水電工程防震抗震研究及設(shè)計(jì)規(guī)范

周建平，武明鑫

（1.中國電力建設(shè)股份有限公司，北京市海淀區(qū) 100048；2.水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京市西城區(qū) 100120）

水電工程防震抗震研究及設(shè)計(jì)規(guī)范

周建平1，武明鑫2

（1.中國電力建設(shè)股份有限公司，北京市海淀區(qū) 100048；2.水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京市西城區(qū) 100120）

近年來強(qiáng)烈地震頻發(fā)，地震區(qū)水電工程大壩抗震安全性倍受社會(huì)關(guān)注。隨著我國水電工程技術(shù)的進(jìn)步，同時(shí)通過對(duì)實(shí)際震損情況的調(diào)查分析、不斷吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，大壩防震抗震設(shè)計(jì)理論和方法均取得了較大發(fā)展，為建立健全水電工程防震抗震標(biāo)準(zhǔn)體系、工程措施以及應(yīng)急管理等提供了重要基礎(chǔ)。本文概述了我國水電工程震損調(diào)查的情況及獲得的啟示；介紹了工程防震抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系及其基本內(nèi)容；重點(diǎn)論述了抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、地震地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、生命線工程以及應(yīng)急防災(zāi)體系等規(guī)范要點(diǎn)。

水電工程；震損調(diào)查；防震抗震設(shè)計(jì)

0 引言

地震災(zāi)害偶然突發(fā)，破壞性強(qiáng)。繼2008年汶川地震（8.0級(jí)）之后，還發(fā)生了海地地震（7.3級(jí)）、青海玉樹地震（7.1級(jí)）、東日本大地震（9.0級(jí)）、四川雅安地震（7.0級(jí)）、云南魯?shù)榈卣穑?.5級(jí)）、尼泊爾博卡拉地震（8.1級(jí)）、意大利北部地震（6.1級(jí)）和緬甸中北部地震（6.8級(jí)）等破壞性地震，造成大量人員傷亡、建筑物損毀，受災(zāi)地區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)遭受了巨大損失。

地震帶給人類社會(huì)災(zāi)難的同時(shí)，也留下了研究地震危險(xiǎn)性、震害規(guī)律以及總結(jié)工程防震抗震經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的寶貴信息。全面調(diào)查收集分析震害資料、科學(xué)研究震損規(guī)律、系統(tǒng)總結(jié)地震減災(zāi)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于認(rèn)識(shí)地震災(zāi)害特征，加強(qiáng)防震抗震科學(xué)研究，提高水電工程抗震設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)管理水平，增強(qiáng)水電工程地震減災(zāi)能力等均具有十分重要意義。

1 水電工程震損調(diào)查及啟示

地震破壞大體分為三類，第一類是地震帶破裂導(dǎo)致的錯(cuò)斷破壞，包括跨活動(dòng)斷層布置的建筑物的破裂、錯(cuò)斷，相應(yīng)的地基或基礎(chǔ)的破壞；第二類是地震波傳播導(dǎo)致地面運(yùn)動(dòng)而引發(fā)的建筑物或山體的破壞；第三類是地震次生災(zāi)害，如滾石、滑坡、崩塌堆積、滑坡涌浪等地震地質(zhì)災(zāi)害，以及火災(zāi)、爆炸、有害有毒氣體和液體泄漏等其他次生災(zāi)害。

在水電工程中，地震災(zāi)害表現(xiàn)為水工建筑物的錯(cuò)斷、地基液化、壩肩失穩(wěn)、壩坡失穩(wěn)、結(jié)構(gòu)開裂、壩體沉陷、庫水漫壩、水淹廠房、地面設(shè)施設(shè)備損壞等[1]。地震對(duì)建筑物的破壞的作用通常表現(xiàn)為復(fù)合性和多重性，在震后調(diào)查中需要通過科學(xué)分析，才能判斷哪些是地震直接破壞造成的、哪些是地震間接破壞造成的。

