雅安地震建设工程震害启示
2014-09-22河南省开封市建设工程质量检测站张继志
河南省开封市建设工程质量检测站 张继志
2013年4月20日8时02分,四川省雅安市芦山县(北纬30.3度,东经103.0度)发生7.0级地震,震源深度13千米,最大烈度为Ⅸ度,等震线长轴成北东走向分布,震中距成都约100千米,Ⅵ度区及以上总面积为18682平方千米。此次地震影响四川69个县,累计造成231万人受灾,196人死亡,21人失踪,13484人受伤,震区共发生余震5402次,最大余震5.7级。据有关政府部门通报,震中芦山县龙门乡99%以上房屋垮塌,卫生院、住院部停水停电,无法正常工作。截至4月25日,雅安三个重灾县公布高达1693.58亿元的经济损失,是该地区2012年GDP总和的21倍。
建筑震害分析
砖木结构
雅安地震重灾区存在大量的砖木结构建筑,主要包括各类历史建筑、居民自建房和部分村镇建筑。砖木房屋多为1层或2层,以硬山搁檩屋盖为主,屋面多为小青瓦,普遍存在砂浆强度低、纵横墙连接差、檩条及屋架与砖墙缺少可靠连接等问题。震中区域的砖木结构建筑大多局部损毁甚至倒塌。
砌体结构
此次重灾区的砌体结构主要为砖混结构和底框结构。部分砌体结构房屋建于《建筑震设计规范GBJ11-89》正式实施前,且未进行抗震加固,其抗震设防标准偏低,普遍缺少圈梁、构造柱、拉接筋等抗震措施,甚至存在采用120承重墙的情况,且砌筑材料、施工质量均较差,在地震中破坏严重。而许多新建砌体结构房屋,虽然也发生了诸如窗间墙X型裂缝、局部构造柱剪切破坏、外墙面砖脱落等明显震害,但局部倒塌和全部倒塌的较少,为逃生提供了可能。
砌体结构损毁
砖木结构损毁
砌体结构损毁
砖木结构损毁
砌体结构损毁
混凝土框架结构损毁
混凝土框架结构损毁
混凝土框架结构损毁
屋顶楼梯间明显震害
瓦木结构四合院完好无损
混凝土框架结构
此次震害调查显示,框架结构破坏形式主要有以下几种情况:底层混凝土柱端出现塑性铰导致底层侧移过大,甚至倒塌;梁柱节点受到复杂应力作用出现“强梁弱柱”破坏;填充墙开裂、面层脱落等。
其他结构破坏
在此次重灾区,混凝土框架—剪力墙结构数量较少且几乎均为近年来新建建筑,主要为商品住宅,其抗震性能表现良好,几乎没有明显的破坏。此次地震,木结构和轻钢结构表现良好,破坏较轻微。由于此两种结构自重较轻、延性较好,除围护结构、屋面结构略有破坏外,主体结构基本完好。由于“鞭梢效应”,重灾区部分屋顶构筑物和屋顶楼梯间出现较为明显的震害。
交通工程震害
此次地震灾害导致雅安、成都等14个市(州)交通基础设施不同程度受损,特别是震中芦山、宝兴等重灾区交通基础设施损毁严重,G318、S210、S211等公路干线不同程度受损,通往重灾区芦山、宝兴县城的干线公路及16个乡镇的公路交通一度中断。据不完全统计,此次地震灾害损坏四川省内国省干线公路路基800处、近2000千米,预估经济损失约64亿元;损坏县乡村公路3000余处、2500千米,预估经济损失约24亿元;受损桥梁440处、4954延米;水运设施受损码头172处,预估经济损失1000万元;汽车场站受损27处,预估经济损失1800万元。公路主要灾害为:公路路基沉陷、垮塌、滑坡、缺口,路面错动开裂,护栏、防护网受损,山体滑坡、塌方导致道路掩埋,落石挡道、砸车、伤人等。桥梁主要灾害为:桥梁移位、横隔板开裂,桥墩、桥面、拱圈、梁板、护栏、伸缩缝不同程度受损。此次隧道受灾较轻,主要灾害为:隧道出入口处出现上体垮塌。汶川特大地震后,灾后重建对部分省道进行了改造,对部分路段进行了拓宽,并增加了一些防护工程。在这次抢险救灾过程中,这些改造工程成效明显,在抢险救灾中发挥了重要作用。
其他震害
公路错位断裂
隧道上体垮塌
大桥锥坡垮塌
塌方造成巨石滚落,大桥上演“桥坚强”
