地震災(zāi)害受損水利工程案例及修復(fù)技術(shù)簡(jiǎn)述

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1.概述

　　我國(guó)地處世界上兩個(gè)最大地震集中發(fā)生地帶——環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，地震較多，大多是發(fā)生在大陸的淺源地震，震源深度在20km以內(nèi)。位于青藏高原南緣的川滇地區(qū)，主要發(fā)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(qū)新構(gòu)造活動(dòng)劇烈，絕大多數(shù)屬構(gòu)造地震，地震活動(dòng)頻度高、強(qiáng)度大，是中國(guó)大陸最顯著的強(qiáng)震活動(dòng)區(qū)域[2].

　　而西南地區(qū)蘊(yùn)藏了我國(guó)68％的水力資源，水利工程較多，且主要集中在川滇地區(qū)。據(jù)2005年數(shù)據(jù)，四川省有大中小型水庫(kù)約6000余座[3].2008年5月12日的四川省汶川大地震，初步統(tǒng)計(jì)，已導(dǎo)致803座水庫(kù)出險(xiǎn)，受損的大型水庫(kù)有紫坪鋪電站和魯班水庫(kù)，中型水庫(kù)36座，小一型水庫(kù)154座，小二型水庫(kù)611座[3].此外，地震還致使湖北和重慶地區(qū)各79座水庫(kù)出現(xiàn)險(xiǎn)情[4，5].為保證水利工程的安全運(yùn)行，地震之后及時(shí)對(duì)水利工程進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)受損工程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和修復(fù)是必要的。有關(guān)震災(zāi)受損水利工程修復(fù)方面的文獻(xiàn)不多，散見(jiàn)于各種期刊或研究報(bào)告，為便于應(yīng)用參考，本文搜集、篩選了一些震災(zāi)受損水利工程的案例，并對(duì)一些實(shí)用技術(shù)進(jìn)行了介紹。

　　2.地震對(duì)水利工程的危害

　　由于地震烈度、地震形態(tài)以及水庫(kù)本身工程質(zhì)量的不同，地震對(duì)于水利工程的危害也有所區(qū)別。高建國(guó)[6]對(duì)我國(guó)因地震受損水利工程進(jìn)行分類整理，認(rèn)為水庫(kù)壩體險(xiǎn)情主要可分為3級(jí)：1級(jí)，一般性破壞，不產(chǎn)生滲漏；2級(jí)，嚴(yán)重性破壞，壩體開(kāi)裂滲漏；3級(jí)，垮壩（崩塌），水庫(kù)水全部流走。

　　我國(guó)因地震引起的水庫(kù)垮壩并不多見(jiàn)，總結(jié)國(guó)內(nèi)外地震對(duì)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(huì)導(dǎo)致大壩尤其是土石壩整體性降低，防滲結(jié)構(gòu)破壞，引起大量裂縫。地震會(huì)產(chǎn)生水平和垂直兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，并使周期性荷載增大，壩體和壩基中可能會(huì)形成過(guò)高的孔隙水壓力，從而導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度與變形模量的降低，引起永久性（塑性）變形的累積，進(jìn)而導(dǎo)致壩體沉降與壩頂裂開(kāi)。

　　2003年10月甘肅民樂(lè)—山丹6.1級(jí)地震引起雙樹(shù)寺水庫(kù)大壩、翟寨子水庫(kù)大壩，壩頂均出現(xiàn)一條縱向裂縫，長(zhǎng)約401~560m，最大寬度2cm左右，并有多處不同長(zhǎng)度斷續(xù)裂縫，

　　防浪墻局部錯(cuò)動(dòng)約0.5cm.大壩右側(cè)出現(xiàn)山體滑坡，形成長(zhǎng)條帶及凹陷，滑坡長(zhǎng)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(kù)壩頂有縱向裂縫，多處縫寬在2~5mm，其中一條長(zhǎng)約100m左右，出現(xiàn)橫向貫通裂縫，防浪墻出現(xiàn)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(chǎn)生新的凍融、凍脹破壞，影響大壩的整體性和穩(wěn)定[7].

