[1.11活动断层 active

晚第四纪以来有活动的断层

所与验算以外的抗震设计内容暖通空调管理，包括结构构

f一材料的强度值； F,——作用在结构上的作用组合标准值； S—地震作用组合的效应设计值； 8一一重力加速度； K。一一地震主动土压力系数； Kpsp——地震被动土压力系数； Kca一土体黏聚力产生的主动土压力系数； Kep——土体黏聚力产生的被动土压力系数； 一地震角 Ts地层固有周期； (EA) 一一盾构隧道等效抗压刚度； (EA)——盾构隧道等效抗拉刚度； (EA)eq—盾构隧道等效抗弯刚度; Kr 隧道横截面螺栓抗拉刚度

3.1抗震设防分类和设防标准

3.1.1公路隧道应根据公路等级及隧道重要性按表3.1.1进行抗震设防分类。对经济、 国防具有重要意义，或有利于抗震救灾确保生命线畅通的公路隧道，宜适当提高抗震设 防类别，

3.1.1公路隧道抗震设防

为了满足我国公路隧道及水下隧道的抗震设防需要，提高抗震设计的可操作性，对 公路隧道的抗震设防重要性分类作更加详细的规定。同时，总结汶川地震的经验教训， 某些低等级公路隧道对抗震救灾具有举足轻重的作用，是灾区的生命线工程，需要提高 抗震设防类别。

1性能要求1：地震后衬砌结构应力低于弹性极限，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弹性极限，但在屈服强度以内，结构处于 弹性向弹塑性过渡状态：结构局部轻微损伤，不需维修或简单加固后可继续使用。

3性能要求3：地震后衬砌结构应力超过屈服强度，未达到结构最大承载力，结 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塌，通过修 和加固可以恢复结构物功能。

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塌，通过修复 和加固可以恢复结构物功能 3.1.3A类、B类和C类隧道宜采用两水准抗震设防，D类隧道宜采用一水准抗震设 防。各类隧道的抗震设防目标应符合表3.1.3的规定。

3.1.3A类、B类和C类隧道宜采用两水准抗震设防，D类隧道宜采用一水准抗震 防。各类隧道的抗震设防目标应符合表3.1.3的规定

表3.13各类公路隧道的抗震设防目标

按照“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震总体设防目标，考虑与现行《抗震规 范》关于抗震性能目标的延续性和一致性，以及参考国内外隧道抗震设计目标要求，本 规范规定：A类隧道的抗震设防目标是E1地震作用（重现期475年）下不应发生损伤， E2地震作用（重现期约为2000年）下可产生有限损伤，地震后应能维持正常交通通行： B类隧道的抗震设防目标是E1地震作用（重现期75年）下不应发生损伤，E2地震作用 （重现期约为1000年）下可产生有限损伤，地震后应能维持正常交通通行；C类隧道的 抗震设防目标是E1地震作用（重现期50年）下不应发生损伤，E2地震作用（重现期约 为475年）下不发生局部或整体塌；D类隧道的抗震设防目标是E1地震作用（重现期 30年）下不应发生损伤，

3.1.4各类隧道的抗震设防措施应按表3.1.4确定。 表3.1.4各类公路隧道抗震设防措施等级

各类隧道的抗震设防措施应按表3.1.4确

表3.1.4各类公路隧道抗震设防措施等级

隧道的抗震重要性系数C，应按表3.1.5确定

表3.1.5各类隧道的抗震重要性系数C 7

表3.1.5各类隧道的抗震重要性系数C 7

注：①沉管隧道取1.3

为了在《抗震规范》采用的一阶段弹性抗震设计基础上进一步考虑结构的塑性变形 性能需求，本规范增加了E2地震作用下的第二阶段弹塑性抗震设计，对于沉管隧道、盾 构隧道以及明挖隧道十分重要。第一阶段E1地震作用设防水平与《抗震规范》是一致的 这一水平经过汶川地震震后调查评估是合理的。 《抗震规范》89版规定的设计地震动参数采用“抗震重要性系数”和“综合影响系 数”进行调整，本规范将上述2个系数整合成1个系数，即本规范的“抗震重要性系数” 仅采用“抗震重要性系数”来调整设计地震动参数，取消了“综合影响系数”。 B、C、D类的E1地震作用对应的抗震重要性系数分别取0.43、0.34和0.26，对应 的设计地震动重现期大体上分别为75年、50年和30年；A类隧道，为保证较高的抗震 设防水平，同时参考国内外盾构隧道、明挖隧道以及港珠澳大桥沉管隧道抗震设计，抗 震重要性系数取1.0，设计地震动为50年超越概率10%，重现期约为475年。 B、C、D类的E2地震作用对应的重要性系数分别取1.7、1.3和1.0，对应的设计地 震动重现期大体上分别为2000年、1000年和475年。近年来，国内外大型水下隧道抗震 设防标准中对于罕遇地震一般为取50年超越概率2~3%，重现期约为1600~2400年，但 沉管隧道一般采用100年超越概率2~3%，重现期约为1000年，因此本规范规定A类隧 道中，沉管隧道重要性系数取值1.3，其他取值1.7。

