1、水利水库的震害分析和抗震措施建议【摘要】本文通过准确搜集 5.12 汶川大地震后成都市、绵阳等 5个地市境内的水利水库震害情况，分析了水库坝体震损的特点，进而针对震损特点分析了抗震的有效措施建议，同时，还总结了地震发生后的紧急工程措施，以期能够提高我国水利水库的抗震能力。 【关键词】水利水库；震灾；抗震措施 中图分类号：TV 文献标识码： A 一、前言 水利水库的震害分析能够为抗震工作提供可靠的资料数据，从而更好的帮助水利石水库工作人员做好地震时期的抗震工作，提高我国水利水库的综合抗震能能力。 二、水库坝体震损特点 2008 年 5 月 12 日四川省汶川县发生 8.0 级强烈地震，地震发生后
2、，对四川境内的水利水库造成了巨大的破坏。地震发生后，笔者搜集了成都市、绵阳等 5 个地市境内震损较严重的 76 座水库(含两座电站)的现场灾情核查资料。按照水利部抗震救灾指挥部制定的水库震害险情分类标准,综合分析认定其中有溃坝险情的 3 座、高危险情 19 座、次高危险情54 座。成都、绵阳、眉山、雅安、宜宾等 5 地市内水库震害险情特点如下。 表 1 水库震害后核查的水库震害险情分布（单位：座） 现场核查发现,震后水库坝体的震损主要有坝体震陷、坝体裂缝、坝坡滑坡、结构破损、渗漏等几大类。 1、坝体震陷。主要表现为坝体坝顶下降或者坝面下陷,核查区内少数大坝上布置有观测系统,地震后观测到坝顶高程
3、出现较大幅度的降低。 2、坝体裂缝。按其走向与分布位置,可分纵向裂缝、横向裂缝、水平裂缝 3 大类。 3、坝坡滑坡。多发育于土石坝坝体上游侧坝坡之上,其主要表现是上游坡脚下座或边坡下滑,是一种严重的地震破坏现象,严重时遇高水位可导致大坝溃决。 4、结构破损。主要有护坡损坏、防浪墙破损等两类。护坡损坏。主要表现为坝体上游护坡挤压破碎、沉陷隆起甚至局部滑动,多见于混凝土预制护坡,原因与地震作用时坝体内柔性填筑料与表面混凝土刚体护面变形不协调,护坡下动孔隙水压力作用等有关。个别下游坡也有这种现象,如雅安百丈水库,因其下游坡为完整的混凝土预制护坡,也发生了护坡的局部挤压破碎。 5、渗漏。水库震损渗漏有
4、两种情况:震前无渗漏,震后坝后出现渗漏;震前已有渗漏现象存在,震后渗漏明显加剧、漏水量明显增加;按其发生部位可分为坝基渗漏、绕坝渗漏两大类。 三、水利工程抗震措施及建议 基于上述水利工程的震害特点，可以总结出以下水利工程的主要抗震措施及建议。 1、做好场址地震安全性评价及明确抗震设防标准 水利工程遭受震害的程度和类型等均随地震烈度的增大而增大，高烈度区尤为显著。因此，首先要做好对库区和坝址的地震安全性评价工作；其次各类工程应该根据其库区和坝址的地震烈度及自身的重要性，明确抗震设防标准。 2、按照抗震设计规范要求做好结构设计 历次大地震的震害调查表明，凡按抗震规范设计的各类结构和工程，一般都无震
5、害或震害较轻。抗震设计规范的作用已多次经实践检验，因此，各类工程都应该根据其抗震设防标准，严格按照抗震设计规范进行结构设计及采取相应的抗震措施。当遭遇设计烈度地震时，可达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的目标，不仅可以有效减少人员伤亡，还可减轻工程的灾害。 3、加强工程管理保证施工质量 鉴于设计和施工质量对震害的影响，应根据场地和地基条件选择合适的坝型和筑坝材料，采取适宜的基础形式和上部结构形式，做好防渗、防裂、防冲蚀等工程措施，坝体填土要达到一定的密实程度，预留足够的震陷超高，尽量避免在土石坝下埋设输水管等。同时在施工期间，必须严格管理，保证施工质量，避免产生震害的人为因素。 4、做好地质
6、工程勘察及地震安全性评价 工程的场地条件和地基类别对震害程度有着明显的影响,对新建的水利工程，其选址除了考虑一般的工程地质、水文地质条件外，还要将调查地震地质环境的影响放在首位进行，要查清选址区域内的活断层情况，远离活断层。同时，工程位置应尽可能选在覆盖层较薄、岩基较浅的地方；尽可能避免软基、细砂和极细砂地基。如不可避免，则应采取有效的抗震工程措施。 重大工程需由地震和工程部门共同对场址地震地质条件下可能发生的极端情况，即对最大可信地震及其地震动参数做专门研究，并对发震断裂的避让和在主震中已受损伤的大坝可能遭受的余震估计等进行研究，确保工程抗震设防满足地基及场地条件的要求。 5、适当提高水利工