　　托洪臺(tái)水庫(kù)位于新疆布爾津縣境內(nèi)，1995年被列為險(xiǎn)庫(kù)，1996年新疆阿勒泰地震（6.1級(jí)），使攔水壩出現(xiàn)10處橫向裂縫，3處縱向裂縫，最寬處達(dá)16cm，長(zhǎng)17m，防浪墻垂直裂縫27處。經(jīng)評(píng)估，水庫(kù)震后只能在低水位運(yùn)行，致使發(fā)電系統(tǒng)癱瘓，同時(shí)對(duì)于下游構(gòu)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(chǎn)，是中國(guó)實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)首批開(kāi)工建設(shè)的十大標(biāo)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(fā)生裂縫，廠房等其他建筑物墻體發(fā)生垮塌，局部沉陷，整個(gè)電站機(jī)組全部停機(jī)。[3].此外，地震對(duì)泄水輸水建筑物也將造成巨大危害。2003年8月16日赤峰發(fā)生里氏5.9級(jí)地震，使沙那水庫(kù)混凝土泄洪灌溉洞產(chǎn)生縱向裂縫，長(zhǎng)15m，最大裂縫15mm；環(huán)向裂縫22m，最大裂縫寬度1.8mm；洞出口消力池兩側(cè)邊墻產(chǎn)生豎向裂縫，總長(zhǎng)15m，最大裂縫寬度25mm.大冷山水庫(kù)溢洪道兩側(cè)導(dǎo)流墻產(chǎn)生裂縫，以縱向裂縫為主，最大縫寬12mm[8].

　　2.2壩體失穩(wěn)

　　地震可能引起壩基液化，從而導(dǎo)致大壩失穩(wěn)。地震時(shí)，受到周期性或波動(dòng)性荷載作用，土石壩內(nèi)土體將產(chǎn)生遞增的孔隙水壓力和遞增的變形。粘性土體構(gòu)成的土石壩在地震中相對(duì)安全。但相對(duì)密度低于75%的粉砂土和砂土，在幾個(gè)循環(huán)之后孔隙水壓力就會(huì)顯著上升，當(dāng)達(dá)到危險(xiǎn)應(yīng)力水平時(shí)，土體在周期性荷載作用下顯示出極大的變形位移，壩內(nèi)土體就會(huì)呈現(xiàn)出液化的流態(tài)，導(dǎo)致壩體失穩(wěn)[9].

　　喀什一級(jí)大壩1982年施工時(shí)，其壩體及防滲墻都未進(jìn)行碾壓，致使密實(shí)度降低，1985年地震時(shí)，由于液化和沉陷，導(dǎo)致該壩整體失穩(wěn)破壞。

　　美國(guó)加州的Sheffield壩，1917年建成，壩高7.63m，壩頂寬6.1m，長(zhǎng)219.6m，水庫(kù)庫(kù)容17萬(wàn)立方米.1925年6月距壩11.2km處發(fā)生里氏6.3級(jí)地震，長(zhǎng)約128m的壩中段突然整體滑向下游。事后，經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，壩體潰決的主要原因是地震使飽和土內(nèi)的孔隙水壓力增大，造成壩下部和壩基內(nèi)的細(xì)顆料無(wú)凝聚性土發(fā)生液化。

　　地震還會(huì)造成土石壩體脫落或堆石體沉陷，從而引起壩體失穩(wěn)。在庫(kù)水位較高的情況下，堆石體沉陷會(huì)造成壩體受力不均，更嚴(yán)重的會(huì)引起庫(kù)水漫頂，引發(fā)壩體垮塌。1961年4月

　　13日在距西克爾水庫(kù)庫(kù)區(qū)約30km處發(fā)生里氏6.5級(jí)地震，該水庫(kù)位于VIII度區(qū)[10]，壩體出現(xiàn)了嚴(yán)重的堆石體沉陷現(xiàn)象，一段220m長(zhǎng)的壩體沉陷值達(dá)到2~2.5m，崩塌范圍在從壩軸線上游3~10m到下游的35~50m[11].

