震后水工建筑物第1節地震知識2二、地震震級震級是指地震的大小，是表征地震強弱的量度，。是以地震儀測定的每次地震活動釋放的能量多少來確定的一、地震的形成地震是地球內部介質局部發生急劇破裂，產生地震波，從而在一定范圍內引起地面振動的現象。34三、地震烈度為了衡量地震的破壞程度。同樣大小的地震，造成的破壞也不一樣。的破壞不一定相同；同一次地震，不同的地方造成四、地震類型1.構造地震；火山地震；3.塌陷地震；4.誘發地震；人工地震5.2.5第2節地震對水工建筑物的影響一、地震對水工建筑物的影響117例，其中例，是世界上水庫地震最多的國家之一。高壩大庫中出現誘發地震的比例明顯偏高。1我國(含港臺)已建成的百米以上大壩出現水庫誘發我國迄今報道出現水庫誘發地震的工程有1710地震的有座，發震比例超過8座百米以上大壩中有1979；其中年后蓄水座發生水庫地震，發震比例高達47%，遠高于世界平均水平。得到公認的30%的25782842分，河北省唐山市發生里氏年月日凌晨時7.8級強烈地震。這場地震除了給唐山帶來滅頂之災，還使得位于北京市密云縣密云水庫的白河主壩受到了重創，主壩出現局部滑坡，情況萬分危急……1當時水庫地區有白河主壩決堤，一個傳說，如果將有2m深……水到天安門廣場197637111971年SanFernando地震M6.6，震中距6.4km。拱壩與

重力墩結構縫開裂深度13.7m，縫寬6.4--9.7mm。左壩

肩破壞較嚴重，水平和垂直位移分別為25cm和20cm壩 肩山脊上測得地震加速度：水平1.25g，垂直0.7g11994年Northridge地震M6.8，震中距17.7km。壩址實測

地震加速度更大，拱壩及壩肩地震反應更強。左壩肩

與重力墩結構縫張開47mm，出現2條水平縫。已錨固 左壩肩巖體再次移動50mm。1壩高113m，壩頂長180m

，1929年建成。1美國加州，距洛杉磯約7km。Pacoima

拱壩91土石壩，尤其是早期建設的小壩，在遭受地震破壞案例：?壩山區。?美國唯一一座遭受地震潰壩的大壩。的大壩中占有相當比例。Sheffield高。年Santa

Barbara地震中潰壩。位于美國加州大壩建于,720

feet,25feetSantaYnez19251917長冬??10111該壩建在砂土地基上。1砂土地基的地震液化是潰壩的主要原因。1河床中部約300feet長壩段在液化了的地基上向下100feet1庫水傾瀉而下，下游城鎮一片淤泥和瓦礫。游漂移了約。四川76%座座，占；出險的水庫中有潰壩險情的169座，高危險情的310座，次高危險情的1424座；汶川大地震中，眾多小型土壩遭受不同程度震害。96%四川遭受不同程度損害的座水壩中，約有500萬方的小型工程。存在潰壩風險的是庫容不足小型土石壩，絕大部分為均質土壩；183處、225.44km。1甘肅有26座小型水庫、58座水電站震損；震損堤防汶川大地震造成全國水庫出險2380180318031121紫坪鋪水利樞紐17km壩，最大壩高，庫容度區。護欄倒塌，面板部分有脫空、施工縫錯臺、豎縫壓碎、大壩堆石體震陷明顯，產生了最大度，，大壩為鋼筋混凝土面板堆石隆起現象；局部護坡松動；滲漏量未見明顯增加；但在此次地震中位于大壩主體整體穩定距汶川地震震中僅和最大60cm

由上游向下游的水平位移。m3，設計烈度為的震陷沉降?

