王志濤 李 寧 郭小東
地震災害是人類共同面臨的一種自然災害,進入21世紀以來,全球范圍內的地震災害頻發,造成巨大損失。本文在總結了國內外幾次典型地震經驗的基礎上,有針對性地從城市規劃、工程抗震及應急救援三方面的能力建設進行了探討,以期為減輕地震災害提供有益的借鑒。
1)1976年我國唐山市7.8級地震,當時唐山市抗震設防烈度為6度,屬不設防城市,地震后整個唐山市基本毀于一旦,傷亡嚴重。2)2010年海地7.0級地震,傷亡嚴重。由于房屋沒有進行抗震設防,造成大量建筑坍塌,導致了整個國家各方面機能的癱瘓,損失不可估量。3)1995年日本神戶7.2級地震,生命線工程和公共設施嚴重破壞,由此導致的救災指揮體系不協調、救貧物資供應混亂所造成的間接損失也無法估量。4)2008年我國汶川縣8.0級地震,傷亡嚴重。本次地震反映出諸多問題,如工程抗震設防不足,實際烈度超過預定設防烈度;規劃選址不利導致斷裂帶和次生地質災害毀壞大量建筑;承擔救災功能的基礎設施破壞加劇了救災難度。5)2008年日本巖守縣7.2級地震,僅造成幾人死亡、百余人受傷。6)2010年智利8.8級特大地震,這次地震釋放的能量是海地地震的數百倍,但是傷亡遠沒有海地慘重,主要原因是:當地建筑有著嚴格的建筑質量標準,地震襲擊后雖然很多建筑受到損害但并沒有完全倒塌;有著比較完善的應急措施;居民的防震逃生意識比較強,減少了人員傷亡。
對比并分析上述幾次典型地震震害經驗,本文總結了以下幾種影響地震災害損失的模式:
1)基本不考慮抗震設防和應急救援機制,總體抗震防災能力低下,在地震作用下不堪一擊,承災體大量破壞,人員傷亡和經濟損失慘重,如唐山地震與海地地震的經驗。2)城市承災體具有一定的抗震能力,但在城鄉規劃中對選址安全的重視程度不夠。另外,考慮了應急救災機制但并不完善,對完成其救災功能所依托的基礎設施的安全保障要求考慮不足,導致應急救援工作開展不暢。此種情況下一旦發生地震,尤其是特大地震也會造成較重的損失。如阪神地震和汶川地震的經驗。3)城市承災體抗震設防能力相對較高,應急救援體制相對較完善,民眾防災意識較強,地震損失較低。如巖守地震和智利地震。
可以看出,通過城市防災規劃、工程抗震及應急救援三個環節的能力建設,即可較好地解決城市抗震安全問題。本文正是基于上述認識,對提升城鄉抗震防災能力的幾個方面進行了探討。
結合城市群空間發展戰略,在區域性的地理范圍內從總體的、宏觀的、戰略性的角度確定防災決策,制定系列化和配套的減災措施。堅持“屬地為主、資源共享、優勢互補、分工協作”的原則,在建設過程中有意識地增強城市之間的救災合作與協調關系,將防災關鍵設施分散于不同城市之中,形成優勢互補的關系。重點保障區域性的交通、電力、通訊等干線的暢通,嚴格抗震防災措施;關鍵節點如交通系統中的橋梁、供電系統中的高壓塔架等設防標準要高于一般工程設施。
目前,我國城市化進程仍處在加速階段,在我國現代城市的發展建設中,將追求經濟增長作為第一考慮因素,對于抗震防災問題未能引起足夠重視。另外,由于城市地震災害是小概率事件,且城市防災規劃不能帶來直接的經濟效益,因此,城市抗震防災規劃沒有得到足夠的重視。這些問題導致了城市無論是在空間結構形態方面,還是在用地與工程選址方面都可能存在應對地震災害的功能性缺陷。所以,城市發展應在規劃伊始即將防災作為一個重要影響因素加以考慮,避免城市建設與防災減災需求之間的矛盾。
國內外城市建設的經驗表明,具有良好空間結構形態的城市能夠減輕城市災害的影響,有效發揮城市空間的防災救災特性,阻止災害規模化效應。另外,汶川地震的經驗表明,凡是通過地表破裂帶以及大規模滑坡、崩塌等地質災害影響范圍內的建筑,基本無一幸免。所以,城市規劃前應進行城市地震災害風險評價,考慮用地及工程選址的安全性。在此基礎上,按照城市發展戰略,并綜合考慮城市避震疏散、救災需求等多方面因素綜合確定城市空間布局、規模等問題。