　　前面述及的沙那水庫(kù)土壩和朝陽(yáng)水庫(kù)因地震致使土壩排水體砌石脫落，經(jīng)抗震復(fù)核下游壩坡不穩(wěn)定[8].

　　2.3岸坡坍塌

　　若水庫(kù)兩岸有高邊坡和危巖、松散的風(fēng)化物質(zhì)存在，地震發(fā)生后，造成的巖體松動(dòng)，可誘發(fā)產(chǎn)生崩塌、滑坡和泥石流，甚至形成堰塞湖等現(xiàn)象。

　　烏江渡水庫(kù)處于地震多發(fā)區(qū)，1982年6月地震中，化覺(jué)鄉(xiāng)東部厚層灰?guī)r和白云巖地層中發(fā)生大面積崩塌。同年8月，化覺(jué)、柏坪一帶又發(fā)生較大規(guī)模的地層滑動(dòng)，影響面積約18k平方米[12].

　　5.12汶川大地震造成四川多處山體滑坡，堵塞河道，形成34處堰塞湖。其中唐家山堰塞湖蓄水過(guò)1億立方米，另外水量在300萬(wàn)立方米以上的大型堰塞湖有8處[13]，對(duì)下游地區(qū)造成嚴(yán)重威脅。

　　另外，地震還可能對(duì)水利工程一些其它部分造成損壞。如1995年1月日本阪神淡路7.2級(jí)地震[14，15]中，使堤防基礎(chǔ)液化發(fā)生側(cè)向流動(dòng)，造成堤防破壞以及護(hù)岸受損。我國(guó)歷次地震中，出現(xiàn)較嚴(yán)重險(xiǎn)情的多為土石壩，且多為年代較久遠(yuǎn)的土石壩，如果發(fā)生強(qiáng)地震就更容易造成損壞[16].

　　3.震災(zāi)受損水利工程的修復(fù)技術(shù)

　　地震后受損水利工程修復(fù)措施主要包括以下幾個(gè)方面：

　　3.1壩體監(jiān)測(cè)

　　地震后，對(duì)于受損水利工程，應(yīng)及時(shí)降低水庫(kù)運(yùn)行水位，并進(jìn)行充分的壩體探測(cè)。對(duì)土石壩，可開(kāi)挖土坑檢測(cè)，對(duì)混凝土壩，則可用無(wú)損探傷檢測(cè)[17].包括使用地震波法、地質(zhì)雷達(dá)、水下聲納法檢測(cè)侵蝕程度，必要時(shí)還需要采取槽探、鉆孔、孔內(nèi)地球物理方法進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)地震前后大壩監(jiān)測(cè)結(jié)果的對(duì)比分析，判明是否存在普遍的結(jié)構(gòu)損傷跡象。尤其需要加強(qiáng)對(duì)壩體變形和滲透的觀測(cè)，防止裂縫前后貫通，內(nèi)部發(fā)育，產(chǎn)生滲漏通道。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)輸水洞漏水、溢洪道裂縫的監(jiān)測(cè)，以防滲漏進(jìn)一步擴(kuò)大[18].

　　震后壩體探測(cè)中，作為一種非破壞性的探測(cè)技術(shù)，地質(zhì)雷達(dá)具有探測(cè)效率高、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以快捷、安全地運(yùn)用于壩體現(xiàn)狀檢測(cè)和隱患探查[19].

