地质灾害治理工程桥梁隧道保护技术应用指南（试行）

地质灾害治理工程桥梁隧道保护技术应用指南（试行）1适用范围本指南适用于威胁既有在建、运营公路、铁路桥梁隧道安全的滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害治理工程中的桥梁隧道保护设计、施工、验收及运维，新建桥梁隧道工程配套地质灾害治理的保护工作可参照执行。2术语与定义2.1地质灾害治理工程桥梁隧道保护为避免或减轻地质灾害对治理影响范围内桥梁隧道主体结构、运营安全造成危害，所采取的工程加固、拦截疏导、监测预警等综合防护技术措施的统称。2.2一级保护对发生灾害后可能造成重大人员伤亡、重大财产损失、中断重要交通干线的桥梁隧道实施的保护等级，对应地质灾害危险性大的工况。2.3二级保护对发生灾害后可能造成较大人员伤亡、较大财产损失、中断一般交通干线的桥梁隧道实施的保护等级，对应地质灾害危险性中等的工况。2.4三级保护对发生灾害后可能造成一般损失的乡村基础设施类桥梁隧道实施的保护等级，对应地质灾害危险性小的工况。3基本规定3.1保护原则（1）安全优先：保护措施实施后，桥梁隧道主体结构安全、运营服务能力不得低于原设计标准，满足100年一遇极端降雨、对应区域设防烈度地震等极端工况下的安全要求。（2）分类防护：根据地质灾害危险性等级、桥梁隧道交通等级和结构重要性，确定保护等级，匹配对应防护技术标准，不欠防护、不超设计浪费。（3）因地制宜：结合区域地质条件、施工条件，优先选择技术成熟、耐久性好、生态友好的防护方案，减少对原有地形植被的破坏。（4）长效耐久：保护设施设计使用年限不低于桥梁隧道剩余设计使用年限，最低不得低于50年，一级保护设施设计使用年限与桥梁隧道主体结构一致。3.2前期勘察与风险评估（1）勘察范围应覆盖地质灾害影响区及桥梁隧道结构外缘向外延伸不小于1倍地质灾害体长度，小型地质灾害（规模小于10×10⁴m³）外扩不得小于50m，大型地质灾害（规模大于100×10⁴m³）外扩不得小于200m。（2）勘察应采用钻探、物探、原位测试结合的综合方法，钻孔深度应进入稳定地层不小于5m，桩基础桥梁钻孔深度应超过桩端不小于3m，隧道洞身勘察钻孔应超过仰拱底不小于5m。（3）核心参数取值符合GB/T40112《地质灾害危险性评估规范》要求，按以下标准划分保护等级：符合下列条件之一的划为一级保护：①高速铁路、城际铁路特大桥、特长隧道；②高速公路大型及以上桥梁、特长隧道；③跨越国家级航道、重要水利工程的桥梁；④发生灾害后可能导致10人以上死亡的桥梁隧道。符合下列条件之一的划为二级保护：①国省干线公路大型及以上桥梁、中长隧道；②县级公路大型桥梁；③发生灾害后可能导致3-9人死亡的桥梁隧道。其余为三级保护。3.3设计要求（1）一级保护工程必须编制专项保护设计，经专家评审通过后方可实施；二级保护编制专项防护方案，三级保护可将保护内容纳入地质灾害治理工程初步设计。（2）设计荷载应满足地质灾害动荷载要求，被动防护设施抗冲击能级满足：一级保护不低于2500kJ，二级保护不低于1000kJ，三级保护不低于500kJ。（3）设计应预留不小于10%的变形余量，满足地质灾害长期蠕变的变形需求。3.4绿色设计要求优先采用柔性防护、生态固坡等绿色技术，严格控制开挖范围，开挖边坡完工后1个月内完成复绿，减少水土流失和生态破坏，严禁在保护区范围内随意弃渣。