在汶川地震水電工程震損調(diào)研中，針對(duì)震后樞紐主要建筑物、設(shè)施設(shè)備、地基及邊坡、進(jìn)廠上壩道路、近壩岸坡等，依據(jù)其外觀形態(tài)、功能完整性和修復(fù)難易程度等指標(biāo)，將其震損程度分為5級(jí)，即未震損、震損輕微、震損較重、震損嚴(yán)重以及震毀。在上述分項(xiàng)震損程度分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，再根據(jù)主要建筑物主體結(jié)構(gòu)、重要設(shè)施設(shè)備以及重大地質(zhì)災(zāi)害情況，通過綜合分析確定樞紐工程震損程度。水電樞紐工程震損程度分為5級(jí)，如表1所示。

調(diào)查分析表明，地震對(duì)水工建筑物的影響和損害，表現(xiàn)出“三重三輕”的特點(diǎn)：次要及附屬建筑物震損較重，大壩及其他主要建筑物震損較輕；地面建筑物震損較重，地下建筑物震損較輕；天然邊坡震損較重，人工邊坡震損較輕。地震對(duì)水電樞紐工程的損害同樣也有“三重三輕”的特點(diǎn)：離震中和破裂帶近的工程震損較重，距離遠(yuǎn)的較輕；早期建設(shè)的工程震損較重，近期建設(shè)的工程較輕；規(guī)模較小的工程震損較重，規(guī)模較大的震損較輕。

表1 水電樞紐工程震損程度評(píng)價(jià)及分級(jí)Tab.1 Evaluations and grades of earthquake damages for hydropower projects

汶川地震災(zāi)區(qū)24座大中型水電工程中，映秀灣、漁子溪和耿達(dá)3座樞紐工程震損較重和嚴(yán)重；太平驛、紫坪鋪、沙牌等6座樞紐工程總體震損較輕，局部震損較重或嚴(yán)重；其他工程震損輕微。沒有一座大中型水電工程潰壩，未造成次生洪水災(zāi)害。玉樹地震災(zāi)區(qū)有小型水電站13座，地震發(fā)生后，均采取了放空水庫的應(yīng)急處理措施，水電工程震損沒有造成次生災(zāi)害。

從以上地震災(zāi)區(qū)水電工程震損調(diào)查，并結(jié)合國內(nèi)外其他水電工程震損調(diào)查情況的文獻(xiàn)分析，可以獲得以下啟示[2-4]：

（1）大中型水電工程遭受超出設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)震，都沒有出現(xiàn)同震錯(cuò)斷損毀或嚴(yán)重震損潰壩的情況，說明只要選址恰當(dāng)、設(shè)計(jì)合理、保證施工質(zhì)量和維護(hù)管理得當(dāng)，水電工程大壩就具備抵御設(shè)計(jì)地震的能力。同時(shí)這也證明我國水電工程抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)管理體制基本是合適的。

（2）高山峽谷區(qū)地震次生災(zāi)害中，地質(zhì)災(zāi)害所造成的破壞最為嚴(yán)重。地震地質(zhì)災(zāi)害對(duì)建筑物的破壞遠(yuǎn)大于地震動(dòng)的直接破壞，是水電工程嚴(yán)重震損的重要原因。所以水電工程防震設(shè)計(jì)需特別重視防治地震地質(zhì)災(zāi)害，要加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、研究和治理工作，適當(dāng)擴(kuò)大調(diào)查和治理的范圍，開展必要的預(yù)警預(yù)防和綜合防治。

