震災受損水利工程修復技術范文

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1.概述

我國地處世界上兩個最大地震集中發生地帶——環太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，地震較多，大多是發生在大陸的淺源地震，震源深度在20km以內。位于青藏高原南緣的川滇地區，主要發育有北西向的鮮水河-安寧河-小江斷裂、金沙江-紅河斷裂、怒江-瀾滄江斷裂和北東向的龍門山-錦屏山-玉龍雪山斷裂等大型斷裂帶[1]。該區新構造活動劇烈，絕大多數屬構造地震，地震活動頻度高、強度大，是中國大陸最顯著的強震活動區域[2]。

而西南地區蘊藏了我國68％的水力資源，水利工程較多，且主要集中在川滇地區。據

2005年數據，四川省有大中小型水庫約6000余座[3]。2008年5月12日的四川省汶川大地震，初步統計，已導致803座水庫出險，受損的大型水庫有紫坪鋪電站和魯班水庫，中型水

庫36座，小一型水庫154座，小二型水庫611座[3]。此外，地震還致使湖北和重慶地區各

79座水庫出現險情[4，5]。為保證水利工程的安全運行，地震之后及時對水利工程進行檢測，并對受損工程進行監

測和修復是必要的。有關震災受損水利工程修復方面的文獻不多，散見于各種期刊或研究報告，為便于應用參考，本文搜集、篩選了一些震災受損水利工程的案例，并對一些實用技術進行了介紹。

2.地震對水利工程的危害

由于地震烈度、地震形態以及水庫本身工程質量的不同，地震對于水利工程的危害也有所區別。高建國[6]對我國因地震受損水利工程進行分類整理，認為水庫壩體險情主要可分為

3級：1級，一般性破壞，不產生滲漏；2級，嚴重性破壞，壩體開裂滲漏；3級，垮壩（崩塌），水庫水全部流走。

我國因地震引起的水庫垮壩并不多見，總結國內外地震對水利工程的危害，主要有以下幾種形式：

2.1壩體裂縫

地震作為外力荷載將會導致大壩尤其是土石壩整體性降低，防滲結構破壞，引起大量裂縫。地震會產生水平和垂直兩個方向的運動，并使周期性荷載增大，壩體和壩基中可能會形成過高的孔隙水壓力，從而導致抗剪強度與變形模量的降低，引起永久性（塑性）變形的累積，進而導致壩體沉降與壩頂裂開。

2003年10月甘肅民樂—山丹6.1級地震引起雙樹寺水庫大壩、翟寨子水庫大壩，壩頂

均出現一條縱向裂縫，長約401~560m，最大寬度2cm左右，并有多處不同長度斷續裂縫，

防浪墻局部錯動約0.5cm。大壩右側出現山體滑坡，形成長條帶及凹陷，滑坡長37m左右，凹陷坑深2.5~3m、寬7m左右，凹陷處上部山體有多條斜向裂縫，縫寬20cm左右。李橋水庫壩頂有縱向裂縫，多處縫寬在2~5mm，其中一條長約100m左右，出現橫向貫通裂縫，防浪墻出現多處豎向裂縫。這些裂縫在壩體漏水、自然降水和溫度作用下，又將產生新的凍融、凍脹破壞，影響大壩的整體性和穩定[7]。

托洪臺水庫位于新疆布爾津縣境內，1995年被列為險庫，1996年新疆阿勒泰地震（6.1級），使攔水壩出現10處橫向裂縫，3處縱向裂縫，最寬處達16cm，長17m，防浪墻垂直裂縫27處。經評估，水庫震后只能在低水位運行，致使發電系統癱瘓，同時對于下游構成潛在威脅[6]。

岷江上的紫坪鋪水利工程位于都江堰市與汶川縣交界處，2006年投產，是中國實施西部大開發首批開工建設的十大標志性工程之一。2008年5月12日的汶川地震造成紫坪鋪大壩面板發生裂縫，廠房等其他建筑物墻體發生垮塌，局部沉陷，整個電站機組全部停機。[3]。此外，地震對泄水輸水建筑物也將造成巨大危害。2003年8月16日赤峰發生里氏5.9級地震，使沙那水庫混凝土泄洪灌溉洞產生縱向裂縫，長15m，最大裂縫15mm；環向裂縫

22m，最大裂縫寬度1.8mm；洞出口消力池兩側邊墻產生豎向裂縫，總長15m，最大裂縫寬

度25mm。大冷山水庫溢洪道兩側導流墻產生裂縫，以縱向裂縫為主，最大縫寬12mm[8]。

2.2壩體失穩

地震可能引起壩基液化，從而導致大壩失穩。地震時，受到周期性或波動性荷載作用，土石壩內土體將產生遞增的孔隙水壓力和遞增的變形。粘性土體構成的土石壩在地震中相對安全。但相對密度低于75%的粉砂土和砂土，在幾個循環之后孔隙水壓力就會顯著上升，當達到危險應力水平時，土體在周期性荷載作用下顯示出極大的變形位移，壩內土體就會呈現出液化的流態，導致壩體失穩[9]。

喀什一級大壩1982年施工時，其壩體及防滲墻都未進行碾壓，致使密實度降低，1985

年地震時，由于液化和沉陷，導致該壩整體失穩破壞。

美國加州的Sheffield壩，1917年建成，壩高7.63m，壩頂寬6.1m，長219.6m，水庫庫

容17萬m3。1925年6月距壩11.2km處發生