3.2.1公路隧道抗震设计要考虑的地震作用应采用所在地区基本地震动参数和抗震重 要性系数C来表征。开展了专门的工程场地地震安全性评价的隧道，其各级地震作用的 震动峰值加速度值应不低于根据本规范3.1.5规定的抗震重要性系数所确定的地震动峰 值加速度值

开展了专门的工程场地地震安全性评价的隧道，“其各级地震作用”是指：在与 范3.1.5抗震重要性系数所对应的重现期相同的地震作用应不低于抗震重要性系数所 的地震动峰值加速度值。

表了专1的工程场地地震安全性评价的道，“其各级地震作用”是指：在与本规 抗震重要性系数所对应的重现期相同的地震作用应不低于抗震重要性系数所确定 动峰值加速度值。

3.2.2对隧址进行专「的工程场地地震安全性评价时，除应符合现行《工程场地地震 安全性评价》（GB17741）规定的工作内容和深度要求外，确定的地震作用还应满足本规 范的相关规定。

一般情况下，公路隧道抗震设计不需要开展专门的工程场地地震安全性评价工作， 地震作用按本规范第五章有关规定确定。根据本规范和《工程场地地震安全性评价》（GB 7741）的规定需要开展工程场地地震安全性评价的隧道，地震作用的超越概率水平应根 据隧道的抗震设防目标，按表3.1.5中抗震重要性系数所对应的重现期确定。 地震区划图规定的是抗震设防的最低要求，地震安全性评价的结果低于这一要求规 定的抗震设防参数，应采用区划图规定的，保证安全性，

3.2.3需要根据基本地震动峰值加速度确定相应的抗震设防烈度时，应将其换算为 类场地的基本地震动峰值加速度A，按表3.2.3对应关系确定，

.3地震动峰值加速度分档与抗震设防烈度的对应

“设计基本地震加速度"是根据原建设部的建标[19921419号《关于统一抗震设计规范 地面运动加速度设计取值的通知》提出的，本规范称为Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度， 简称A值。本规范表3.2.3直接引用国标《中国地震动参数区划图》GB18306的表G.1 和表F1。非Ⅱ类场地的地震动峰值加速度与Ⅱ类场地上地震动峰值加速度的换算，应 按照《中国地震动参数区划图》GB18306的表E.1，换算ⅡI类场地上地震动峰值加速度。

3.3.1隧道抗震应按下列3类方法进行设计。 11类：应进行E1地震作用和E2地震作用下的抗震分析和抗震验算，并应满足抗 表措施要求。 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

表3.3.2隧道抗震设计方法表

为确保隧道结构抗震安全性，同时尽可能减小计算工作量，参照现行国内外相关规 范，本规范规定：基本地震动峰值加速度分区值0.05g地区的B类、C类和D类隧道， 可只进行抗震措施设计；对基本地震动峰值加速度分区值0.30g以上（含0.30g）地区的 D类隧道可只进行E1地震作用下的抗震分析与验算，并满足抗震措施要求；A类隧道应 进行E1和E2地震作用下的抗震分析与验算，并满足抗震措施要求；一般情况下，B类 和C类隧道可以根据情况确定是否进行E1和E2地震作用下的抗震分析与验算，在本规 范第 9 章、第 10 章、第 11 章和第12章有相应规定。

1根据本规范第3.1.1条确定隧道的抗震设防类别。 2根据本规范第3.1.3条确定隧道的抗震设防目标及其抗震性能要求。 3根据隧道的抗震设防类别、抗震性能要求和本规范第3.3.2条等，确定抗震设计 内容和抗震设计方法，包括：抗震分析与抗震验算、抗震措施设计等。 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，确定隧道的E1地震作用和E2地震作用。 5一般情况下，隧道抗震设计宜按图3.3.3流程进行。