　　2003年甘肅山丹地震后，利用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)雙樹(shù)寺、瞿寨子、瓦房城等水庫(kù)的震后壩體裂縫、壩基滲透、溢洪道、高邊坡開(kāi)裂和庫(kù)岸道路滑坡等進(jìn)行了探測(cè)[20]，效果很好。

　　3.2裂縫修復(fù)

　　對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，要對(duì)其分布、走向、長(zhǎng)度和開(kāi)度等進(jìn)行定時(shí)觀測(cè)和檢測(cè)。在大壩主裂縫部位設(shè)置標(biāo)志，縫口要覆蓋塑料布，防止雨水流入加速其惡化。對(duì)受洪水威脅的建筑物，要采取臨時(shí)措施（如圍堰）進(jìn)行保護(hù)。

　　裂縫的修補(bǔ)應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，在安全可靠的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮技術(shù)和施工條件的可行性，力求施工及時(shí)、簡(jiǎn)單易行、經(jīng)濟(jì)合理。常用的有以下幾種處理方法：

　　3.2.1表面處理法

　　表面處理法[21]主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒(méi)有影響或者影響很小的表面裂縫及深層裂縫，同時(shí)還可以處理大面積細(xì)裂縫的防滲防漏。常用的有表面涂抹水泥砂漿、表面涂抹環(huán)氧膠泥以及表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料等，從而達(dá)到封閉裂縫和防水的作用。在防護(hù)的同時(shí)應(yīng)當(dāng)采取在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施，這樣可以防止混凝土在各種作用下繼續(xù)開(kāi)裂。

　　3.2.2灌漿法

　　灌漿法主要應(yīng)用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體有影響或有防水防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)。經(jīng)修補(bǔ)后，能恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性和使用功能，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。

　　灌漿法[22]分水泥灌漿和化學(xué)灌漿。水泥灌漿適用于裂縫寬度達(dá)到1mm以上時(shí)的情況；裂縫較窄的情況下宜采用化學(xué)灌漿。此外，工程經(jīng)驗(yàn)表明水泥漿適于穩(wěn)定裂縫的灌漿處理，不適用于活縫或伸縮縫的處理?；瘜W(xué)灌漿也存在類似問(wèn)題，應(yīng)用最廣的環(huán)氧樹(shù)脂漿固結(jié)體是脆性材料，因此對(duì)活縫應(yīng)選用彈性材料。部分化學(xué)灌漿還有毒性，應(yīng)加強(qiáng)施工人員的保護(hù)措施。大量實(shí)踐證明，灌漿法是目前最有效的裂縫修補(bǔ)處理方法。

　　3.2.3結(jié)構(gòu)加固法

　　危及結(jié)構(gòu)安全的混凝土裂縫都需作結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。結(jié)構(gòu)加固法適用于對(duì)整體性、承載能力有較大影響的較深裂縫及貫穿性裂縫的加固處理?；炷两Y(jié)構(gòu)的加固，應(yīng)在結(jié)構(gòu)評(píng)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行，以達(dá)到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度加固、穩(wěn)定性加固、剛度加固或抗裂性加固的目的。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。結(jié)構(gòu)加固法還適用于處理對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力、整體性、耐久性有較大影響的不均勻沉陷裂縫和較為嚴(yán)重的張拉裂縫[23].

　　3.3滑坡處理

　　土壩滑坡有剪切破壞、塑流破壞、液化破壞三種形式[24].可采用“上部減載”與“下部壓重”法來(lái)處理。“上部減載”就是在滑坡體上部的裂縫上側(cè)削坡，以保持穩(wěn)定：“下部壓重”就是放緩下部壩坡，在滑坡體下部做壓坡體等。當(dāng)滑坡穩(wěn)定后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行滑坡處理[17].主要處理方法介紹如下：

　　3.3.1放緩壩坡

　　若滑坡由于剪切破壞造成，則放緩壩坡為最好的處理方法?？商钊胪馏w將壩坡放緩，或是先削掉滑動(dòng)面上壩頂?shù)耐馏w，使滑動(dòng)面壩坡變緩，然后再加大未滑動(dòng)面的斷面[24].

