20181980年德州市中江縣水庫震害分析

20181980年德州市中江縣水庫震害分析

0川川中江縣水庫震害基本情況德德市中江縣已建成50座水庫，包括5座中型水庫、14座小（1）水庫和31座?。?）水庫，庫總面積為23023.33萬米。中江縣屬于四川盆地干旱地區(qū),水庫是當(dāng)?shù)毓喔鹊闹饕慈?。這些已建水庫對中江縣抗旱防澇、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)健康持續(xù)發(fā)展起舉足輕重的作用。2008年5月12日四川汶川縣發(fā)生了8.0級地震,導(dǎo)致中江縣水庫的嚴(yán)重震害和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。震后對中江縣的水壩震害情況進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查和資料收集,在中江縣50座小型水庫中,出現(xiàn)潰壩險(xiǎn)情水壩1座、高危險(xiǎn)情水壩18座、次高危險(xiǎn)情水壩14座和基本安全水壩17座,這些水壩的分布區(qū)域見圖1。四川省水壩建設(shè)數(shù)量眾多,選擇有代表性的地域進(jìn)行震害調(diào)查,即可宏觀了解水壩的震害特點(diǎn)。文中選取德陽市中江縣為震害樣本調(diào)查地點(diǎn),是基于如下兩個(gè)原因:①中江縣水庫土石壩類型較多,小(2)型水庫、小(1)型水庫和中型水庫都有;②中江縣地震烈度不太高,部分地域烈度為VII度,部分地域烈度為VI度,但水庫土石壩震損傷比例很高。本文對實(shí)地調(diào)查和資料收集到的水壩震害進(jìn)行初步的分析和總結(jié)。1中江縣水庫地震資料分析汶川8.0級地震中,中江縣震損水壩具有如下特征:數(shù)量多、分布廣、險(xiǎn)情重、種類多、中型和小(1)型水壩震損嚴(yán)重(表1)。1.1震損水庫地質(zhì)概況汶川8.0級地震及其后發(fā)生的余震,使中江縣水庫水壩受損嚴(yán)重,全縣水庫有33座水庫發(fā)生震損,占全縣水庫總數(shù)的66%,其中:中型5座、小(1)型13座、小(2)型15座,直接經(jīng)濟(jì)損失22300萬元,預(yù)期恢復(fù)重建所需費(fèi)用40980萬元。震損水庫按受損程度分為潰壩險(xiǎn)情、高危險(xiǎn)情和次高危險(xiǎn)情三類。一類潰壩險(xiǎn)情水庫:水庫大壩及其主體工程發(fā)生漫溢、出現(xiàn)較大貫穿性裂縫、上下游壩坡大面積滑坡、大流量集中滲流等情況,短時(shí)間內(nèi)有導(dǎo)致潰壩的險(xiǎn)情;二類高危險(xiǎn)情水庫:水庫大壩及其主體工程發(fā)生上述險(xiǎn)情,可能直接影響大壩及主要建筑物安全的險(xiǎn)情;三類次高危險(xiǎn)情水庫:水庫大壩及其主體工程發(fā)生上述險(xiǎn)情,但不影響主體工程安全運(yùn)行的險(xiǎn)情。據(jù)此核定,中江縣5座中型水庫均為高危險(xiǎn)情;14座小(1)型水庫中有潰壩險(xiǎn)情1座、高危險(xiǎn)情8座和次高危險(xiǎn)情4座,僅有1座水庫屬基本安全;31座小(2)型水庫中有高危險(xiǎn)情5座、次高危險(xiǎn)情10座。1.2水庫事故原理及典型事故19座高危險(xiǎn)情以上震損水庫中,險(xiǎn)情主要表現(xiàn)為:大壩縱橫向裂縫,大壩沉陷,壩坡滑坡、護(hù)坡滑動,壩腳滲漏,防浪墻震裂、錯(cuò)縫,起閉設(shè)施損壞,溢洪道及附屬設(shè)施、其他防水設(shè)施震損,大多數(shù)水庫同時(shí)出現(xiàn)多種險(xiǎn)情,水庫險(xiǎn)情十分嚴(yán)重。1.3凝土斜墻壩型19座高危險(xiǎn)情以上的震損水庫中,5座中型水庫壩型分別為鋼筋混凝土斜墻干砌石壩、粘土心墻堆石壩、粘土心墻石渣壩、粘土心墻壩和泥巖土石渣心墻壩,13座小(1)型水庫中土石混合壩1座、粘土心墻土壩1座和均質(zhì)土壩11座,5座小(2)型水庫均為均質(zhì)土壩。2型震害現(xiàn)象中江縣有代表性的高危險(xiǎn)情以上水壩震害現(xiàn)象的詳細(xì)描述見表1,典型震害現(xiàn)象如圖2～圖13所示,包括潰壩險(xiǎn)情小(1)型水庫1座,高危險(xiǎn)情的中型水庫4座、小(1)型水庫5座和小(2)型水庫2座,其中,水庫壩址位于地震烈度Ⅶ度區(qū)8座、Ⅵ度區(qū)4座。2.1縱軸和橫向軸2.2水庫局部崩潰和滑動2.3水庫滲漏2.4其他振動3土石壩震害情況通過德陽市中江縣水壩震害的現(xiàn)場科學(xué)考察與調(diào)查、分析,主要成果總結(jié)如下:(1)震損水庫無一潰壩,但震損嚴(yán)重。中江縣的震損水庫,除中型水庫中的黃鹿水庫于2008年建成使用、雙河口水庫于1989年底-1993年第三次擴(kuò)建、大壩加高外,其他水庫均建于1950-1980年代,未經(jīng)抗震設(shè)計(jì),土壩震損嚴(yán)重,但也無一發(fā)生潰壩事件。這說明對中、小型水庫土石壩應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)防。(2)中江縣高危險(xiǎn)情以上的19座水庫,壩址位于地震烈度VII度區(qū)9座、VI度區(qū)10座,烈度VI～VII度地區(qū)有38%的水庫發(fā)生高危險(xiǎn)情以上震害,實(shí)屬少見;高危險(xiǎn)情以上水庫的典型震害現(xiàn)象包括水庫壩頂和壩體縱橫向裂縫、大壩沉陷、壩坡局部滑坡和護(hù)坡局部滑動、壩腳滲漏、水庫泄水構(gòu)筑物震損、防浪墻折斷和震裂、防滲面板開裂、壩坡梯步裂縫等。這是土石壩地震穩(wěn)定性不足或喪失的表現(xiàn),因此,應(yīng)對中小、型水庫土石壩震害現(xiàn)象開展深入的研究,搞清其破壞機(jī)制,以指導(dǎo)今后這類壩體的抗震設(shè)計(jì),提高其抗震性能。(3)除了由于地震作用產(chǎn)生了震害外,很多病險(xiǎn)原來就已經(jīng)存在,如滲漏現(xiàn)象,只是地震加重了病險(xiǎn)的危害。分析病害產(chǎn)生的原因主要有:①設(shè)計(jì)欠合理,