图3.3.3公路隧道抗震设计流程

4.1.1公路隧道在选址时应考虑下列宏观震害或地震效应： 1强烈地震动导致隧道结构物的振动破坏。 2强烈地震动造成的场地、地基失稳或失效，包括液化、地裂、震陷、滑坡、崩塌 等。 3断层错动，包括基岩断裂及构造性地裂造成的破坏。 4局部地形、地貌、地层结构的变异引起的地震动异常造成的特殊破坏。 4.1.2公路隧道地质勘察除应满足相关规范要求外，还应从抗震角度对下列内容进行 场地与地基勘察和评价。 1场地土的类型、场地类别、场地抗震地段类别、地基液化判别； 2活动性断层和发震断层的位置、连续性和活动性等； 3隧址区潜在滑坡、塌陷、崩塌和采空区等岩土体的稳定性： 4断层破碎带、岩溶、软弱围岩等地段隧道的稳定性； 5土层剖面及土的动剪切模量和阻尼比等参数

根据隧道结构的特点，本条给出了修建隧道工程进行抗震设防时，应对场地与地基 进行勘察和评价的内容。这些内容虽各不相同，但又互有交叉，应该根据场地的条件和 不同工程的具体情况与要求，进行其中一项或多项工作。采取时程分析法进行抗震计算 时，尚应根据设计要求提供土层剖面及土的动剪切模量和阻尼比等参数。

表4.2.1隧道围岩抗震地段类别

本条规定了隧道埋深、围岩级别与抗震地段类别的关系。一般情况下，处于坚硬、 完整岩体中的隧道其抗震是有利的，处于不良地质地段的隧道抗震是不利的；深埋隧道 抗震是有利的，浅埋隧道抗震是不利的；相对于洞身隧道结构，洞口、边仰坡的抗震是 不利的。因此，综合考虑隧道埋深和隧道地质条件，将不同区段下的隧道划分为有利、 一般、不利和危险4种隧道抗震地段类别

4.2.2在隧道勘察时应从宏观地质与微观地质出发，对隧道边仰坡、洞口等地段的场 地，根据抗震有利、一般、不利、危险地段进行划分，场地的地段类别应按表4.2.2进行 划分。

表4.2.2场地的地段类别划分

4.2.3隧址宜绕避抗震不利地段和危险地段；难以绕避时，应以最短距离穿越抗震 利地段和危险地段：当必须穿越VI度及以上地震区的危险地段时，应进行专题研究。

隧址即隧道的工程场地。本条系参考《抗震规范》第4.1条的相关规定。鉴于隧道结 的选址是根据交通规划的要求确定的，宜尽量规避危险地段，不能规避时，应对危险 段进行处理。

4.2.4隧道工程场地岩土剪切波速按下列规定确定：

4.2.4隧道工程场地岩土剪切波速按下列规定确定：

1对于A类隧道，应通过现场实测确定工程场地土层剪切波速。 2对于B、C、D类隧道，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状，结合当地 的经验，按表4.2.4估计各岩土层的剪切波速，

表4.2.4岩土的类型划分和剪切波速范围

4.2.5隧道洞口、浅理段隧道以及明挖隧道和沉管隧道的场地覆盖层厚度应按下列规 定确定： 1一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均 不小于500m/s的土层顶面的距离确定。 2当地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土层剪切波速2.5倍的土层，且该层 及其下卧层各层岩土的剪切波速均不小于400m/s时，可按地面至该土层顶面的距离确定 3剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。 4土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。

4.2.6土层平均剪切波速应按下式计算：

5土层平均剪切波速应按下式计算：

Vse = do/i

t=2(d./vs)

4.2.7隧道洞口、浅理段隧道、明挖隧道、盾构隧道及沉管隧道的场地类别，应根据 岩石的剪切波速或土层平均剪切波速和场地覆盖层厚度划分为四类，并应符合表4.2.7的 规定。当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于表4.2.7所列场地类别的分界线附近 时，应按插值方法确定地震作用计算所用的特征周期。

