1、1支持汶川地震災(zāi)后早期恢復(fù)與災(zāi)害支持汶川地震災(zāi)后早期恢復(fù)與災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)管理方案之管理方案之加強(qiáng)水電安全安全項(xiàng)目課題課題研究任研究任務(wù)書務(wù)書一、一、背景背景2008年5月12日在四川省汶川縣境內(nèi)發(fā)生8級(jí)特大地震，震中烈度達(dá)10度以上。汶川地震災(zāi)區(qū)位于我國南北地震帶，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，坡陡、溝深、多峽谷。此次大地震，同樣也給四川地震區(qū)及波及區(qū)的重慶等地水利工程造成不同程度的震害，尤其是造成眾多水庫出現(xiàn)險(xiǎn)情。地震區(qū)穿過岷江，岷江上的

2、各類水工建筑物，如都江堰樞紐工程、映秀灣水電站、漁子溪水電站、紫坪鋪水庫、圖龍水庫等，均經(jīng)受強(qiáng)烈地震的考驗(yàn)。地震是一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害世界各國主要從以下三方面來減輕地震災(zāi)害：控制地震、地震預(yù)報(bào)、抗震防災(zāi)?？拐鸱罏?zāi)的首要問題就是確定地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)（即地震動(dòng)）的強(qiáng)烈程度。由于地震動(dòng)參數(shù)的確定不僅涉及工程抗震領(lǐng)域，還與地震學(xué)、地質(zhì)學(xué)、防災(zāi)和環(huán)境等多學(xué)科有關(guān)，是一個(gè)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的前沿課題，目前地震動(dòng)參數(shù)的研究相對(duì)于結(jié)構(gòu)分析來說較為薄弱，是目前國

3、內(nèi)外尚未得到很好解決的問題，造成了所謂精確的結(jié)構(gòu)分析方法和粗略的設(shè)計(jì)地震動(dòng)輸入之間的矛盾。因此，將地震動(dòng)輸入建立在更可靠的經(jīng)驗(yàn)和理論上是目前地震工程面臨的極為重要的任務(wù)。沙牌大壩經(jīng)受了512汶川8級(jí)地震，超過設(shè)防地震烈度的地震考驗(yàn)。從外觀和靜力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，大壩沒有遭受破壞。分析和研究沙牌大壩的抗震潛能，對(duì)拱壩的抗震性能的了解，指導(dǎo)今后的拱壩設(shè)計(jì)具有重要的工程意義。武都水庫工程區(qū)位于龍門山褶斷帶前山構(gòu)造帶的北段，庫尾附近、庫首段分別有龍

4、門山主中央斷裂和前山斷裂通過。由于武都重力壩是位于汶川地震震區(qū)的高于100m的在建大壩，對(duì)大壩進(jìn)行全面、深入的抗震計(jì)算分析和抗震安全評(píng)價(jià)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。世界各國歷來都十分重視緊抓大地震后的調(diào)研總結(jié)工作，并在此基礎(chǔ)上對(duì)規(guī)范及時(shí)進(jìn)行修訂或編制。汶川大地震是中華人民共和國建國以來震害最為嚴(yán)重的強(qiáng)烈地震，大量水庫大壩經(jīng)受了不同程度的震害，需要對(duì)震害實(shí)例進(jìn)行詳盡深入的調(diào)研、認(rèn)真地分析總結(jié)其經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合近期國內(nèi)外在水工抗震方

5、面取得的顯著科研進(jìn)展，進(jìn)行《水工建筑物強(qiáng)震安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》的編制。四川汶川大地震，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失，也給生態(tài)環(huán)境帶來了重大損失。本次地震誘發(fā)的嚴(yán)重的山體滑坡、泥石流摧毀民居、道路，堵塞河道，造成了嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。汶川大地震發(fā)生已將近一周年了，災(zāi)后恢復(fù)重建工作也已經(jīng)全面開展，但目前對(duì)地震對(duì)災(zāi)區(qū)生態(tài)環(huán)境影響的研究還不夠深入，對(duì)水電工程抗震應(yīng)急管理時(shí)所采用的環(huán)境保護(hù)措施以及獲得的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)還沒有進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，因此，急需在這些