7、程易震损部位抗震等级 从汶川地震中水利工程的震害类型来看，裂缝占 71.4%；塌陷占34.3%；渗漏占 21.4%。因此，在抗震设计时，可适当提高易震损部位的抗震等级，如在其易损部位增设加强筋（箍） ，增强其整体连接性等；同时，在汶川地震中水利工程的附属结构，如泄洪、厂房进水口闸门操作的排架柱结构等震损严重，可适当提高这些附属结构的抗震水平，避免震后次生灾害的发生。 6、建立测震台网做好地震预警预报工作 水利工程抗震除采取工程抗震方法外，还可以通过建立地震台网，预测地震的发生，并结合地电、地磁、地下水等地震前兆，进行综合分析，提出地震预警、预报。人们可在地震发生前逃出，水利工程也能采取紧急措施
8、，如放空水库、提前关闭机组，对水利工程要害部位采取相应的抗震措施等，减少地震灾害损失，减少人员伤亡。 四、水利水库震害应急工程建议 1、裂缝处理 裂缝是震损水库中最普遍和最主要的破坏形式,基本上所有震损水库大坝都存在不同程度的裂缝。纵缝发生在坝顶中部,横缝大多发生在两岸坝肩,少量在坝中部。裂缝应急处理可采用开挖回填法。纵向裂缝,如宽度和深度较小,对坝体安全无较大威胁,可只封闭缝口,待沉降稳定后再进行处理;如宽度和深度较大,则应开挖回填处理。回填时,应注意采用相同土料回填,分层夯实,在表层覆盖防水塑料膜或土工膜再填筑砂性土保护层。横向裂缝均要开挖回填,彻底处理。开挖时顺缝开槽,如裂缝较深,沟槽可
9、开挖为阶梯形;对于贯穿性横缝,开槽时还应开挖与裂缝呈十字相交的结合槽,使沟槽呈梯形断面后再回填。当土坝裂缝很深或很多,导致开挖困难或危及坝坡稳定时,则以采用灌浆法处理为宜。各类裂缝封闭前应作详细记录与标示,包括裂缝位置、形状、深度、宽度、有无错台等。 2、渗漏处理 震损水库渗漏主要表现为坝体渗漏和绕坝渗漏,坝基渗漏仅占极少数。土坝渗漏处理原则是“上截下排”,具体处理方案应根据造成渗漏的原因和具体条件决定采取“上截”或“下排”措施,亦或是两者综合运用。对于均质坝和斜墙坝,上游坝坡可采用铺设一定厚度的粘土进行封堵或铺设土工膜截断库水渗入坝体。对于下游坝坡渗漏或散浸,可在渗漏部位开挖导渗沟排出坝体渗
10、水以降低浸润线高度,或采用土工织物作为反滤材料进行坝体防渗处理。坝基渗漏的处理可参阅有关资料。 3、滑坡处理 滑坡处理的基本原则是:“上部减载,下部压重” 。即在主裂缝部位进行削坡,而在坝脚部位进行压坡。具体的处理措施应根据滑动情况以及出现的部位确定。 “削坡减载,压重固脚” 。如在迎水坡出现滑坡,应立即停止放水,在保证坝体有足够的挡水断面前提下,将滑坡体主裂缝上部进行削坡减载,同时在滑坡体坡脚外缘抛块石或沙袋等压重固脚,以阻止滑坡体继续滑动。 五、结束语 综上所述，地震灾害对水利水库造成的危害巨大，容易导致水库坝体出现震陷、滑坡、裂缝等一系列问题，针对水利水库的震灾特点，水利水库工作人员要在
11、日常工作中做好抗震措施，并制定震灾应急工程措施，以降低地震对水利水库的破坏。 【参考文献】 1汪小刚.高坝大库震灾机理及安全寿命基础研究J.中国水利,2010,22. 2王文斌,刘建军,邓苑苑.水工建筑物的抗震研究A.中国农业工程学会.现代农业工程与自然资源高效利用中国科协 2005 年学术年会（第 10 分会场）论文集C.中国农业工程学会:,2009:4. 3张黎珍.城市震灾特点与江西省城镇抗震防灾工作中的地震问题J.江西地质 2011,04:309-317. 4蔡为武.水工建筑物抗震设计探讨J.水利水电科技进展,2009,04:21. 5姚立军.地震受损水利工程案例分析及修复技术A.福建省水利学会青年学术工作委员会.福建省第十二届水利水电青年学术交流会论文集C.福建省水利学会青年学术工作委员会:,2008:8