表4.2.7隧道隧址场地类别划分

注：表中数据为场地覆盖层厚度（m）

表中数据为场地覆盖层厚度

采用《建筑抗震设计规范》GB50011的工程场地类别划分方法。《建筑抗震设计规 范》是以平均剪切波速和覆盖层厚度作为评定指标的双参数分类方法，得到了我国工程 界的普遍认同，在使用过程中也提出了一些问题和意见。主要的意见是此分类方案呈阶 第状变化，在分界线附近覆盖层厚度或平均剪切波速稍有变化，场地类别的变化可能导 致地震作用的取值差异大。为了弥补场地类别的阶跃，本规范允许在剪切波速和覆盖层 享度数据可靠、且处于场地类别分界线附近（相差15%的范围内）的条件下，根据表4.5.2 借助插值方法确定特征周期值。

4.2.8隧道工程场地范围内有发震断层时，应对断层错动的工程影响进行评价，并 符合下列要求： 1当符合下列条件之一时，可不考虑断层错动对隧道的影响。

1）抗震设防地震动分档小于0.20g的地区； 2）非全新世断层； 3）对于盾构隧道、沉管隧道和明挖隧道，抗震设防地震动分档为0.20g（0.30g）和 0.40g的地区，全新世基岩隐伏断层的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。 2当不能满足上述条件时，宜采取下列措施。 1）隧道轴向不宜近距离平行主断裂； 2）当隧道不得已穿越活动断层带时，可布设在断裂带较窄的部位，且应对断裂带的 错动速率及错动量等进行专题论证，并在隧道设计中采取应对措施； 3）隧道平行于活动断裂布置时，宜布设在断裂带的下盘内

4.3.1天然地基基础抗震验算时，地基抗震承载力应按式（4.3.1）计算

式中：JaE 调整后的地基承载力； K地基抗震承载力调整系数，应按表4.3.1取值； 修正后的地基承载力容许值，应按《公路桥涵地基基础设计规范》（JTG D63）采用

表4.3.1地基抗震承载力调整系数

4.3.2验算天然地基地震作用下的竖向承载力时，按地震作用组合计算的基础底面压 应力和边缘最大压力应符合下列各式要求：

P≤ faE Pmax ≤1.2fa

式中：P一地震作用组合下的基础底面平均压力； Pmax——地震作用组合下的基础边缘的最大压力。 条文说明 地基基础的抗震验算，一般采用所谓“静力法”，此法假定地震作用如同静力，然后 在这种条件下验算地基和基础的承载力和稳定性。所列的公式主要是参考相关规范的规 定提出的。

式中：P—地震作用组合下的基础底面平均压力；

4.4.1抗震设防地震动分档0.05g的地区内对液化沉陷敏感的隧道结构，宜按抗震设防 地震动分档为0.10g的要求进行场地地震液化判别和处理；抗震设防地震动分档为0.10g 及以上的地区，A类结构物应进行专门的场地液化勘察和处理，B、C类隧道结构可按本 地区抗震设防烈度的要求进行场地地震液化判别

本条规定王要依据液化场地的震害调查结果。多数资料表明抗震设防地震动分档为 0.05g的地区，液化对一般隧道结构物所造成的震害是比较轻的，一般情况下可不进行液 化判别和处理。但对液化沉陷敏感的隧道结构物（如沉管隧道、明挖隧道，山岭隧道和 盾构隧道的浅埋段、洞口段）可按抗震设防地震动分档为0.10g的要求进行判别和处理。 由于A类隧道结构物（包括相当于A类隧道结构物的其他特别重要工程）的地震作用要

本条规定王要依据液化场地的震害调查结果。多数资料表明抗震设防地震动分档为 0.05g的地区，液化对一般隧道结构物所造成的震害是比较轻的，一般情况下可不进行液 化判别和处理。但对液化沉陷敏感的隧道结构物（如沉管隧道、明挖隧道，山岭隧道和 盾构隧道的浅埋段、洞口段）可按抗震设防地震动分档为0.10g的要求进行判别和处理。 由于A类隧道结构物（包括相当于A类隧道结构物的其他特别重要工程）的地震作用要

本地区设防烈度提高一度计算，当为VII、IX度时尚应专门进行研究，所以本条相应地 定A类工程结构物在抗震设防地震动分档大于和等于0.10g的地区应进行专门的液化 容和处理，

4.4.2存在饱和松砂和饱和粉土的地基，除抗震设防地震动分档为0.05g的地区外，应 行液化判别。砾粒含量较高的饱和砂土、粉土，饱和粉细砂与粉质互层土、混砂土， 液化可能性宜做专门研究，