4地质灾害治理中桥梁保护关键技术4.1滑坡威胁区桥梁保护技术根据滑坡推力大小、滑坡与桥梁基础的距离选择技术方案：（1）小型滑坡（总推力＜1000kN/m），滑坡前缘距离桥梁基础外缘大于20m时，采用“截排水+削坡压脚+锚杆框架梁”组合防护：地表截水沟截面尺寸不小于0.4m×0.4m，截水沟设置在滑坡后缘以外不小于5m；地下盲沟埋深低于桥梁承台底面不小于1m，纵坡不小于2‰；削坡坡度控制在1:0.75-1:1.25，锚杆长度不小于6m，框架梁截面不小于0.3m×0.3m，框架内培土植草复绿。（2）中型滑坡（总推力1000-5000kN/m），滑坡前缘距离桥梁基础外缘小于20m时，采用“抗滑桩+预应力锚索”组合阻滑结构：抗滑桩设置在滑坡前缘，距离桥梁基础外缘不小于5m，桩径不小于1.5m，桩端进入稳定地层深度满足：硬质岩不小于2倍桩径，软质岩不小于3倍桩径，土层不小于5倍桩径；桩身混凝土强度不低于C30，桩顶锚索设计拉力不小于滑坡剩余推力的1.2倍，锚索间距2-3m。（3）大型滑坡（总推力＞5000kN/m），直接威胁桥梁基础安全时，采用“后缘截排水+多级阻滑+桥梁基础加固”组合方案：后缘截水沟截面不小于0.6m×0.6m，滑坡中部、前缘分别设置一级抗滑桩，形成多级阻滑体系；桥梁基础受滑坡扰动导致承载力不足时，采用桩底高压注浆加固，注浆孔沿桩周布置，每桩不少于3孔，注浆压力控制在1.5-2.0MPa，加固后桩端承载力提高幅度不低于20%。（4）滑坡已造成桥梁墩台倾斜，水平位移超过允许值（允许值为0.5√Lcm，L为桥梁跨径，单位m）时，采用分级顶推复位+预应力拉索锚固工艺，复位速率控制在1-2cm/d，避免快速复位扰动梁体和基础结构，复位完成后及时复测位移，锁定锚固系统。4.2崩塌、滚石威胁区桥梁保护技术遵循“主动消危+被动拦截+结构防撞”三级防护原则：（1）主动防护：对坡度小于55°的危岩边坡，整体采用SNS柔性主动防护网覆盖，锚杆长度不小于4m，网片钢丝绳强度不低于1770MPa，网孔尺寸不大于30cm×30cm；对体积大于10m³的单个危岩体，增加预应力锚索锚固，锚索长度进入稳定岩层不小于5m，设计拉力不小于危岩体自重的1.5倍。（2）被动拦截：在危岩坡脚与桥梁之间设置拦截体系，一级保护采用能级不低于2500kJ的柔性被动防护网，桩柱间距不大于5m，基础埋深不小于2m；地质条件较差区域采用重力式拦石墙，拦石墙厚度不小于1.5m，墙高不小于3m，墙后填筑0.5-1.0m厚碎石缓冲层，拦石墙距离桥梁边梁外缘不小于10m，基础埋深不小于2m，且低于当地冻土层深度不小于0.5m。（3）结构防撞：对直接位于滚石运动路径上的桥墩，迎石面增设柔性防撞层，采用20cm厚橡胶缓冲层+10mm厚钢板组合结构，可抵御10t以下滚石冲击；特大桥主墩等一级保护对象，采用钢筋混凝土防撞墩，防撞墩高度不低于8m（高出地面或常水位），可抵御50t以下滚石冲击，防撞墩与桥墩之间预留10cm缓冲间隙，填充橡胶材料。4.3泥石流威胁区桥梁保护技术遵循“上游拦挡、中疏导流、基础防冲”的原则：（1）上游拦挡：泥石流沟口距离桥梁墩台小于100m时，在泥石流沟上游设置格栅坝或重力式拦挡坝，一级保护坝高不小于8m，坝体抗滑稳定系数不小于1.3，抗倾覆稳定系数不小于1.5，拦挡坝格栅间隙满足排泄设计粒径以下颗粒，停淤场容积不小于一次最大泥石流固体物质总量。