交通基础设施抗震减灾技术研讨会交流材料 1 汶川地震公路震害与分类 陈乐生 （四川省交通运输厅 总工， 610041） 摘要：系统总结、分析了汶川地震公路抢通保通及恢复重建过程中的震害调查成果。按照结构功能丧失程度，结合桥梁、隧道、路基的破坏程度、损伤特性，对公路震害进行分级。从破坏机理角度，分别对桥梁、隧道、路基震害及次生地质灾害提出了分类建议方法。 关键词：汶川地震 公路 震害分级 震害分类 1 概述

1.1 汶川地震公路总体受损情况 汶川地震致使公路损毁极其惨重，通往灾区的道路一度中断。地震灾区主要涉及四川、甘肃、陕西三省，共有10个极重受灾县（市），41个重受灾县（区、市），186个一般受灾县（区、市）。地震灾区范围公路分布总里程62671公里，受损公路达31412公里，占总里程50.1%，直接经济损失约612亿，见表1-1。

表1-1 地震灾区公路损失统计表 单位：公里

类别 总计 四川 甘肃 陕西 公路总里程 62671 45897 8809 7965 受损里程 （比例） 31412 （50.1%） 24103 （52.5%） 5518 （62.6%） 1791 （22.5%）

国省干线受损里程（比例） 2422 （40.11%） 1970 （41.8%） 413 （39.0%） 39 （15.6%） 其它公路受损里程（比例） 28990 （51.2%） 22133 （53.74） 5105 （65.9%） 1752 （22.8%）

1.2 公路震害特点 汶川地震公路的主要震害表现为：次生地质灾害（滑坡、崩塌、泥石流、落石）掩埋、摧毁道路；桥梁整体倒塌、被巨石砸断、梁体移位、桥墩开裂、墩身压溃、剪坏、挡块破坏、支座移位或滑落、桥台开裂、桥头路基沉陷；隧道洞口被滑坡崩塌掩埋、洞门开裂、结构破损、衬砌开裂掉块甚至坍塌、施工缝开裂错台、衬砌开裂后渗漏水等形式。 汶川地震由龙门山断裂带的中央断裂（映秀～北川～青川断裂带）破裂诱发，受高山峡谷地形地貌、龙门山断裂带构造分布、地震破裂带走向控制，灾区公路震害具有以下特点： 1) 公路震害总体沿发震断裂呈带状分布。 2) 地表破裂带处公路遭到严重损害，如道路错断、桥梁倒塌、隧道衬砌破坏等。 3) 垂直于发震断裂方向，距离断裂带越近，公路受损越严重。 交通基础设施抗震减灾技术研讨会交流材料 2 4) 高山峡谷区次生地质灾害极为发育，对公路损毁极大。 5) 硬质岩区发育大量崩滑体，掩埋、砸毁道路、桥梁、隧道洞口。 6) 断层上盘公路震害密度大于下盘。 1.3 震害调查简介 汶川地震灾区受灾公路数量庞大，受损程度不同，为满足抗灾抢险和恢复重建的需要，震害调查工作分为抢通、保通、恢复重建三个阶段。由于各阶段任务不同，时效性不同，所采用的手段亦不同。 1）抢通阶段 2008年5月12日至17日。地震发生后，需要第一时间了解灾区公路的总体受损情况，制定公路抢通路线和抢通方案，体现出“快、急”的特点。主要采用技术人员深入灾区应急调查、遥感、航拍等技术手段。 利用高精度遥感（图1-1、1-2）、航飞（图1-3）技术，掌握了灾区公路总体受损情况，为科学制定抢通保通方案提供了宝贵资料。 为进一步落实震害影响、公路损毁情况，指挥部派出多个应急调查小分队，分别赶往汶川、北川、青川等重、极重灾区，现场核实遥感解译资料，制定应急抢通方案。