以往的地震災害經驗表明,超過設防水準的地震發生難以避免,在此背景下,需構建具有兩道防線的城市抗震防御體系。首先根據城市的地震危險性,明確城市工程的抗震設防要求,城市在遭受預期水準地震災害影響后不致發生大量破壞從而保障人員的基本安全,以此作為城市抗震防御體系的第一道防線。其次,應重視超越設防水準地震災害發生的可能性,此時第一道防線面臨被擊潰的風險,需通過應急救災措施進行彌補以達到減少災害損失的目的。為此,應根據災后應急救災的需求配備必要的設防標準高于第一道防線的應急基礎設施作為應急救災的依托,以此作為城市防御體系的第二道防線。兩道防線建設中要根據城市災害背景、經濟條件、救災功能需求及防災效益等多因素綜合確定。
總結分析歷史震害經驗可以發現,造成建筑工程破壞的原因主要有三個:1)場地的振動作用;2)場地和地基的破壞效應;3)工程遭受大型次生災害影響。基于此,本文給出了以下幾點建議。
進行工程建設,首當其沖的是其選址問題。震害經驗表明,跨越地震斷層的工程,無論有否抗震設計,地震時均被斷層錯斷或扭曲,造成嚴重破壞或完全倒毀。另外,大規模滑坡、崩塌等次生災害影響范圍之內的工程也普遍造成了難以修復的破壞甚至被掩埋。所以,在工程建設開始階段應加強其選址安全性評估,以避開難以用工程措施防御地段為原則,確實無法避開時應提出相應有效的防范措施。
汶川、巖守、智利等地震震害經驗表明,嚴格按照抗震要求進行設計和施工的建筑,在預期地震的作用下,一般都能達到抗震設防目標。所以,嚴格執行建筑工程抗震設防要求仍是城市建設中一個重要環節。另外,建筑工程抗震技術取得了長足的進展,一些成熟的技術和方法,如隔震、減震技術等,經過地震考驗表現出了良好的抗震性能,也為保障單體建筑工程抗震安全奠定了堅實的基礎。
在工程建設過程中,應充分重視液化和震陷危害,需考慮地基處理方法消除軟土及砂土液化的不利影響。多層建筑宜采用整體性較好的結構體系,砌體結構宜適當增設圈梁和構造柱增強上部結構整體性,基礎形式宜采用樁基或滿堂基礎;高層建筑宜采用整體性較好和剛度較大的鋼筋混凝土框剪、框筒等結構體系,基礎形式宜采用樁基、箱基或滿堂基礎。
應急救援是減輕震后災害損失的補救措施,震后應急救援的快速有效啟動,能夠使震后損失降為最低。應急救援工作的順利進行與其相關的基礎設施(如道路、供電、供水、通信等)是密切相關的。然而,此類基礎設施普遍設防標準不高,并且在建設初期缺乏對震后救援的考慮。建議對于此類基礎設施根據城市地震災害風險實際情況與震后各類基礎設施的需求,按照本文第二道防線的要求進行建設,滿足常態與應急階段的需要,以保障震后初期應急救援的順利開展。
依靠立法、行政、教育、工程技術和管理等多種手段進行綜合治理,建立領導和協調機制,從上到下的常設專職機構。強化城市防災意識和全社會的應急培訓,大力加強防災減災宣傳教育,使公眾具備防災、減災意識,規范自身行為,提高互救、自救的能力。完善救援基地、救援隊伍和救援技術裝備建設,結合城市日常救災任務,專業的救援隊伍不僅僅要在災后能夠處理重要的險情,在平時也可以作為保障城市安全的全方位的救援隊伍。
城市抗震防災能力的提高需要各方面的提高,僅僅一方面的投入是不夠的。本文在總結國內外的主要地震經驗的基礎之上,探討了提高我國城市抗震防災能力的幾點建議,為今后城市規劃、工程建設以及應急救援等工作提供參考。
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