（3）高混凝土重力壩主要震害現(xiàn)象為壩體裂縫、局部混凝土破碎、壩基和岸坡裂縫以及壩體異常位移等；壩體上下游折坡位置，尤其是上部折坡點(diǎn)是抗震薄弱部位，強(qiáng)震情況下容易出現(xiàn)裂縫。高拱壩主要震害現(xiàn)象為壩體水平裂縫，橫縫張開、滲漏量增加、拱座巖體變形和局部失穩(wěn)等；拱座潛在滑移塊體是關(guān)鍵單元和抗震薄弱環(huán)節(jié)。高土石壩主要震害現(xiàn)象包括壩體縱向及橫向開裂，壩體沉降、壩坡變形、壩頂防浪墻倒塌等，以及面板堆石壩的面板脫空、錯(cuò)動(dòng)和破損[5，6]。

（4）汶川地震中，應(yīng)急預(yù)案缺失、應(yīng)急設(shè)施缺乏、應(yīng)急處置不當(dāng)、應(yīng)急組織失調(diào)等現(xiàn)象，反映了水電工程設(shè)計(jì)建設(shè)管理的薄弱環(huán)節(jié)。水電工程在地震地質(zhì)災(zāi)害及其他次生災(zāi)害防范、臨震應(yīng)急處置、安全疏散、應(yīng)急電源、應(yīng)急通信以及其他應(yīng)急保障措施等方面還存在諸多缺陷。因此，工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行和應(yīng)急管理等方面均需進(jìn)一步加強(qiáng)防震抗震及其應(yīng)急處置等基礎(chǔ)性研究工作和技術(shù)指導(dǎo)，包括建立流域梯級(jí)系統(tǒng)的、全生命周期的、多源風(fēng)險(xiǎn)的防災(zāi)減災(zāi)防控體系。

2 水電工程防震抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系

除國家相關(guān)法律法規(guī)及其強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)外，2015年之前，我國水利水電工程地震設(shè)防所依據(jù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)僅有“水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范”，分別是電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL 5073—2000）[7]和水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL 203—1997）[8]。兩者相關(guān)規(guī)定是一致的，大壩抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)一定概率水準(zhǔn)（或重現(xiàn)期）的地震動(dòng)參數(shù)表示，采用一級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，其性能目標(biāo)對(duì)應(yīng)的是，在設(shè)計(jì)地震作用下，容許水工建筑物局部損壞，經(jīng)一般修復(fù)處理后仍可正常運(yùn)行。

《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL 5073—2000）的側(cè)重點(diǎn)是水工建筑物地震安全，著重闡述水工結(jié)構(gòu)地震安全評(píng)價(jià)中的地震動(dòng)輸入、結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的內(nèi)容[9]。規(guī)范中未涉及地震地質(zhì)、地震次生災(zāi)害、生命線工程、地震搶險(xiǎn)救災(zāi)、應(yīng)急預(yù)案及應(yīng)急處置、震后評(píng)價(jià)及修復(fù)等內(nèi)容，也缺少對(duì)工程規(guī)劃、樞紐布置、結(jié)構(gòu)體型和細(xì)部構(gòu)造方面的相關(guān)規(guī)定。

實(shí)踐證明，合適的樞紐布置和壩型選擇能起到防御和減緩震災(zāi)發(fā)生和擴(kuò)大的作用；在水工結(jié)構(gòu)選型上，通過使建筑結(jié)構(gòu)的一般要求和抗震要求相結(jié)合，可以避免增加“額外”成本；在細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)上，通過局部增強(qiáng)關(guān)鍵單元和薄弱部位的抗震強(qiáng)度和韌性，也可以顯著提高結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。從汶川地震災(zāi)區(qū)搶險(xiǎn)救災(zāi)及災(zāi)后重建中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，水電工程防震抗震設(shè)計(jì)需要涉及樞紐工程各建筑物、水庫庫岸、交通工程、電力設(shè)施設(shè)備等各個(gè)部分；包含規(guī)避預(yù)防、工程抗震、監(jiān)測(cè)預(yù)警、應(yīng)急處置、搶險(xiǎn)救災(zāi)、應(yīng)急通信和電源、震后修復(fù)等多個(gè)環(huán)節(jié)；覆蓋地震震動(dòng)、地質(zhì)災(zāi)害、洪水災(zāi)害、火災(zāi)爆炸、有害有毒氣體等多源風(fēng)險(xiǎn)，樹立系統(tǒng)性、綜合性、風(fēng)險(xiǎn)性的防震抗震設(shè)計(jì)新理念。