图1-1 省道303线映秀附近震害遥感图（卫星图片） 图1-2 都汶路老虎嘴至太平驿段震害遥感 图1-3 都汶路K1024+250左侧崩塌（航飞） 2）保通阶段 2008年5月17日至27日。此时灾区大部分公路已初通，但通行能力极其有限，抗灾能力脆弱，极易出现再次中断。本阶段采用实地应急调查和部分检测工作，以满足一定时间内的通行要求，确保公路能“通”。 3）恢复重建阶段 交通基础设施抗震减灾技术研讨会交流材料 3 为满足全面开展灾后恢复重建，需要对灾区公路进行全面调查、检测及评估工作。四川省交通厅组织了11家具有检测资质的单位，以项目为支撑，以行政片区为单位，分成48个项目同时对四川重灾区开展检测评估，共检测4243公里。 为全面保存汶川地震公路震害史料，“汶川地震公路震害调查检测、评估与机理分析研究”项目组对四川、甘肃、陕西地震灾区公路开展全面补充调查，以影像资料、素描图、调查报告等形式详细记录、保存了公路震害。桥梁震害与分类 2 桥梁震害调查

分别对灾区的81条高速公路和国省干线公路段，共计1657座桥梁进行调查、检测、评估，累计检测桥长度107769米。其中简支体系桥梁共1337座，占总数的80.68%。 根据调查、检测结果，严重受损的桥梁主要分布于重灾区和极重灾区，总体沿发震断裂带展布。 2.1 桥梁震害分级 根据桥梁破坏程度、受损状况及损伤特性，按照结构功能丧失程度，将其震害等级由轻微至严重分为A、B、C、D、E五级，表2-1。 表2-1 桥梁震害分级表 破坏等级 应急保通阶段使用情况 震后灾后重建处置 主要特征描述

A-无破坏 不需处置即可正常通行 不需处置。 无。 B-轻微震害 不需处置即可正常通行 需简单进行进行处置维修。 主要构件无明显结构性损伤。①主梁发生轻微移位。移位在5cm以内；②桥墩无倾斜，也无开裂现象。③桥台轻度破坏，桥台背墙、翼墙轻微开裂。 C-中等破坏 不需处置但需限制通行或处置后恢复正常通行 震后通过简单处加固后，达到正常使用标准。如图： ①主梁发生移位，但仍有安全支撑，无落梁风险；移位在5cm以上，但未从支座垫石滑落；②桥墩无明显倾向，桥墩轻微开裂或保护层剥落但未伤及核心区砼，但桥墩承载能力无明显下降；③桥台中度破坏，桥台背墙、翼墙开裂。 D-严重破坏 需处置后满足应急抢险通行 震后需加固处置才可达到正常使用标准 ①主梁发生严重移位，存在落梁风险；②桥墩明显倾向，桥墩严重开裂，形成主裂缝或形成多条剪切缝并延伸至核心区，桥墩承载能力明显下降；③桥台严重破坏，背墙、翼墙垮塌，桥台该类（帽梁）剪断。 E-完全损毁或失效 完全丧失通行能力，已无修复必要 需要进行结构构件的更换或撤除重建 ①全桥或部分联跨发生整体垮塌；②主梁发生整跨落梁；③桥墩出现剪断或压溃）。

通过统计分析，1657座公路桥梁中，有1.6%的桥梁完全损毁，6.6%的桥梁出现严重破坏，9.0%的桥梁出现中等破坏，26.5%的桥梁出现轻微破坏，56.3%的桥梁未出现明显震害，交通基础设施抗震减灾技术研讨会交流材料 4 详见饼状图2-2。