　　對(duì)存在失穩(wěn)危險(xiǎn)的土石壩也可采用水上拋石法放緩上游壩坡，施工方法簡(jiǎn)單，且不受季節(jié)和水位的變化。加固工程不破壞原壩體結(jié)構(gòu)，減去拆除原有的壩體護(hù)坡石和反濾料工序，對(duì)保護(hù)原壩體非常有利。石料滲透系數(shù)大，在庫(kù)水位降落時(shí)，新筑部分的自由水面線，幾乎與庫(kù)水位重合，這樣就造成新增斷面和原有斷面共同承擔(dān)原有壩殼中庫(kù)水位降落時(shí)產(chǎn)生的滲透水壓力及地震產(chǎn)生的超隙孔壓力，起到壓重的作用，從而有利于大壩的穩(wěn)定[25].

　　3.3.2壓重固腳

　　若滑坡體底部滑出壩趾以外，則需要在滑坡段下部采取壓重固腳的措施，以增加抗滑力。壓重固腳的材料最好用砂石料。在砂石料缺乏的地區(qū)，也可用土工織物，代替反濾，以達(dá)到排水的要求[17].

　　通過(guò)在壩體上加壓蓋重，或?qū)误w培厚加固處理，可以進(jìn)一步提高防滲流土、壩體抗裂和抗?jié)B性能，同時(shí)增加壩體穩(wěn)定性。

　　實(shí)例：1999年山西大同堡村發(fā)生5.6級(jí)地震，對(duì)位于震中附近的冊(cè)田水庫(kù)造成VII度影響，壩體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形[26].震后對(duì)主壩和北副壩下游壩坡采用石渣進(jìn)行培厚加固處理。主壩所在956m高程以下石渣培厚體，壩坡分別為1：2.75，在956m高程設(shè)12m寬的平臺(tái)，在949m高程、940m高程設(shè)3.0m寬的馬道，并在石渣體與原壩體設(shè)置反濾層。培厚壩體后，即使再次遭遇地震，由于壩體在正常水位下（956m高程）寬度增加，也可避免大壩整體失穩(wěn)，從而保證大壩的安全[27].

　　3.3.3庫(kù)岸巖體加固

　　對(duì)于地震中松動(dòng)的庫(kù)岸巖體，應(yīng)采取工程措施進(jìn)行加固。地震后，首先需要對(duì)庫(kù)岸巖石情況進(jìn)行重新評(píng)估，選擇加固方式。庫(kù)岸加固通常采取錨固、支擋、排水相結(jié)合的方式。錨固措施是利用預(yù)應(yīng)力錨索和錨桿固定不穩(wěn)定巖層，適用于震后加固巖體滑坡和不穩(wěn)定的局部巖體。通過(guò)一端與建筑物結(jié)構(gòu)相連，一端打入巖體內(nèi)部，在增強(qiáng)巖體抗拉強(qiáng)度的同時(shí)，

　　改善庫(kù)岸巖體的完整性[28].該方法在高切坡中被廣泛應(yīng)用。支擋方法是通過(guò)支擋體來(lái)平衡滑坡體的下滑力，確保滑坡體的穩(wěn)定安全。支擋結(jié)構(gòu)能有效地改善滑坡體的力學(xué)平衡條件，阻止滑坡、泥石流等。常用的方法有重力式擋墻、拉釘擋墻、加筋土擋墻、抗滑樁等[29].

　　此外，由于地震過(guò)后經(jīng)常伴隨暴雨，更易在松動(dòng)巖石處產(chǎn)生滑坡、泥石流等災(zāi)害，因此需及時(shí)排水，包括地表水和地下水?？稍O(shè)置截水溝排除地表水；排除地下水可用廊道、豎井和水泵等。在美國(guó)、加拿大和日本等國(guó)家較多采用專用鉆機(jī)打水平孔的辦法排地下水[28].