芦山地震导致芦山、天全、宝兴三县电网全部垮网,55座灌溉水库和192座水电站受损,34座35千伏及以上变电站停运,265条10千伏及以上输配电线路停运,共计626台变电设备损坏,累计造成雅安市81个乡镇、473个村停电,电网直接经济损失超过7亿元人民币。水电产业一直是雅安的支柱产业,快速的水电开发和低廉电价带动了矿冶等一批高耗能产业的发展。随着水电受损停产,这些产业必然会被波及。雅安地处龙门山断裂带,矿产资源丰富,此次地震使矿山开采产业损失惨重。以宝兴县为例,这里盛产大理石等名贵石材,据当地粗略统计,震后直接经济损失7个亿,占宝兴2012年GDP的三分之一。另外,在雅安优势产业计划中,现代轻纺、加工产业、旅游产业均受到明显影响。地震造成当地一些企业机器损毁,厂房垮塌,致使部分企业震后短期内难以恢复生产。比如颇有名气的雅安春茶,一方面,由于部分茶叶加工厂房被震为危房,设备损坏,正值春茶采制期的茶企被迫暂停营业;另一方面,震后部分交通路线中断,茶叶采摘后无法运送到加工中心,茶叶的加工也因燃料、电力无法及时送达成为难题。现代轻纺是芦山的支柱产业,2012年产值达13亿元,约占全县规模以上工业企业产值一半。由于纺织机器是精密设备,厂房多为大跨度结构,地震破坏尤其剧烈,全县16家规模以上纺织企业,多数厂房倒塌、机器全毁,所有企业停产。由于部分基础设施因灾受损,景区也不同程度受损,致使该地区旅游产业短期内陷入停滞状态。
雅安震害启示
雅安地震是继汶川地震后四川省再次发生的破坏严重的地震。此次地震灾害再次告诫我们:防震减灾,预防为主!对于自然灾害,预防是最有效的减灾。
加强工程抗震宣传教育
人类社会的发展总是伴随着地震等自然灾害的发生,公众防震减灾意识和技能的提高是减轻灾害损失的关键性因素。我们可以通过报刊、影视以及组织社会活动等多种途径、多种方式,进行防震减灾科普宣传,特别是对地震多发地区的民众及建筑业从业人员更要加强防震减灾意识和技能的培训。
加强对建设工程抗震性能的排查、鉴定、加固
汶川地震之后,我国政府启动了全国中小学校舍安全工程,督促各地彻查校舍质量,并对不符合要求的旧校舍进行改造。但令人遗憾的是,迄今为止,各地执行力度并不一致。目前我国对既有建设工程的排查、鉴定范围有限,进行加固改造的更是少之又少。雅安地震再次反映出,我国当前依然存在大量的“危房”、“险道”隐患亟待关注。
加强建设工程抗震设计
抗震设计是提高建设工程抗震性能的关键。在此次受灾严重的村镇,缺乏整体性的砖木结构房屋以及未设圈梁、构造柱、没有拉结筋的砖混结构民房比比皆是,倒塌普遍,震害严重。加强建设工程抗震设计,选择对工程抗震有利的场地和结构形式,结构布置应符合规划设计的要求,应尽可能设置多道抗震防线。
加强建设全过程监管力度
雅安震害显示,震中的农房普遍损毁严重,其中包括汶川地震之后新建的农村住宅。足见该地区仍有很多村镇房屋和基础设施在建设过程中疏于监管,再次暴露出设计和施工质量等问题。因此,各级政府应加大工程建设全过程监管力度,把抗震设防贯穿于工程选址、规划、勘察、设计、审查、施工、监理、验收、使用、管理的全过程。
提高公路防灾能力
此次地震造成交通工程的灾害主要体现在山体滑坡、坍塌造成道路阻塞、中断。总体来说,雅安地震灾区的公路建设标准都比较低。受公路塌方、道路狭窄等因素影响,部分明线公路发生大规模拥堵,严重阻碍了救援工作。此次地震灾区绝大部分都是明线公路,尤其是在高山峡谷地区的河谷地段,极易发生滚石、滑坡、泥石流灾害,直接威胁着道路安全。专家表示,现在西部地区的公路建设都以明线公路为主,但明线公路建设存在破坏生态环境、抗灾能力弱等问题。要提高公路防灾能力,保障交通大动脉,应该重视以下两个方面:一是从技术上提高公路防御灾害的能力,这主要和工程前期的选线勘察有关,要切实重视地质灾害勘察,进行线路优化设计,科学施工;二是做好道路建设资金保障。
应大力发展隧道公路
和明线公路相比,隧道公路优势明显。从防灾的角度看,隧道公路有两大优点:一是可以避免因滑坡引发更多地质灾害。二是抗震效果好,并且不影响地面环境。2008年汶川地震时,地震及次生山地灾害共造成24条高速公路受到影响,161条国级、省级干线公路受损。与此形成鲜明对比的是,隧道公路未出现完全塌陷的情况,即使是在极震区,受损隧道修复后也能全部使用。山区公路隧道发挥了很好的减灾和避灾作用。在雅安震后可以看到,重灾区隧道灾害明显较轻,隧道内几乎没有受损,只在隧道出入口处因上体垮塌有部分落石。据此,笔者建议,为保障西部交通动脉,在加大专项资金投入的同时,应实现公路等级的升级改造,大力发展隧道公路。