重庆市城市隧道抗震加固技术导则

城市隧道抗震加固设计导则重庆市住房和城乡建设委员会二〇二〇年九月前言根据《重庆市住房和城乡建设委员会关于下达2020年度勘察设计行业创新研究与能力建设项目计划的通知》（渝建勘设[2020]36号）的要求，导则编制组广泛调查研究，认真总结实践经验，并在广泛征求意见的基础上制定本导则。本导则主要技术内容:1.总则；2.基本规定；3.抗震加固验算；4.抗震加固材料；5.隧道衬砌抗震加固；6.隧道洞口、洞门抗震加固。导则全文由重庆市市政设计研究院有限公司编写和统稿。本导则由重庆市住房和城乡建设委员会负责管理，重庆市市政设计研究院负责技术内容的解释。本导则的实施、应用过程中，希望各单位注意收集资料，总结经验，并将需要修改、补充的意见和有关资料反馈至重庆市市政设计研究院有限公司（地址：重庆市江北区洋河一村69号，邮编：400020，电话：[phone]）。编制单位：重庆市市政设计研究院有限公司编制人员：董孟能陈德玖刘建伟杜春林张林谢红明龚能飞郝渝军谭颐刘基正贺国银文云波俞凡胡润忠张翼丹胡雷谢承作付士航胡佳郑乃嘉唐强审查专家：黄伦海肖了林付钢朱自力代彤目录1总则.............................................................12基本规定.........................................................22.1一般规定...................................................22.2抗震设防分类和设防标准.....................................22.3抗震加固设计流程...........................................43抗震加固验算.....................................................63.1一般规定...................................................63.2抗震加固计算方法...........................................83.3抗震加固验算...............................................94抗震加固材料....................................................144.1一般规定..................................................144.2水泥与混凝土..............................................144.3加固钢筋和钢材性能........................................144.4胶黏剂....................................................155隧道衬砌抗震加固................................................175.1一般规定..................................................175.2粘贴钢板带抗震加固........................................175.3嵌入钢架抗震加固..........................................185.4套拱抗震加固..............................................195.5换拱抗震加固..............................................205.6隧底抗震加固..............................................215.7锚杆抗震加固..............................................246隧道洞口、洞门抗震加固..........................................256.1一般规定..................................................256.2洞口抗震加固..............................................256.3洞门抗震加固..............................................27引用标准名录.......................................................29本导则用词说明.....................................................3011总则1.0.1本导则适用于重庆地区由于抗震等级调整，经抗震评估后需要进行抗震加固的城市快速路、主干路、次干路、支路和城市其它道路内的既有隧道抗震加固设计，其他用途的城市隧道可参考。1.0.2既有城市隧道的抗震加固设计应贯彻国家有关政策，积极而慎重采用新技术、新材料、新设备和新工艺，使得抗震加固达到安全实用、质量可靠、经济合理、技术先进的要求。1.0.3既有城市隧道的抗震加固设计除应符合本导则的规定外，尚应符合国家、行业和重庆市现行相关标准、规范及规程等的规定。22基本规定2.1一般规定2.1.1既有城市隧道抗震加固设计应结合隧道原建设、运营、维护等相关资料进行抗震评估，从安全实用、质量可靠、经济合理、技术先进等方面综合确定，并应符合下列原则：1考虑经济性、减少施工时间等因素，隧道抗震加固设计宜与其病害加固设计相结合，同时进行。