震灾受损水利工程修复技术范文

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1.概述

我国地处世界上两个最大地震集中发生地带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地震较多，大多是发生在大陆的浅源地震，震源深度在20km以内。位于青藏高原南缘的川滇地区，主要发育有北西向的鲜水河-安宁河-小江断裂、金沙江-红河断裂、怒江-澜沧江断裂和北东向的龙门山-锦屏山-玉龙雪山断裂等大型断裂带[1]。该区新构造活动剧烈，绝大多数属构造地震，地震活动频度高、强度大，是中国大陆最显著的强震活动区域[2]。

而西南地区蕴藏了我国68％的水力资源，水利工程较多，且主要集中在川滇地区。据

2005年数据，四川省有大中小型水库约6000余座[3]。2008年5月12日的四川省汶川大地震，初步统计，已导致803座水库出险，受损的大型水库有紫坪铺电站和鲁班水库，中型水

库36座，小一型水库154座，小二型水库611座[3]。此外，地震还致使湖北和重庆地区各

79座水库出现险情[4，5]。为保证水利工程的安全运行，地震之后及时对水利工程进行检测，并对受损工程进行监

测和修复是必要的。有关震灾受损水利工程修复方面的文献不多，散见于各种期刊或研究报告，为便于应用参考，本文搜集、筛选了一些震灾受损水利工程的案例，并对一些实用技术进行了介绍。

2.地震对水利工程的危害

由于地震烈度、地震形态以及水库本身工程质量的不同，地震对于水利工程的危害也有所区别。高建国[6]对我国因地震受损水利工程进行分类整理，认为水库坝体险情主要可分为

3级：1级，一般性破坏，不产生渗漏；2级，严重性破坏，坝体开裂渗漏；3级，垮坝（崩塌），水库水全部流走。

我国因地震引起的水库垮坝并不多见，总结国内外地震对水利工程的危害，主要有以下几种形式：

2.1坝体裂缝

地震作为外力荷载将会导致大坝尤其是土石坝整体性降低，防渗结构破坏，引起大量裂缝。地震会产生水平和垂直两个方向的运动，并使周期性荷载增大，坝体和坝基中可能会形成过高的孔隙水压力，从而导致抗剪强度与变形模量的降低，引起永久性（塑性）变形的累积，进而导致坝体沉降与坝顶裂开。

2003年10月甘肃民乐—山丹6.1级地震引起双树寺水库大坝、翟寨子水库大坝，坝顶

均出现一条纵向裂缝，长约401~560m，最大宽度2cm左右，并有多处不同长度断续裂缝，

防浪墙局部错动约0.5cm。大坝右侧出现山体滑坡，形成长条带及凹陷，滑坡长37m左右，凹陷坑深2.5~3m、宽7m左右，凹陷处上部山体有多条斜向裂缝，缝宽20cm左右。李桥水库坝顶有纵向裂缝，多处缝宽在2~5mm，其中一条长约100m左右，出现横向贯通裂缝，防浪墙出现多处竖向裂缝。这些裂缝在坝体漏水、自然降水和温度作用下，又将产生新的冻融、冻胀破坏，影响大坝的整体性和稳定[7]。

托洪台水库位于新疆布尔津县境内，1995年被列为险库，1996年新疆阿勒泰地震（6.1级），使拦水坝出现10处横向裂缝，3处纵向裂缝，最宽处达16cm，长17m，防浪墙垂直裂缝27处。经评估，水库震后只能在低水位运行，致使发电系统瘫痪，同时对于下游构成潜在威胁[6]。

岷江上的紫坪铺水利工程位于都江堰市与汶川县交界处，2006年投产，是中国实施西部大开发首批开工建设的十大标志性工程之一。2008年5月12日的汶川地震造成紫坪铺大坝面板发生裂缝，厂房等其他建筑物墙体发生垮塌，局部沉陷，整个电站机组全部停机。[3]。此外，地震对泄水输水建筑物也将造成巨大危害。2003年8月16日赤峰发生里氏5.9级地震，使沙那水库混凝土泄洪灌溉洞产生纵向裂缝，长15m，最大裂缝15mm；环向裂缝

22m，最大裂缝宽度1.8mm；洞出口消力池两侧边墙产生竖向裂缝，总长15m，最大裂缝宽

度25mm。大冷山水库溢洪道两侧导流墙产生裂缝，以纵向裂缝为主，最大缝宽12mm[8]。

2.2坝体失稳

地震可能引起坝基液化，从而导致大坝失稳。地震时，受到周期性或波动性荷载作用，土石坝内土体将产生递增的孔隙水压力和递增的变形。粘性土体构成的土石坝在地震中相对安全。但相对密度低于75%的粉砂土和砂土，在几个循环之后孔隙水压力就会显著上升，当达到危险应力水平时，土体在周期性荷载作用下显示出极大的变形位移，坝内土体就会呈现出液化的流态，导致坝体失稳[9]。

喀什一级大坝1982年施工时，其坝体及防渗墙都未进行碾压，致使密实度降低，1985

年地震时，由于液化和沉陷，导致该坝整体失稳破坏。

美国加州的Sheffield坝，1917年建成，坝高7.63m，坝顶宽6.1m，长219.6m，水库库

容17万m3。1925年6月距坝11.2km处发生