迄今，世界上已建、在建200m以上高壩65座，中國17座，占26%[10]。根據(jù)規(guī)劃，未來還將在金沙江、怒江等河流上修建200m以上高壩20座，這些工程均處于地震地質(zhì)條件復(fù)雜、地震烈度高的地區(qū)，水電工程防震抗震安全問題突出。因此，迫切需要通過總結(jié)國內(nèi)外在高壩建設(shè)科學(xué)研究、勘測(cè)設(shè)計(jì)、建設(shè)管理等方面取得的技術(shù)發(fā)展，總結(jié)震害調(diào)查的經(jīng)驗(yàn)和啟示，補(bǔ)充完善相應(yīng)抗震設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為未來水電工程建設(shè)提供技術(shù)支持[11-14]。

在總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、中國水電工程顧問集團(tuán)公司聯(lián)合中國水利水電科學(xué)研究院、清華大學(xué)、大連理工大學(xué)、中國地震局地球物理研究所等單位開展了“混凝土壩抗震安全評(píng)價(jià)體系研究”“高土石壩抗震性能及抗震安全研究”“高壩大庫強(qiáng)震災(zāi)變的預(yù)防對(duì)策研究”等一系列攻關(guān)工作，結(jié)合大壩抗震安全復(fù)核，驗(yàn)證了抗震安全評(píng)價(jià)體系及其參數(shù)，為制定《水電工程防震抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（NB 35057—2015）和修訂《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》提供了重要科研成果[15，16]。

《水電工程防震抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）[17]是我國首次提出的、基于全生命周期管理和地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防控的技術(shù)指南，屬于水電工程地震設(shè)防第一層級(jí)的技術(shù)規(guī)范，希望借此闡明水電工程防震抗震的指導(dǎo)思想、基本原則和基本要求，并起到指導(dǎo)水工建筑物、地基及邊坡、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備設(shè)施、通信、對(duì)外交通、應(yīng)急預(yù)案及應(yīng)急管理等第二層級(jí)規(guī)范制修訂的作用。

考慮強(qiáng)地震作用的不確定性以及震害后果的嚴(yán)重性，《規(guī)范》要求采取風(fēng)險(xiǎn)分析的理論和風(fēng)險(xiǎn)防控的方法和措施，減輕地震災(zāi)害，力求與水電工程地質(zhì)勘查、水工建筑物設(shè)計(jì)、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)電設(shè)施設(shè)計(jì)、安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)等專業(yè)之間已有防震抗震技術(shù)要求相協(xié)調(diào)，應(yīng)用中還需深入研究水電工程相關(guān)專業(yè)間的協(xié)調(diào)問題。

《規(guī)范》針對(duì)水電工程在選址、場(chǎng)地安評(píng)、地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、樞紐布置、地基與邊坡、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備、通信、對(duì)外交通、地震監(jiān)測(cè)和地震應(yīng)急管理等方面，規(guī)定其防震抗震和風(fēng)險(xiǎn)防控設(shè)計(jì)的基本原則和要求。《水電工程水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（NB 35047—2015）[18]主要針對(duì)水工建筑物抗震設(shè)計(jì)，包括土石壩、重力壩、拱壩、水閘、水工地下結(jié)構(gòu)、進(jìn)水塔、水電站壓力鋼管和地面廠房、渡槽、升船機(jī)等，規(guī)定其抗震設(shè)計(jì)、計(jì)算和構(gòu)造要求。

