项目名称：高烈度地震区大跨公路隧道防震减灾关键技术及应用

主要完成单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司、重庆交通大学、中铁十二局集团有限公司

项目简介：我国属于地震多发国家，在高烈度（8、9 度）地震作用下，隧道抗震不利地段会产生结构塌方、开裂、变形、隆起等破坏形式，一旦地下结构受损或破坏后，修复难度大。隧道防震减灾是确保干线公路在抗震救灾、战略救援、灾后重建等发挥“生命线”作用的关键因素之一。该项目组从理论到实践历时10余年，在国家自然科学基金和校企合作研发项目的资助下，在大跨公路隧道地震动响应规律及致灾机理、动力深浅埋界限划分以及防震减灾关键技术等方面取得了重大突破，主要研究成果如下：

（1）揭示了大跨公路隧道地震动响应规律，明确了隧道结构重点设防部位和范围。

研究揭示了高烈度（8、9度）地震区大跨公路隧道衬砌位移、应力、围岩塑性区等地震动响应规律及灾变机理，明确了隧道洞口、浅埋段、非活动性断层的衬砌结构重点设防部位，给出了大跨隧道穿越非活动性断裂沿纵向设防范围应延伸至断层分界面外不小于 25m，建立了地震作用下的隧道加卸载响应比计算模型，提出了基于加卸载响应比的隧道地震失稳临界点判定标准。

（2）提出了高烈度地震动条件下的大跨公路隧道深浅埋界限划分计算方法。

利用比尔鲍曼压力拱理论，综合考虑了地震动作用、围岩参数、隧道跨度和埋深等，推导出适用于松散岩土体的大跨隧道地震动条件下深浅埋划分界限计算公式，对比等效高度荷载法，隧道动力深浅埋界限值增大14.9%，确定了大跨公路隧道洞口、浅埋段抗震设防长度为埋深不小于 50m。

（3）提出了大跨公路隧道组合减震措施及其关键技术参数，研发了预制拼装沥青混凝土板减震层。

对比研究了大跨公路隧道设置防震缝、减震层、间环注浆等减震措施，开展了非活动性断层的振动台试验，提出了洞口、浅埋段采用“防震缝+减震层”组合减震措施，非活动性断层采用“防震缝+间环注浆”的组合减震措施，研发了一种预制拼装沥青混凝土板减震层，相比扩大断面、结构加强等抗震措施，每公里大跨公路隧道节约工程投资 200 余万元。