。100cm158m億Ⅷ11X?13??紫坪鋪大壩141碧口水電站?，大壩為壤土心墻堆石壩，3損壞。地震后迎水面出現多處裂縫，壩頂后坡側防護墻部分倒塌，壩后混凝土框格有隆起現象壩體最大垂直沉降量24cm

向上游最大水平位移設計烈度為7.5度，位于此次地震8—9度區。?地震引起壩體局部部位出現裂縫、位移，變形等距汶川地震震中，總庫容最大壩高101.8m297.4m，壩長260km5.2億m28cm。15。，，面積12.5km2

，大壩高80m，長120m。碧口水庫在甘肅文縣，蓄水1617汶川地震中被毀的水利工程

1933年疊溪地震形成岷江上的疊溪堰塞體近1/3被洪水沖 潰。據災后統計，死于震災的為300余人，而地震45天后發生的堰塞湖潰決卻造成2500多人被傾瀉而下的洪水淹沒。在這次水災中，都江堰魚嘴、飛沙堰全被破壞。181耿達電站等)；山體滑坡堆積、掩埋閘壩(如太平驛、福堂、姜射壩、或巨大滾石砸壞岸邊閘墻。1地下廠房進出口建筑被山體崩塌、落石砸毀同時堵,斷進廠交通洞洞口；滑坡體掩埋電站尾水洞出口；1樞紐區邊坡發生嚴重垮塌,造成場內交通堵斷；地面廠房受滑坡崩塌破壞嚴重；1崩塌、滾石損毀進水口排架、開關站、出線場等設施119毀壞送變電設施、輸電線路地震直接的危害導致電力中斷;,。11地震間接的危害門,崩塌滑坡堆積在壩前造成的泥沙淤積使之不能正常開啟,可能會壓堵閘,極易引發庫水漫壩大規模的崩塌滑坡阻斷河流形成堰塞湖大壩造成威脅1崩塌滑坡下部還會直接堆積于河道中,擠壓河道1河道附近的崩塌受到河流的沖刷,成為高含沙水流的泥沙來源;同時增大水流中懸移質含量,當含沙多的水流通過水輪機時,將使葉片嚴重磨損。1崩塌滑坡堆積于溝道中,成為泥石流豐富的物源。,潰決水頭對20;;;二、地震對工民建的損害12日，四川汶川發生了歷史罕見的大地年月8震，震級達到里氏度。1頃刻間，房屋大面積倒塌，造成人員傷亡慘重。據650統計，這次地震已造成多萬間房屋倒塌，2300多萬間房屋損壞，北川縣城、汶川縣映秀鎮等部分級，最大烈度達到城鎮夷為平地。2008115東河口高速滑坡1

↓北川中學

←映秀建筑物受地震破壞的方式主要受地震波的傳播方式影響。破壞有三種方式：上下顛簸、水平搖擺、左右扭轉。多加一1面波使建筑物水平搖擺，相當于對建筑物沿水平方向施個來回反復的作用力，若底部柱、墻的強度或變形傾倒。能力不夠，就會使整棟建筑物向同一方向歪斜或數時候，還是三種方式的復合作用。124縱波使建筑物上下顛簸，力量非常大，建筑物來不及跟著運動，使底層柱子和墻突然增加很大的動荷載，疊加建筑物上部的自重壓力，若超出底層柱、墻的承1載能力，柱、墻就會垮掉。。建筑物一般抗扭能力較差，很容易扭壞。震區有的房子角部坍塌，多屬這種情況第三種作用是扭轉1。地

震

1一旦碰到上下顛、左右搖、扭轉，三種方式共同發生，破壞力就更加可怕。在離震中較近的范圍，往往三種方式交織作用，所以破壞力很大。1此外，每個建筑物都有自己特定的自振頻率，如果這個頻率與地震作用的頻率接近，還會引起類似共振的效應，那樣帶來的破壞力就更可怕了。臺灣集集2627