由此可見，《水電工程防震抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《水電工程水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》界限明確，各有側(cè)重、互為補(bǔ)充，共同構(gòu)成現(xiàn)階段水電工程地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)體系和基本依據(jù)。總體上，涵蓋了河流規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行及應(yīng)急管理等全生命周期，涉及規(guī)劃、地質(zhì)、水工、施工、機(jī)電、安全監(jiān)測(cè)和運(yùn)行調(diào)度各個(gè)專業(yè)，提出了基于工程經(jīng)驗(yàn)、安全系數(shù)和可靠性的風(fēng)險(xiǎn)防控與應(yīng)急處置相結(jié)合的防震抗震對(duì)策措施的相關(guān)規(guī)定。

3 水電工程防震抗震規(guī)范要點(diǎn)

3.1 抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

因地震作用的不確定性和地震響應(yīng)的復(fù)雜性，水電工程地震設(shè)防必須堅(jiān)持“確保安全，留有裕度”原則。高壩大庫一旦失事，不僅工程本身損失很大，而且可能導(dǎo)致流域性的嚴(yán)重災(zāi)害和重大社會(huì)影響。因此，高壩工程具有比一般工程更高、更嚴(yán)格的抗震設(shè)防要求[19，20]。實(shí)踐表明，《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》所確定的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)總體是合適的，但也需要研究提高超高壩等甲類設(shè)防大壩的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

《規(guī)范》規(guī)定，我國乙類設(shè)防大壩采取設(shè)計(jì)地震一級(jí)設(shè)防，相應(yīng)設(shè)防水準(zhǔn)為50年超越概率10%（重現(xiàn)期約為500年）；甲類設(shè)防大壩（包括超高壩），采取設(shè)計(jì)地震和校核地震兩級(jí)設(shè)防，設(shè)計(jì)地震設(shè)防水準(zhǔn)為100年超越概率2%，校核地震設(shè)防水準(zhǔn)為100年超越概率1%或最大可信地震（MCE）。設(shè)計(jì)地震情況下滿足“可修復(fù)”的要求，校核地震作用下滿足“不潰壩”的要求。

3.2 工程防震抗震安全復(fù)核

根據(jù)工程震損調(diào)查和恢復(fù)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，一些高壩在經(jīng)受強(qiáng)烈地震作用后，考慮風(fēng)險(xiǎn)疊加和風(fēng)險(xiǎn)傳導(dǎo)，壩基、壩肩或壩體結(jié)構(gòu)可能已經(jīng)產(chǎn)生局部損壞，甚至出現(xiàn)滲漏滲壓變化，加上余震作用及其他有害因素的影響，破損范圍可能進(jìn)一步擴(kuò)大，威脅大壩安全，因此需要開展震后大壩安全檢查、抗震安全復(fù)核以及研究制定對(duì)策措施。對(duì)于早期已建的一些高壩（老壩），未進(jìn)行防震抗震設(shè)計(jì)，或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低、邊界條件或計(jì)算不準(zhǔn)確，也需要開展地震危險(xiǎn)性、危害性的分析，抗震設(shè)計(jì)復(fù)核及工程防震抗震研究，提出補(bǔ)救措施[21]。

《規(guī)范》規(guī)定，水電工程運(yùn)行中，樞紐工程區(qū)如遭遇大于或等于Ⅶ度地震影響烈度的，應(yīng)開展震后抗震設(shè)計(jì)復(fù)核，進(jìn)行包括地震危險(xiǎn)性和震害規(guī)律以及總結(jié)工程防震抗震經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)在內(nèi)的專項(xiàng)安全鑒定評(píng)價(jià)工作，根據(jù)需要實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)。

3.3 地震地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查

防范地震次生災(zāi)害，需要加強(qiáng)水電工程及其大壩地震地質(zhì)災(zāi)害、地震洪水災(zāi)害的調(diào)查分析和研究；需要加強(qiáng)環(huán)境邊坡的地質(zhì)調(diào)查，重視地震對(duì)環(huán)境邊坡危險(xiǎn)源的致災(zāi)影響及滑坡堵江的分析研究；加強(qiáng)對(duì)壩址上游流域梯級(jí)干支流水庫大壩建設(shè)管理情況的分析；加強(qiáng)次生地質(zhì)災(zāi)害、洪水災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)警和綜合防治。