6、方面開展研究工作，為加強(qiáng)水電安全的災(zāi)后恢復(fù)重建提供科學(xué)依據(jù)。3型，通過加大地震荷載，研究大壩的抗震潛能，分析大壩在汶川地震時(shí)的表現(xiàn)，研究130米級(jí)拱壩的抗震性能。3.沙牌拱壩現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究利用水科院新近從美國進(jìn)口的強(qiáng)震監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)沙牌大壩進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力特性試驗(yàn)，通過試驗(yàn)可以為以后的動(dòng)力有限元分析校正材料參數(shù)、庫水作用效應(yīng)、壩基地震動(dòng)不均勻輸入等許多復(fù)雜的計(jì)算邊界條件和材料參數(shù)等，盡量減少計(jì)算中的不確定因素。通過動(dòng)力試驗(yàn)的損傷診斷分析，動(dòng)力特

7、性研究，了解大壩是否遭受了內(nèi)部損傷。4.武都碾壓混凝土重力壩抗震分析與安全評(píng)價(jià)考慮水平向和豎向地震同時(shí)作用，按設(shè)計(jì)地震時(shí)的地震峰值加速度代表值，設(shè)計(jì)反應(yīng)譜取《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜或地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)得到的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，求得壩體的自振特性和動(dòng)態(tài)反應(yīng)。分別選取擋水壩段中的最高壩段，按照《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定和要求進(jìn)行研究工作將壩體靜態(tài)反應(yīng)和動(dòng)態(tài)反應(yīng)作最不利組合得到壩體綜合反應(yīng)，并據(jù)此進(jìn)行壩體關(guān)鍵部位的抗震強(qiáng)度安全評(píng)價(jià)、

8、壩沿建基面的抗滑穩(wěn)定安全評(píng)價(jià)。5.武都重力壩三維有限元分析及抗震措施研究對(duì)武都重力壩進(jìn)行13#（廠房壩段）、18#（泄洪壩段）、19#（高擋水壩段）進(jìn)行三維動(dòng)力分析，網(wǎng)格劃分要滿足精度要求。在此基礎(chǔ)上研究壩體強(qiáng)度及穩(wěn)定性，提出因地震動(dòng)參數(shù)提高需采取的工程抗震措施。依據(jù)計(jì)算結(jié)果提供應(yīng)力結(jié)果及應(yīng)力集中部位的應(yīng)力分布、應(yīng)力擴(kuò)散情況，并提供應(yīng)力集中部位的配筋建議。6.水工建筑物強(qiáng)震監(jiān)測(cè)規(guī)范編制以汶川大地震震害實(shí)例為基礎(chǔ)，并結(jié)合近期國內(nèi)外在水工抗

9、震方面取得的顯著科研進(jìn)展，進(jìn)行《水工建筑物強(qiáng)震安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》的編制。規(guī)范主要由前言、1范圍、2規(guī)范性引用文件、3總則、4術(shù)語和定義、5監(jiān)測(cè)臺(tái)陣布置、6監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成與技術(shù)要求、7監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試、安裝與驗(yàn)收、8監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理與維護(hù)、9加速度記錄的處理分析，以及附錄部分構(gòu)成。7.抗震應(yīng)急管理與環(huán)境保護(hù)措施研究（1）災(zāi)區(qū)水電工程應(yīng)急措施和環(huán)境應(yīng)急管理措施調(diào)研開展自然災(zāi)害中與水電工程有關(guān)的環(huán)境應(yīng)急管理措施的國內(nèi)調(diào)研；開展自然災(zāi)害中與水電工程有