　　3.4滲漏修復(fù)

　　應(yīng)根據(jù)具體情況降低庫(kù)水位或放空水庫(kù)，徹底修復(fù)防滲體，對(duì)由于浸潤(rùn)線過(guò)高而逸出坡面或者由于大面積散浸引起的滑坡，除結(jié)合下游導(dǎo)滲設(shè)施外，還應(yīng)考慮加強(qiáng)防滲。

　　3.4.1劈裂灌漿

　　對(duì)于土石壩較嚴(yán)重的滲漏破壞，可以采取劈裂灌漿或加強(qiáng)防滲斜墻等方式解決。劈裂灌漿是指在垂直滲流的方向沿壩軸線劈開(kāi)壩體，灌入稠泥或水泥砂漿，截?cái)酀B流通道，可以在短時(shí)間內(nèi)壩體內(nèi)的滲流，使大壩轉(zhuǎn)危為安。

　　采用劈裂灌漿技術(shù)的嶺澳水庫(kù)具體做法如下：根據(jù)壩長(zhǎng)選用適量的灌漿機(jī)，多臺(tái)灌漿機(jī)同時(shí)開(kāi)灌，為使?jié){液盡快硬化固結(jié)，所用漿料為摻入速凝劑的水泥加粘土。在灌漿工藝上，連續(xù)的多次復(fù)漿，使混凝土或泥漿墻盡快加厚，并使貫通的漏水通道通過(guò)灌漿壓力和多次灌漿擠壓膨脹與原壩土體緊密結(jié)合，最終形成垂直連續(xù)的防滲混凝土砂漿墻，防止再次出現(xiàn)漏水通道的可能[30].

　　3.4.2開(kāi)挖置換

　　置換技術(shù)是土石壩震后修復(fù)中的一種重要手段，尤其對(duì)于心墻開(kāi)裂的土石壩具有重要意義。首先需要通過(guò)探測(cè)技術(shù)檢測(cè)到侵蝕的區(qū)域，然后在心墻的下游側(cè)補(bǔ)填塑性混凝土，并用顆粒反濾層加以支持。最后使用水泥膨潤(rùn)土混合物進(jìn)行灌漿。置換技術(shù)可以有效阻止土石壩心墻的進(jìn)一步破壞，達(dá)到防滲漏的目的[18].

　　實(shí)例：新西蘭的馬拉希納壩，在經(jīng)歷埃奇克姆地震后，初期表現(xiàn)穩(wěn)定，在1987年12月后出現(xiàn)水位明顯下降的現(xiàn)象。通過(guò)詳細(xì)的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，雖然大壩沒(méi)有遭受嚴(yán)重的滲漏，但左壩肩心墻和下游副心墻出現(xiàn)明顯的開(kāi)裂和侵蝕，且侵蝕依然在繼續(xù)發(fā)展。持續(xù)不斷的侵蝕導(dǎo)致庫(kù)水位不斷下降，因而采取心墻置換的方式，即對(duì)左右岸壩肩進(jìn)行開(kāi)挖，噴上混凝土，置換開(kāi)挖出來(lái)的材料。水庫(kù)再次蓄水時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)新的事故[18].

　　3.4.3排水設(shè)施

　　在阻止?jié)B流發(fā)生的同時(shí)，需要做好排水工作，通過(guò)設(shè)置寬敞的排水帶，使?jié)B流能順利排走，降低壩體內(nèi)的浸潤(rùn)線，減小孔隙水壓力。

　　4.典型水利工程抗震搶險(xiǎn)及修復(fù)實(shí)例

　　4.1美國(guó)Hebgen壩

　　Hebgen土石壩[31]位于美國(guó)Montana州，1915年建成，1959年8月遭受里氏7.1級(jí)的強(qiáng)烈地震，壩和水庫(kù)所在地變形并整體下沉約3.1m，右岸溢洪道嚴(yán)重?fù)p壞，壩體沉陷開(kāi)裂，水庫(kù)岸坡坍塌，庫(kù)水震蕩并漫溢壩壩。當(dāng)時(shí)此壩并無(wú)抗震設(shè)計(jì)，承受地震對(duì)其的各種危害而未垮壩，其破壞模式和耐震經(jīng)驗(yàn)極有借鑒意義。