2011年日本大地震

1999年臺灣7.6級地震，臺中港大面積地基液化，碼頭到處可見沉陷和裂縫28液化：若建筑物基底是粉細沙，房子建在上面，當大地搖動時，沙粒向旁邊跑，房子就會往下沉，引起傾斜甚至倒塌。唐山地震時，很多房子就是這樣“損毀的。汶川地震沒有出現明顯的”液化現象1。1汶川和都江堰按現行規范的設防烈度都是7度。汶川地震對這兩個地方的影響都超過了7度。映秀達到度，超過“大震”設防烈度很多。震中附近的映秀、北川的111度，建筑物倒塌很難避免。也有少數房子沒有倒塌，很可貴；這少數房子很有研究我國對建筑物的抗震設防標準的規定《年后制訂》建筑抗震設計規范的設防目標要求建筑物做到“小震不壞，中震可修，大震不倒”。1“大震不倒”是指地震發生時，實際地震烈度比抗震設價值，可以分析不倒的理由。1.5度時，建筑物應當不倒塌。防烈度高1度到烈度高達198911三、129度30汶

川地震烈圖1我國建筑物的抗震設防標準一般設在6~9度。因為10地震發生時，烈度達到1地震在何時何地發生一般事先并不知道。而多數房子的使用期是50年，全國大部分地區50年內多數并不發生地震，但又不能不設防，若設防標1是根據歷史記載區是7度。全國有一個烈度區劃圖，目前，北京的建筑設防烈度是8度，四川絕大部分地震，投入的財力就是浪費。11度的范圍不是很大，達到度的只有震中及附近。是同一個標準經反復研究作出的。全國抗震設防都依據同一規范，準過高，又不地31。3211甲、乙、丙、丁4個類別。6000一般房屋是丙類。超過100001200座的體育館、超過人居住或辦公的高層建筑，座的劇場、超過還有橋梁、機場、醫院、小學、幼兒園以及若建筑發生破壞會引起嚴重次生災害的工程，例如核電站、我國根據建筑物功能的重要性將抗震設防標準分成設防少一個級別。危險品倉庫等，其抗震要高標準都比周圍建筑出至蘆山地震5.12大地震結構震害

彭州白鹿書院

-

始建于清朝光緒21年(1895年)

N39.47.8)發生1976年7月28日3時42分，河北唐山、豐南一帶(XI級強震，震中區烈度度。地震波及天津和北京。這次地震發生在工礦企業集中、人口稠密的城市，極震區內工礦設施大部分毀壞，高層建筑和一般民房幾乎全部坍塌。震區內普遍發生鐵路路基下沉，鐵軌彎曲變形；公路開裂；橋墩錯動、傾倒，梁體移動及墜落。但是地下礦井的破壞比地面建筑輕得多。15024萬，重傷36萬，輕傷萬人口中死亡100億元，震后重建費用唐山大地震經濟損失億元。萬；直接10016E118.0°，36°開灤煤礦醫院，為磚混結構的五層樓房(局部七。37唐山市文化路青年宮，為磚混結構的二層樓房，

7.8級地震時倒塌一層，7.1級地震時除四根門柱外，全部坍塌。層)，僅西部轉角殘存381唐山大地震后，舉國上下都十分重視抗震問題。地震部門全力研究預報問題，建設部門全力在房屋抗在震害調查和抗震科研成果的基礎上本著“大震不倒，小震不壞”的原則，新頒布了建筑抗震設計規1震問題上下功夫，重新劃分了全國抗震烈度區；規范范，修訂了建筑施工規范，并出了舊建筑抗震加固39。1在宏觀烈度大體相同條件下，處于大震級遠離震中的高聳建筑物的震害比中小級震級近震中距的情況嚴重的多。401地震后山地災害帶來的危害遠遠大于直接的震損5-10年。破壞，持續時間可以達到20年以上，活躍期一般地震次生災害的影響安