《規(guī)范》規(guī)定，樞紐布置及建筑物設(shè)計(jì)應(yīng)重視防范地震地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。加強(qiáng)對(duì)樞紐工程區(qū)及其附近自然邊坡、滑坡體、危巖體、泥石流以及其他物理地質(zhì)現(xiàn)象等地質(zhì)災(zāi)害隱患排查，分析其在地震情況下的穩(wěn)定性和可能導(dǎo)致的影響，提出有效應(yīng)對(duì)措施。

3.4 地震應(yīng)急預(yù)案

強(qiáng)地震發(fā)生后，應(yīng)立即采取措施，將地震災(zāi)害損失降至最低，尤其需要防止出現(xiàn)潰壩，避免發(fā)生庫水失控下泄，造成流域性安全事件。地震應(yīng)急預(yù)案的作用就是使管理者和值班人員懂得，如何避免發(fā)生上述事故或事件，或者一旦出現(xiàn)上述事故或事件的征兆或跡象，如何正確應(yīng)對(duì)，才能最大限度地減輕災(zāi)害損失。

《規(guī)范》規(guī)定，水電工程防震抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)行地震破壞及次生災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析，針對(duì)可能的風(fēng)險(xiǎn)和危害，從防災(zāi)減災(zāi)角度，研究提出工程地震應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急管理要求。地震應(yīng)急預(yù)案應(yīng)包括（但不限于）對(duì)以下風(fēng)險(xiǎn)的防范：全廠停電；水淹廠房；洪水漫壩；閘門失靈、壩體缺口；壩基或壩坡失穩(wěn)；壩基壩體滲漏加劇；電源中斷與通信中斷；地震次生災(zāi)害等。

3.5 對(duì)外交通

水電站對(duì)外交通是聯(lián)系水電站樞紐與國家公路、鐵路、水運(yùn)港口和航運(yùn)機(jī)場(chǎng)之間的主干通道，遭遇地震時(shí)，擔(dān)負(fù)搶險(xiǎn)救災(zāi)的運(yùn)輸任務(wù)。水電站對(duì)外交通包括永久進(jìn)場(chǎng)交通、上壩交通、長引水工程的廠壩連接交通、抽水蓄能電站上水庫與下水庫的連接交通等。

《規(guī)范》規(guī)定，水電工程對(duì)外交通方式的選擇，應(yīng)考慮地震搶險(xiǎn)救災(zāi)的要求。大型水電工程對(duì)外交通，應(yīng)設(shè)置主、輔進(jìn)場(chǎng)公路（又稱“雙通道”）；并應(yīng)研究公路和水運(yùn)聯(lián)合交通運(yùn)輸方式，以及公路、水運(yùn)和航空聯(lián)合運(yùn)輸方式的合理性。大型水電工程，在交通條件困難、難以設(shè)置輔助進(jìn)場(chǎng)公路的條件下，應(yīng)研究設(shè)置庫區(qū)水運(yùn)通道及直升機(jī)停機(jī)坪。

3.6 通信方案

通信條件也是地震情況下水電站重要生命線工程之一。為及時(shí)通報(bào)地震災(zāi)害情況，獲得有效救助和支援，保持水電站與外部的聯(lián)系極其重要。

《規(guī)范》規(guī)定，大型水電站的電力通信應(yīng)設(shè)有兩個(gè)及以上相互獨(dú)立的通信通道，并組成環(huán)形或迂回回路的通信網(wǎng)絡(luò)。兩個(gè)相互獨(dú)立的通道宜采用不同的通信方式。梯級(jí)（區(qū)域）集控中心應(yīng)設(shè)有衛(wèi)星通信地面站。大中型梯級(jí)水電站與集控中心的通信，應(yīng)設(shè)有固定衛(wèi)星通信作為第二備用通信通道。