　　當(dāng)時(shí)業(yè)主Montana電力公

　　司采取的緊急搶救措施包括：

　?。?）立即將泄水底孔進(jìn)水口原用迭梁封閉的二個(gè)孔口開(kāi)啟，以80立方米/s的流量泄水降低庫(kù)水位。

　?。?）對(duì)半角沉陷區(qū)和被流沖蝕的壩下游面填土修復(fù)。檢查表明，心墻與溢洪道連接處的漏水并非通過(guò)心墻上的裂縫而是從破壞的溢洪道流出。

　?。?）在心墻的大裂縫處下游，打豎井檢查和修補(bǔ)。同時(shí)對(duì)下游河岸坍方區(qū)進(jìn)行了修整。此后于1960年4月開(kāi)始對(duì)溢洪道、壩體心墻和上游面進(jìn)行了全面的修復(fù)和加固工作。至今運(yùn)行完好。

　　4.2美國(guó)LowerSanFernando壩

　　LowerSanFernando壩[31]位于美國(guó)加州洛杉磯市北，1912年動(dòng)工，最大壩高43.2m，壩頂寬6m，長(zhǎng)634m.1971年2月在壩東北12.9km處發(fā)生里氏6.6級(jí)地震，致使主壩發(fā)生巨大滑坡，壩的上游部分帶動(dòng)壩上部9.2m高的壩體和壩頂一起坍落滑向水庫(kù)20多米遠(yuǎn)。

　　事故發(fā)生后，救援人員立即采取了如下措施：一方面立即運(yùn)來(lái)砂袋加固筑高壩的低陷部位；另一方面緊急撤離壩下游地區(qū)8萬(wàn)居民；此外，通過(guò)2條泄水道和3條引水管排放水庫(kù)中的水。

　　經(jīng)初步調(diào)查和后期進(jìn)一步挖槽、鉆孔取樣研究得出，壩內(nèi)有大范圍土區(qū)在地震后液化，但液化區(qū)被外圍強(qiáng)度較高的非液化土約束住，因而直到液化區(qū)內(nèi)有足夠擴(kuò)張力，促使外圍土向外和向下移動(dòng)時(shí)，才出現(xiàn)大規(guī)模滑動(dòng)。

　　4.3新疆西克爾水利工程

　　西克爾水庫(kù)[10，11]位于新疆伽師縣東北西克爾鎮(zhèn)，1959年建成使用，為均質(zhì)土壩，設(shè)計(jì)庫(kù)容10053萬(wàn)立方米，屬大型攔河式平原水庫(kù)。該工程自建成以來(lái)共經(jīng)歷了15次地震，其中較嚴(yán)重的有3次：1961年4月13日發(fā)生6.5級(jí)地震，震中距水庫(kù)約30km，致使220m長(zhǎng)的壩出現(xiàn)沉陷崩塌，余壩產(chǎn)生165條裂縫；1996年3月19日發(fā)生6.4級(jí)地震，壩段出現(xiàn)涌沙，裂縫，局部產(chǎn)生沉陷；2002年3月3日，阿富汗發(fā)生里氏7.1級(jí)地震，造成水庫(kù)副壩段出現(xiàn)決口，并迅速擴(kuò)大到50m左右，決口流量約120立方米/s，損失慘重。

　　由于西克爾水庫(kù)運(yùn)行年限長(zhǎng)，且早年建設(shè)時(shí)沒(méi)有進(jìn)行地質(zhì)勘探，因此極易糟受地震破壞。多次地震后，主要采取的措施有：

