6)路面坑凼、碎裂。路面坑凼、碎裂多发生在地震震中地区的山区公路上,主要是上边坡的巨石震垮掉落后将路基路面砸出坑凼(图2-24)或地震造成路面碎裂(图2-25)。

图2-24 映秀—汶川飞石砸坏路面

图2-25 汉旺—天池段路基路面起拱碎裂

(7)路基路面被掩埋、淹没。地震造成崩塌、滑坡和落石等次生灾害,大量的塌方体碎落后掩埋路基路面,主要发生在山区高边坡的路段。典型的震害,如发生在国道213线及省道303线映秀—卧龙段(图2-26和图2-27)。

图2-26 滑坡掩埋路基路面

图2-27 崩塌掩埋路基路面

地震引起崩塌滑坡次生灾害,造成道路沿线山体堆积大量松散堆积物,尤其是震中区和龙门山中央断裂带区域,发生大量崩塌性滑坡,为泥石流发生提供了丰富的物质来源,暴雨季节,形成较大规模泥石流,冲毁公路等设施(图2-28~图2-30)。(www.daowen.com)

图2-28 映卧路泥石流掩埋路基、淤塞河道

图2-29 都汶公路段路面被洪水淹没

图2-30 茂北路一把刀堰塞湖淹没路基

2.支挡结构典型震害

其主要包括挡墙、护面墙、抗滑桩、桩板墙、锚索(锚杆)等,通过对地震灾区支挡结构物的调查,发现挡墙、护面墙震害较多,而抗滑桩、桩板墙震害相对较轻,大部分坡面框架锚杆、框架锚索、垫墩锚杆、锚杆结合主动防护网等抗震效果较好,个别锚索系统锚头震坏,此类防护工程的共同特点是坡体内进行了注浆,防护工程与坡体共同受力和波动,因此抗震效果较好,而单纯的主动防护网、挂网喷混凝土等坡面防护措施则抗震效果较差,表现出震害较多。挡墙、护面墙主要震害包括砸坏、挡墙坍塌、开裂、滑移、外倾等几类。

(1)墙体垮塌。挡墙(护面墙)垮塌有两种原因:一种原因是上边坡挡墙(护面墙)由于地震波导致增加挡墙(护面墙)主动土压力,此外,地震导致坡体稳定性变差,坡脚应力增大,边坡垮塌物冲击挡墙(护面墙)等,导致挡墙(护面墙)垮塌;另一种原因是地震引起挡墙底部地基滑移,导致挡墙整体失稳、坍塌(图2-31和图2-32)。

图2-31 挡墙坍塌

图2-32 挡墙局部坍塌

(2)墙面变形开裂。地震使挡墙(护面墙)主动土压力增加,坡体稳定性变差,坡脚应力增大,边坡垮塌物冲击挡墙(护面墙)等,导致挡墙(护面墙)开裂、滑移、外倾(图2-33)。除挡墙、护面墙外,坡面挂网喷混凝土、主动防护网等震害也比较突出,少量抗滑桩出现变形,框架锚索、锚杆抗震效果较好,但也有震害现象。

图2-33 挡墙开裂

(3)墙体倾覆。地震使挡墙(护面墙)主动土压力增加,坡体稳定性变差,坡脚应力增大,边坡垮塌物冲击挡墙(护面墙)等,导致挡墙(护面墙)开裂、滑移、外倾(图2-34和图2-35)。除挡墙、护面墙外,坡面挂网喷混凝土、主动防护网等震害也比较突出,少量抗滑桩出现变形,框架锚索、锚杆抗震效果较好,但也有震害现象。

图2-34 挡墙外倾与路基分离

图2-35 挡墙外倾

(4)墙体剪断。墙体在地震中受地震力作用,出现拦腰剪切破坏,如图2-36所示。

图2-36 挡墙剪切破坏

(5)掩埋挡墙。地震产生了大量的滑坡、崩塌等次生地质灾害,此类灾害往往造成许多挡防结构的破坏,路基、挡墙等被掩埋(图2-37和图2-38)。

图2-37 国道213线映汶路挡墙掩埋1

图2-38 国道213线映汶路挡墙掩埋2

(6)砸坏挡墙。由于挡墙(护面墙)顶部边坡崩塌、落石,垮塌物直接冲击砸坏挡墙顶部,造成挡墙(护面墙)上半部分损坏(图2-39和图2-40)。滚石随时都危及施工人员及行车安全。在较短时间内,抢通保通任务异常艰巨,注定了沿线道路的恢复重建工作是一个长期而艰巨的过程。

图2-39 挡墙破坏1

图2-40 挡墙破坏2

(7)挡墙随路基下沉。由于路面沉陷,路堑挡墙随路面一起下沉(图2-41)。

3.边坡震害

边坡震害是地震造成的分布范围最广、震害最严重的震害之一,处于地震中央断裂带附近的公路边坡震害尤为明显,震中区常形成崩塌性滑坡,掩埋道路或堵塞江河形成堰塞湖淹没道路。

边坡震害一般分为本体震害以及挡防结构震害两类。本体震害是指路基边坡在地震力作用下产生的崩塌性滑坡、崩塌、坡面泥石流等次生灾害。由于公路沿线多是花岗岩、闪长岩、砂岩石灰岩及变质砂岩、板岩等硬质岩类组成的高陡边坡,岩石受结构面控制,在地震作用下岩石脱离原结构面产生崩塌、落石(图2-42),受降雨影响,震后大量的坡面堆积体易形成坡面泥石流,掩埋道路。

图2-41 挡墙随路基下沉

图2-42 国道213线映秀—汶川路边坡典型震害

挡防结构震害主要是指防护边坡的主、被动网,锚杆(索),框架梁等支挡结构在地震中所受到的破坏(图2-43和图2-44)。

图2-43 被动网破坏

图2-44 主动网破坏

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