縣四

川41徹底關大橋毀壞6死12傷，巨

石重達200噸 42岷江徹底關大橋(2009.07)綿竹綿遠河(2010.08)1地震中次生山地災害對水利工程帶來的危害遠遠大于直接的震損破壞。渠道、電站等地面結構選址時應重視崩塌、滾石、滑坡等災害的影響。1設計中除應考慮適當加強結構及設施的抗震能力第三節震后水工建筑物應急處理技術,,理”的原則針對不利地質環境先避讓應遵循“后處,;合理加大樞紐工程區邊坡,再保護的處理范圍。外43緊急搶救的主要措施：放緩邊坡，上部減輕重量，1.土壩滑坡處理1一、土壩震害與修復處理措施震害處理與修復1一些中小型土壩工程地震后出現的震害，只要采取有效措施，及時搶修處理，仍能發揮土壩原有的攔洪、蓄水、灌溉效益。下部增壓坡腳。并排除地表水和地下水。443.1處理原則：上堵下排。在上游坡面加防滲斜墻及鋪蓋，下游坡腳做好反濾排水。若是下游坡面滲施。漏，可采用導滲溝和貼坡反濾排水等臨時處理措.裂縫處理主要措施：和裂縫灌漿開挖回填滲漏和管涌處理2145。二、震區受損水工砼建筑物快速修補加固技術1.大壩砼柔性防滲及抗沖磨―1適應環保需求的的綠色施工技術。材料有較好的防滲、抗沖磨，耐久和耐候性，施工簡便及迅速等特點。2.－涂刷單組份聚脲材料1為防止水工混凝土中活動縫漏水可以采用。1處理對象隧洞：大壩上游面、溢流面、水工滲性和抗沖磨性，水工鋼結構防腐等。1適用：水工混凝土表面裂縫處理。大壩砼裂縫表面柔性封閉噴涂聚脲彈性體混凝土防4613.混凝土裂縫修補防滲補強灌漿技術裂縫內部修補采用化學灌漿技術。不同的裂縫，可選用低壓或高壓灌漿工藝。灌漿材料采用改性環氧樹脂漿液或聚氨酯漿液。適用：水工混凝土深層及表面裂縫的防滲補強處理。可分為：水工混凝土裂縫的補強灌漿；

水工混凝土1漏水或滲水裂縫處理在十三陵抽水蓄能電站尾水隧洞及上庫混凝土面板、龍羊峽中孔泄洪道底板及邊墻、北京三家店攔河閘等數百個水利水電工程的砼裂縫成功應用。1474.水工混凝土補強加固技術與混凝土或鋼筋混凝土結構結構的目的。1適用：水工混凝土結構，提高結構的強度與剛度1分為：1、粘貼碳纖維補強加固；2、粘貼鋼板補強加固；結合為整體，達到加強3、預應力加固技術。485.水工混凝土剝蝕處理技術1混凝土剝蝕采用聚合物水泥混凝土或聚合物水泥砂漿進行回填，恢復混凝土整體性，提高新老混凝土之間的粘結強度和抗剪強度。1桓仁水庫溢流壩、五強溪水電站溢流壩、河北大黑汀座)、四水庫溢流壩、北京京密引水渠建筑物(約川柳洪水電站輸水隧洞、廣東鶴山水閘等工程中采用了該項修補技術與配套材料，效果很好。4049我國典型的水庫誘發地震1水庫誘發的地震，不僅直接造成破壞和傷亡，而且有可能導致潰壩洪水、引起次生災害。這種雙重災難的特殊性，已引起國內外專家學者的廣泛重視；我國是研究誘1早在1959年就開始集中地球物理、地質、工程地質、地震工程、水利工程等多方面的科技人員，對新豐江水庫區的地震活動進行了研究，后又對新豐江大壩進行抗19623196.1日的級破壞性地震取震加固，而且對月年發地震較早的國家之一。得了抗御效果，成為世界上抗震加固成功防御誘發地震的第一個實例。新豐江大壩華南第一湖不見瑤池水但有萬綠湖11、工程概況月下閘蓄水。為18m月，翌年個間距為，由單支墩式大頭壩)，3(水位時)，相應水位面積。左岸附近開鑿一泄洪隧洞(內徑10m)。壩背發電廠房安裝水輪機組4臺，總裝機容量29萬kw