　　（1）加高壩頂，壩后設(shè)置壓重，并鋪設(shè)無(wú)紡布反濾。

　?。?）大壩決口后，進(jìn)行搶險(xiǎn)封堵，修復(fù)缺口。

　?。?）按庫(kù)區(qū)基本烈度八度進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，對(duì)西克爾水庫(kù)主壩、副壩和其它建筑物進(jìn)行加固修復(fù)。針對(duì)部分壩段壩基地震液化問(wèn)題，主壩采用壓蓋重措施，以進(jìn)一步提高防滲流土、壩體抗裂和抗?jié)B性能。副壩部分改線，采用粘料含量高的土進(jìn)行填筑，加固填筑總方量為

　　58.59萬(wàn)立方米，其中粘土39.29萬(wàn)立方米，占60%.

　　4.4北京密云水庫(kù)

　　密云水庫(kù)位于北京密云縣城北13km處，庫(kù)容43.8億立方米，是北京市民用、工業(yè)用水的主要來(lái)源。水庫(kù)始建于1958年9月，分白河、潮河、內(nèi)湖三個(gè)庫(kù)區(qū)，主要建筑有白河主壩（高66m，長(zhǎng)1100m）、潮河主壩（高56m，長(zhǎng)960m）和5道副壩等。

　　1976年7月28日，河北唐山發(fā)生里氏7.8級(jí)強(qiáng)烈地震，白河主壩發(fā)生強(qiáng)烈扭動(dòng)，主壩水面以下6萬(wàn)平方米的塊石坡和砂礫保護(hù)層滑落，受損嚴(yán)重。地震后，采取的主要措施[6]有：

　?。?）及時(shí)探測(cè)大壩裂縫，并派潛水員進(jìn)行水下探測(cè)。

　　（2）通過(guò)筑堰建閘，把密云水庫(kù)分隔成兩個(gè)庫(kù)區(qū)，放空庫(kù)水后，進(jìn)行全面檢查加固。清除白河主壩上的砂礫保護(hù)層，加厚鋪蓋粘土斜墻，改用碴石保護(hù)層，往水下填粘土及砂石達(dá)20萬(wàn)m².隨后，打通白河廊道、削坡清基，進(jìn)行壩體加固。

　　（3）加固了3座副壩，并增建了3條泄水隧洞、1座溢洪道等。白河主壩加固工程于1977年11月21日完成，達(dá)到了國(guó)家一級(jí)工程標(biāo)準(zhǔn)，至今完好。

　　5.小結(jié)

　　地震后受損水利工程修復(fù)是項(xiàng)復(fù)雜的工作，要因地制宜盡快采取最合適的方法進(jìn)行修復(fù)。幾條主要結(jié)論如下：

　?。?）地震發(fā)生后，各級(jí)水行政主管部門應(yīng)該對(duì)境內(nèi)的水利工程，尤其是堤防、水庫(kù)大壩、水閘等工程進(jìn)行排查，及時(shí)掌握工程破壞的情況及其隱患，有針對(duì)性地制定搶修方案。對(duì)地位重要、關(guān)系重大、危險(xiǎn)性高的受損水利工程，要抓緊修復(fù)，確保度汛安全。

　?。?）壩和地基土料的液化，是導(dǎo)致垮壩或嚴(yán)重破壞的主要原因，此外，較普遍的震害有滑坡、開(kāi)裂、沉陷和位移。

　?。?）盡可能保證水壩順利泄水，降低蓄水位，避免出現(xiàn)垮壩事故。

　?。?）目前對(duì)于水利工程一般都有相應(yīng)的突發(fā)事故（如地震、洪水等）預(yù)警機(jī)制，但對(duì)于如何應(yīng)對(duì)出現(xiàn)的險(xiǎn)情，采取必要的工程措施，尚是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，宜提高認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)要應(yīng)的工作。

　?。?）對(duì)山區(qū)河流因沿岸崩山、泥石流等形成的堰塞湖，要當(dāng)機(jī)力斷主動(dòng)盡早清除，以避免水位升高，堰塞湖潰決形成洪災(zāi)。

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