2隧道抗震加固和病害处置前，应综合考虑装饰材料和防火涂料的恢复。3隧道洞口、浅埋段、断层破碎带段、软硬地层变化段、结构形式变化段宜采取增强措施以提高抗震承载力或变形能力。4抗震加固设计应减小对原有结构的损伤。5新增结构构件与原有构件之间应有可靠连接，整体共同工作。6抗震加固设计应充分考虑隧道容貌美观、行车安全等因素。2.1.2按本导则进行抗震加固的既有城市隧道，在隧道剩余设计使用年限，应满足隧道结构的抗震性能要求。2.2抗震设防分类和设防标准2.2.1根据《中国地震动参数区划图》GB18306，重庆地区除荣昌局部区域（昌元街道、广顺街道、昌州街道、安富街道、双河街道、清江镇、清升镇、荣隆镇）、黔江部分地区（城东街道、城南街道、城西街道、正阳街道、舟白街道、小南海镇、石会镇、沙坝镇、白土乡）按0.10g（即地震烈度7度）进行抗震设防外，其余地区均按0.05g（即地震烈度6度）进行抗震设防。2.2.2重庆地区既有隧道根据城市道路等级及其重要性按照表2.2.2进行抗震设防分类。表2.2.2重庆地区城市隧道抗震设防分类抗震设防类别适用范围甲穿越江、河、湖等水域，技术复杂、修复困难的城市水下隧道乙1、快速路、主干道隧道2、三车道、四车道隧道3、连拱隧道、明洞和棚洞丙次干道隧道3丁支路隧道及除甲、乙、丙三类隧道以外的其他隧道2.2.3重庆地区既有隧道结构的抗震性能要求应根据设防目标分成下列三个等级：1性能要求1：地震后衬砌结构应力低于衬砌材料弹性极限，衬砌结构仍处于弹性状态；结构无破坏，结构物功能保持震前状态。2性能要求2：地震后衬砌结构应力超过衬砌材料弹性极限，但在屈服强度以内，结构处于弹性向弹塑性变化的过渡状态；结构局部轻微损伤，不需要维修或简单加固后仍可继续使用。3性能要求3：地震后衬砌结构应力超过衬砌材料屈服强度，但未达到结构最大承载力，结构处于弹塑性状态、未失稳；结构产生损伤破坏，但不应出现局部或整体坍塌，通过修复和加固可以恢复结构物功能。2.2.4甲类、乙类和丙类城市隧道宜采用两水准抗震设防，丁类隧道宜采用一水准抗震设防。重庆地区各类城市隧道的抗震设防目标应符合表2.2.4的规定。表2.2.4重庆地区各类城市隧道的抗震设防目标抗震设防类别设防目标E1地震作用E2地震作用甲、乙性能要求1性能要求2丙性能要求1性能要求3丁性能要求1—2.2.5重庆地区各类城市隧道的抗震设防措施等级应按表2.2.5确定。表2.2.5重庆地区各类城市隧道的抗震设防措施等级抗震设防类别地震基本烈度6度7度0.05g0.10g甲、乙二级三级丙、丁一级二级2.2.6重庆地区各类城市隧道的抗震重要性系数Ci应按表2.2.6确定。表2.2.6重庆地区各类城市隧道的抗震重要性系数Ci抗震设防类别E1地震作用E2地震作用甲1.01.7乙0.431.3丙0.341.0丁0.26—42.3抗震加固设计流程2.3.1隧道抗震加固应按下列三类方法进行设计：11类：应进行E1地震作用和E2类地地震作用下的抗震分析和抗震验算，并应满足抗震措施要求。22类：应进行E1地震作用下的抗震分析和抗震验算，并应满足抗震措施要求。33类：应满足抗震措施要求，可不进行抗震分析和抗震验算。2.3.2根据隧道抗震设防分类及抗震设防水平，隧道抗震加固设计方法宜按表2.3.2选用。表2.3.2隧道抗震加固设计方法抗震设防类别设防水平6度7度0.05g0.10g甲2类1类乙3类3类丙3类3类丁3类3类2.3.3隧道抗震加固设计应遵循下列工作流程。1根据合格的专项抗震评估，确定既有城市隧道是否需要抗震加固处理。2分析隧道原有建设、运营、维护等相关资料，确定抗震加固隧道的抗震设防类别、抗震设防目标、抗震性能要求。3根据隧道的抗震设防类别、抗震设防目标、抗震性能要求等，确定抗震加固设计内容、抗震加固设计措施及其抗震加固设计方法等。4根据现行《中国地震动参数区划图》GB18306或专门的场地地震安全性评价结果，确定既有隧道的E1、E2地震作用。5隧道抗震加固设计宜按图2.3.3所示流程进行。5既有隧道专项抗震评估既有隧道抗震加固设计不满足抗震要求不满足抗震要求抗震设防类别抗震设防目标抗震性能要求三类抗震加固设计方法第一类抗震加固设计方法第二类抗震加固设计方法第三类抗震加固设计方法抗震加固措施确定E1和E2地震作用两阶段抗震加固分析计算抗震加固措施确定E1地震作用一阶段抗震加固分析计算抗震加固验算是否通过否否否否确定抗震加固措施完成抗震加固设计是是图2.3.3隧道抗震加固设计流程图63抗震加固验算3.1一般规定3.1.1各类隧道结构的地震作用，应符合下列规定:
1应考虑沿结构横断面方向的水平地震作用。
2抗震设防地震动分档为0.10g及以上地区的隧道和单洞四车道及以上的大跨度隧道，及竖直向作用引起的地震效应很显著时，应同时考虑沿横断面方向的水平向和竖直向的地震作用。3盾构隧道、沉管隧道和明挖隧道应同时考虑沿横断面方向和沿结构纵向的水平地震作用。
3.1.2隧道结构抗震加固设计地震动参数确定应符合下列规定：1开展了专门的工程场地地震安全性评价的隧道，应根据安全性评价结果确定地震动参数。
2对其他隧道，地震动参数可在现行《中国地震动参数区划图》GB18306基础上采用本导则相关规定确定。
3甲类隧道应根据专门的工程场地地震安全性评价确定参数。3.1.3隧址区及外延10km范围内存在发震断层时，宜进行工程场地地震安全性评价；隧址区及外延5km范围内存在可能发生震级不小于6.5级的发震断层时,应进行工程场地地震安全性评价。3.1.4水平向地震作用1采用静力法进行抗震计算时,地表水平向设计地震动峰值加速度Ah应根据下式确定：Ah=CsAhⅡ(3.1.4-1)AhⅡ=CiA(3.1.4-2)式中:Cs—场地地震动峰值加速度调整系数，按表3.1.4-1所给值分段线性插值确定；当采用的地震动参数适用隧址场地时，Cs=1.0；
AhⅡ—Ⅱ类场地地表水平向设计地震动峰值加速度（单位:g）；
Ci—抗震重要性系数，按本导则表2.2.6取值；A—Ⅱ类场地