，為華南地區最大水庫，廣兩岸重力壩段組成。最大壩高新豐江水庫始建于東最大水電企業。的單支墩大頭壩及，設計正常高水位(壩頂高程壩頂長，庫容390km116m118m105m440m124m1958115年10億19m722、地震經過1959110月新豐江水庫年水位上升大壩局部3月日下閘蓄水一個月后，開始，地震活動相應加強。19時，升到日，水位時，110.5m人級地震。級強震，6.1發生地震強度逐年減弱。次地段造成損害。此后，1km1第高水位半年，震源深度在大壩附近處。強震造成房屋倒塌新6高混凝土大壩。豐江水庫大壩是世界上第一座經受。廠房及高壓變電站遭受出現地震活動，隨著，不能運營級以上地震考驗地震。同年該次地震嚴重破壞發生多次水庫水位，水位到，震中100m1962的超1960間，時，蓄到月，發生死傷左右滯后18005km90m81m4.33.118較日85年月年級余2057111。3、大壩損壞情況11318的嚴峻考驗。108.5m號擋水壩段-90m高程出現長達然而，右岸1的水平裂縫；在左岸擋水壩段近乎同一高程處，也有規模較小的斷續水平裂縫。壩體伸縮縫多處出現滲漏水。14號壩墩下游壩面于同年月上旬出現長約9滲水11m112.7m13m)。該處恰好是斷面陡變處，應力；強度低且不穩定。高程以下，加大了中、100m此外，抗震加固的砼都填筑在108.5m下部與上部的質量和剛度的差異，使得整座壩體配置不地震前，大壩由于采取了第一期加固措施，在整體方面附近出現較高的動態應力。半月，入倉溫度差達，混凝土澆筑間隔勻。所以，高程流(當時水位高程上、下各最易集中，經受住了)地震107m右岸級(6~76.1C度個581123)地震活動與水庫蓄水過程及運營有密切關系4、新豐江水庫誘發地震的特點)地震分布集中在水庫影響區)烈度高、震感強4)有豐富的前震序列2)地震分布集中在水庫影響區1雖然在水庫地震活動的不同階段，其分布有遷移現象，但基本都是在水庫淹沒區及影響區范圍之內，

一般在壩區，深水區相對應的庫岸附近，特別是在裸露的峽谷地段地展較多。新豐江水庫地震十分活躍的地區和11)烈度高、震感強這主要是因為水庫誘發地震的震源較淺。新豐江水庫11km年19621—。Ms61的震源深度，約為度。這充分說明，級地震，最大烈度為8．生的震的烈度。其地震的震中烈度，遠遠超過相同震級的天然構造地最強的地震均位于水位最深的大壩附近。日在庫區發(80m)月1933)地震活動與水庫蓄水過程及運營關系有密切11~2月內開始微震活動，年發生主1~2一般水庫蓄水后震。而地震活動起伏與庫水位的變化有明顯相關性。11959的廣州地震臺在10位于新豐江水庫大壩西南160km月，即在蓄水開始后一個月記錄庫區地震。因水年位上升很快，地震活動非常頻繁。月記錄了震級次。地震臺網到級的地震月設立的22351319611972Ms1.0年年12≥714)有豐富的前震序列新豐江水庫地震序列，由前震、主震和余震組成。前震20m很多，余震衰減緩慢。在新豐江大壩，由于水位升高，水的滲透起初發生在沿大壩西北側北北西何的斷層帶，結果誘發了微震。當水位升高壓力增強，形成一系列小震和震級＞的較強地震。當水位達到其峰值時，滲透壓力變得最大，因而伴之以1地震活動受水位的影響。水位快速上升至高水位，往往地震活動的高潮，產生最強的地震。時，滲透繼之以地震活動增強。60mMs3.0—501)水庫蓄水后誘發地震的防治對策。2)主震后的大壩加固抗震措施。3)