56.3%26.5%

9.0%6.6%1.6%

未破坏轻微破坏中等破坏严重破坏完全损毁

5%4%

31%

48%

12%

完全损毁严重破坏中等破坏轻微破坏未破坏 图2-2 被检桥梁破坏情况饼状图图 图2-3 重灾区、极重灾区桥梁破坏饼图 在重灾区、极重灾区的469座公路桥梁中，4.5%的桥梁完全损毁，4.3%的桥梁出现严重破坏，31.3%的桥梁出现中等破坏，48.3%的桥梁出现轻微破坏，11.6%的桥梁未出现震害，见图2-3。 受灾严重的桥梁大部分集中距发震断层——龙门山中央断裂带附近。上盘距发震断裂20km，下盘距发震断裂7km范围，包括了60%的受灾严重桥梁；位于上盘震损桥梁占65.7%，下盘占31.4%。可见近断层地震动和断层上盘效应对桥梁破坏有很大影响。 2.2 桥梁震害分类 1）常见桥梁震害分类 常见的桥梁震害分类为：直接震害和间接震害。 直接震害指桥梁结构在地震力作用，发生的破坏，主要有：梁体移位、落梁、支承（支座）破坏及桥墩破坏和地基失效。 间接震害指桥梁附近发生山体跨塌、滑坡、泥石流等因素造成桥梁破坏。 2）汶川地震桥梁震害建议分类方法 根据汶川地震桥梁破坏情况及震害调查分析，建议将桥梁震害按结构破坏原因（机理）划分为直接震害和间接震害，在此基础上按构件进行震害分级划分，以便在抗震救灾不同阶段根据分类、分级确定处治措施。分类表详见表2-2。 表2-2 汶川地震桥梁震害分类及构件破坏分级 震害分类 震害分级 备注 A- 间接震害 （地质灾害） A1-山体跨塌掩埋桥梁 A2-山体跨塌砸断主梁 A3-山体跨塌及落石砸断桥墩 B-直接震害 主梁震害 b1－主梁未发生移

位 －

b2－主梁轻微移位 主梁移位低于5cm。 交通基础设施抗震减灾技术研讨会交流材料 5 b3－主梁中度移位 主梁移位大于5cm，但未从垫石滑落 b4－主梁严重移位 主梁从垫石滑落，但未从盖梁滑落 b5－主梁落梁 主梁发生落梁。

桥墩挡块 C1－挡块完好 － C2－挡块开裂 － C2－挡块剪断 －

桥墩 P1－完好 － P2－轻微开裂 桥墩只出现保护表明裂纹。

P3－中度开裂 桥墩中度开裂或保护层剥落但未伤及核心区砼，但桥墩承载能力无明显下降；

P4－严重开裂、压溃 桥墩严重开裂，形成主裂缝或形成多条剪切缝并延伸至核心区，桥墩承载能力明显下降；桥墩压溃。 P5－完全失效 桥墩出现剪断和倒塌

2.3 桥梁震害处治对策 B-轻微震害：抢通、保通阶段可暂不处治，恢复重建阶段修复开裂桥台背墙、翼墙。 C-中等破坏：抢通、保通阶段可暂不处治，但需加强观测；恢复重建阶段可通过主梁复位，桥墩表层混凝土修补，桥台加固予以修复。 D-严重破坏：抢通、保通阶段应采用紧急加固，或开辟便道（桥）绕行；恢复重建阶段可通过主梁复位、桥墩加固、桥台修复予以修复。 E-完全损毁或失效：抢通、保通阶段应开辟便道（桥）绕行；恢复重建阶段开展全面重建。 3 隧道震害与分类

3.1 隧道震害调查 通过对地震极重、重灾区内，14条分布有隧道的线路震害调查、检测，总计完成40座隧道震害资料的收集和整理分析。 隧道震害主要表现为：隧道洞口被山体滑坡崩塌掩埋、洞门开裂、结构破损；衬砌开裂掉块甚至坍塌、施工缝开裂错台、衬砌开裂后渗漏水；排水系统遭到堵塞和破坏、积水严重，路面及仰拱隆起、错台等。 3.2 隧道震害分级 依据震害调查、统计，为准确描述隧道震害程度，将隧道震害分为五级，见表3-1所示。 表3-1 隧道震害程度分级 震害程度 震害描述 无破坏(A) 地震对隧道无破坏 轻度破坏(B) 正常通车，局部破损，需要较小程度的修缮、加固