（2）过流疏导：桥梁跨越泥石流沟时，清理沟道淤积，保证沟道纵坡不小于10‰，避免固体物质淤积，过流断面设计满足50年一遇泥石流峰值流量要求，设置导流堤引导泥石流顺利通过桥下，导流堤堤顶高程超出设计泥位不小于1.0m，堤身坡度不陡于1:1.5，基础埋深不小于最大冲刷深度以下1.0m。（3）基础防冲：泥石流流速大于5m/s的区域，桥墩迎流面做成尖圆形，增设C35抗冲磨混凝土护面，护面厚度不小于0.5m，或包裹3mm厚钢板护套，提高抗冲磨能力；对基础埋深不足的桥墩，采用抛石笼或者水下注浆加固基础，增加抗冲刷稳定性。4.4地面沉降与塌陷威胁区桥梁保护技术（1）渐进式地面沉降：沉降速率大于10mm/a，且相邻墩台沉降差超过允许值（允许值为0.2‰L，L为跨径，单位m）时，采用分区域分层注浆加固，注浆孔间距1.5-2.0m，单分层注浆厚度不超过5m，注浆压力从0.5MPa逐步提升至2.0MPa，严禁一次性高压注浆扰动桥梁基础，加固完成后沉降速率控制在3mm/a以内。（2）突发性地面塌陷：塌陷坑距离桥梁基础外缘小于10m时，先采用素混凝土填充塌陷坑下部空腔，然后在塌陷区外缘设置桩板墙阻挡土体滑移，桩端进入稳定地层不小于8m，板厚不小于0.4m；塌陷坑距离基础大于10m时，分层回填压实，回填压实度不小于93%，表层做防渗土工膜覆盖，设置截水沟避免地表水渗入。（3）沉降导致梁体支座脱空时，采用分级顶升工艺更换支座，顶升分级加载，每级顶升量不超过1mm，单墩顶升最大位移不超过5mm，顶升到位后立即更换支座，锁定梁体，避免梁体位移失稳。5地质灾害治理中隧道保护关键技术5.1洞口边仰坡地质灾害保护技术（1）滑坡威胁洞口：滑坡总推力小于2000kN/m时，采用“截排水+预应力锚索框架梁”防护，框架梁截面不小于0.4m×0.4m，锚索间距3-4m，单根锚索设计拉力不低于300kN，锚固体进入稳定地层不小于6m；滑坡总推力大于2000kN/m时，在边坡前缘与洞门之间设置抗滑桩，抗滑桩距离洞门端墙不小于3m，桩径不小于1.8m，桩顶设置连续冠梁，桩后浇筑挡土墙，分担滑坡推力对洞门结构的作用。（2）崩塌滚石威胁洞口：危岩区采用主动防护网锚固后，在坡脚设置被动防护网，对滚石风险较高的洞口，采用接长明洞防护，明洞衬砌厚度一级保护不小于0.8m，二级保护不小于0.6m，明洞顶回填厚度不小于1.5m的碎石缓冲层，接长明洞两端超出危岩区范围各不小于5m，可抵御10t以下滚石冲击。（3）已变形洞口治理：边仰坡滑移已经造成洞门开裂、端墙位移时，先施作临时锚索稳住边坡，卸载量不得超过边坡总方量的15%，避免卸载诱发更大规模滑动，永久治理完成后，对开裂洞门采用注浆修补，严重开裂的拆换重建。5.2洞身段地质灾害保护技术（1）浅层滑坡穿越洞身：滑动面位于隧道拱顶以上大于5m时，采用地表锚索锚固+洞内拱部径向注浆加固，注浆孔深度进入滑动面以上稳定地层不小于3m，注浆压力1.0-1.5MPa；滑动面位于拱腰及以下时，在隧道两侧施作抗滑桩，桩底低于隧道仰拱底不小于3m，阻挡滑坡剪切隧道结构。