饱和松沙和饱和粉土属于可液化土层，这已经被历次地震的震害调查结果所证实。 所以对于存在饱和松砂和饱和粉土的地基，除抗震设防地震动分档为0.05g的地区外，应 进行液化判别。 含砾粒砂土、粉质黏土与粉砂互层土、混砂土可能发生液化，但目前对其液化性能 的研究尚不充分，对其液化问题作为砂土或粉土处理，也是不合适的，应进行专门的研

4.4.3一般地基地面以下15m，桩基和基础埋置深度大于5m的天然地基，地面以下 20m范围内有饱和砂土或饱和粉土（不含黄土），符合下列条件之一时，可初步判别为 不液化或不考虑液化影响： 1地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及其以前，且地震动峰值加速度小于0.40g的 地区，可判别为不液化。 2地震动峰值加速度为0.10g（0.15g）、0.20g（0.30g）和0.40g的地区，粉土的黏 粒（粒径小于0.005mm的颗粒）含量百分率分别不小于10、13和16时，可判为不液化 土。 注：用于液化判别的黏粒含量系采用六偏磷酸钠作为分散剂测定，采用其他方法时应按有关规定换算 3浅埋天然地基的结构物，当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之 时，可不考虑液化影响：

式中：d一上覆盖非液化土层厚度（m），计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除； do一液化土特征深度（m），可按表4.4.3采用； dw一一地下水位深度（m），宜按设计基准期内年平均最高水位采用，也可按近期 内年最高水位采用：

础埋置深度（m），不超过2m时应采用2m。

表4.4.3液化士特征深度d（m）

4.4.4需进一步进行液化判别时，应采用标准贯入试验进行地面下15m深度范围内土 勺液化判别；采用桩基或基础埋深大于5m的基础时，还应进行地面下15m～20m范围 内土的液化判别。当饱和土标准贯入锤击数（未经杆长修正）小于液化判别标准贯入锤

数临界值N。时，应判为液化主。有成熟经验时，也可采用其他判别方法。液化判别标 贯入锤击数临界值的计算，应符合下列规定： 1在地面下15m深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算

式中：Vr 修正的液化判别标准贯入锤击数临界值； 黏粒含量百分率（%），当小于3或为砂土时，应采用

圆钢标准N.r=N.[0.9+0.1(d,dw)l/3/p

N.r= N。(2.4 0.1d.w)/3/p

表4.4.4液化判别标准贯入锤击数基准值Ns

本条文主要给出了场地地震液化的进一步判别方法。 液化判别的深度。汶川地震砂土液化现场考察发现4个不同地区的村庄均出现了液 化喷水高度达10m以上的情况，勘察确认了20m以内深处土层液化的真实性。过去的多 次大地震中也发现，地面以下15～20m的粉细砂层可能发生液化。另外，考虑到隧道结 构特殊性，隧道洞门埋深较浅、浅埋隧道，上面覆盖层较薄。因此，地面以下15～20m 范围内土层的液化，可能引起地下隧道洞门和洞身结构的严重破坏或上浮，对地面以下 20m土层进行液化判别是非常必要的。所以本条文关于液化判别的深度引用了《抗震规 范》的规定，即：对地面以下20m深度范围的饱和砂土、粉土应采用标准贯入试验法判 别。 对超过20m深度土层的深层土液化问题，目前的研究还不够深入，当隧道结构底面 埋深超过20m时，对深层土层的液化问题，有必要进行专门的研究。 进一步判别时宜采用多种方法进行分析、比较和判断。当有成熟经验时，尚可采用 其他液化判别方法。有代表性的方法： 1）NCEER法：即经Youd等修改后的Seed简化方法，是国外目前普遍接受的液化 判别方法。 2）砂土液化概率判别法：陈国兴等（2005）选取国内外25次大地震中344个场地 的实测资料，提出以地面峰值加速度为指标并具有概率意义的液化判别方法。

3）静力触探试验判别法：此方法已纳入《铁路工程抗震设计规范》。 4）剪切波速判别法。 5）动三轴试验判别法。

4.4.5对存在可液化土层的地基，应探明各可液化土层的深度和厚度，并按式（4.4. 计算每个钻孔的液化指数，并按表4.4.5综合划分地基的液化等级

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