（2）活动断层穿越洞身：根据设计最大错动量选择防护方案：错动量小于10cm时，调整衬砌变形缝间距为10-15m，采用遇水膨胀橡胶止水带，预留变形量不小于15cm；错动量10-50cm时，设置柔性断层接头，采用可压缩聚氨酯填充+钢边橡胶止水带，预留变形量不小于最大错动量的1.2倍；错动量大于50cm时，采用刚柔组合式衬砌，设置可让压支撑，预留变形量不小于最大错动量的1.5倍。（3）地面塌陷威胁洞身：塌陷深度小于10m时，开挖后分层回填，下层填筑块石、中层填筑黏土、表层铺设防渗土工膜，分层压实度不小于93%；塌陷深度大于10m时，采用钻孔注浆填充，注浆孔间距2-3m，注浆压力0.8-1.2MPa，填充完成后地表做截排水防渗处理；隧道衬砌已经开裂变形的，先拆除受损衬砌，对围岩背后注浆加固，再施作加厚二次衬砌，二次衬砌厚度比原设计增加10-20cm，强度不低于C35。5.3泥石流威胁隧道保护技术（1）洞口上游设置拦挡坝+导流堤，导流堤堤顶高程超出设计泥位不小于1.2m，沟道过流能力满足50年一遇泥石流峰值流量要求，避免泥石流改道冲向洞口。（2）洞口设置防倒灌挡墙，挡墙高度高出洞口路面不小于1.0m，挡墙设置泄水孔，孔径不小于10cm，间距2m，墙底设置抗滑齿，埋深不小于2m，防止泥石流倒灌进入隧道。（3）对经常发生小型泥石流的隧道洞口，设置自动清渣格栅挡墙，定期清理拦挡的固体物质；对大流量泥石流风险的洞口，接长明洞，明洞末端设置落渣池，落渣池容积不小于一次泥石流最大固体冲出量，定期清淤保证容渣能力。6监测预警技术6.1监测布设要求一级保护工程布设自动化实时监测系统，二级保护采用人工定期监测+关键位置自动化预警，三级保护采用人工季度巡查监测。6.2监测内容与频率（1）监测内容包括地质体监测和结构监测两部分：地质体监测含地表位移、深部位移、地下水水位、孔隙水压力；结构监测含桥梁墩台沉降、水平位移、桥墩应力、支座变形，隧道衬砌收敛、衬砌内力、洞门位移。（2）监测频率：自动化监测非汛期采集频率不低于1次/小时，汛期不低于1次/10分钟，数据实时上传；人工监测一级保护每月1次，二级保护每季度1次，三级保护每半年1次，汛期加密至每周1次。6.3预警阈值设定（1）黄色预警：地质体日位移超过5mm或位移速率超过前30天平均速率的2倍；桥梁墩台日沉降超过1mm；隧道衬砌日收敛超过2mm，触发黄色预警，启动加密监测，通报运营管理单位。（2）橙色预警：地质体日位移超过10mm或位移速率超过前30天平均速率的5倍；桥梁墩台沉降差超过允许值；隧道衬砌开裂宽度超过5mm，触发橙色预警，立即上报相关部门，落实交通管制，疏散现场人员。6.4监测设施保护监测传感器布设于不受施工扰动的稳定位置，设置混凝土保护桩，自动化监测系统数据同步接入地方地质灾害预警平台和交通运营管理单位监控平台，每半年对监测设备进行1次校准，保证数据准确性。7施工过程管控7.1施工前期准备施工前编制专项施工方案，一级保护工程方案需经过专家论证，施工前联合运营管理单位对桥梁隧道原有结构安全进行检测评估，签订交通管制和安全应急协议，明确应急处置流程。7.2施工扰动控制（1）土石方开挖采用分级分段开挖，单段开挖长度不超过20m，开挖完成后7天内完成永久支护，严禁大规模全断面开挖，避免诱发地质灾害复活。（2）爆破作业采用微差控制爆破，严格控制单段装药量，爆破振动速度满足：既有桥梁隧道结构允许振动速度，软弱围岩不超过5cm/s，完整硬质岩不超过15cm/s，每