3.7 應(yīng)急電源

從汶川地震災(zāi)區(qū)情況來看，樞紐泄水設(shè)施由于失去電源而無法開啟，廠用電系統(tǒng)中配置的柴油發(fā)電機(jī)組或布置不當(dāng)，遠(yuǎn)離閘門啟閉機(jī)，或被崩塌堆積物掩埋或被滾石砸壞，或缺乏維護(hù)處于故障狀態(tài)，或缺少柴油等原因，不能正常啟動(dòng)，嚴(yán)重影響了應(yīng)急處置。

《規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于甲、乙類設(shè)防的泄洪設(shè)施，廠用電系統(tǒng)應(yīng)為樞紐工程泄洪設(shè)施設(shè)置獨(dú)立的保安電源。泄洪保安電源應(yīng)由泄水設(shè)施供電系統(tǒng)直接接入。應(yīng)急電源及其配電裝置應(yīng)避免受到地震次生災(zāi)害的威脅，盡量靠近泄水建筑物布置。直流電源系統(tǒng)作為水電站控制和保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的工作電源，同時(shí)還應(yīng)兼作地震災(zāi)害下水電站內(nèi)的應(yīng)急電源。

4 結(jié)束語

水電工程的地震安全，尤其大壩抗震安全倍受社會(huì)關(guān)注。汶川地震災(zāi)區(qū)的高壩工程均經(jīng)受了強(qiáng)地震檢驗(yàn)，無一潰壩。抗震安全復(fù)核證明了我國水電工程大壩具有良好的抗震潛能；通過對(duì)水電工程大壩抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、方法和應(yīng)急管理制度的總結(jié)和反思，建立健全了相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步完善了地震設(shè)防方法和對(duì)策措施。

《規(guī)范》基于系統(tǒng)性、綜合性、風(fēng)險(xiǎn)性的地震設(shè)防理念，按照以人為本、預(yù)防為主，防震抗震和應(yīng)急處置相結(jié)合的設(shè)防原則，采用全生命周期管理及風(fēng)險(xiǎn)防控理論，從河流規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行和應(yīng)急處置等各個(gè)環(huán)節(jié)、規(guī)劃、地質(zhì)、水工、施工、機(jī)電、監(jiān)測(cè)和運(yùn)維等各個(gè)專業(yè)，提出了防災(zāi)減災(zāi)基本要求和技術(shù)措施。只要遵循設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，采取恰當(dāng)?shù)姆勒鹂拐饘?duì)策措施，就可實(shí)現(xiàn)工程可靠性和經(jīng)濟(jì)性的平衡，最大限度地避免或減輕地震災(zāi)害損失。

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Key Issues and Specifications of Seismic Design for Hydropower Projects

ZHOU Jianping1，WU Mingxin2
（1. Power Construction Cooperation of China，Beijing 100048，China；2. China Renewable Energy Engineering Institute，Beijing 100120，China）

In recent years，the seismic safety of high dams is a socially concerned issue. With the development of hydropower engineering，and also with rich experiences of earthquakedamages investigation and statistics，the practice of seismic design for hydropower projects has obtained great achievements.These include but are not limited to design codes，engineering measures and emergency managements. The earthquakedamages investigation is reviewed and the framework of seismic design are introduced，giving emphasis to the key issues including the seismic resistance criterion，earthquake-induced geological disasters，lifeline engineering，and earthquake disaster prevention and reduction，etc.

hydropower projects，earthquake-damages investigation，seismic design

TV223.7

A

570.25

10.3969/j.issn.2096-093X.2017.02.003

2017-02-25

2017-03-20

周建平（1962—），男，湖南常德人，教授級(jí)高級(jí)工程師，中國電力建設(shè)股份有限公司總工程師，主要研究方向：水電工程技術(shù)研究及建設(shè)管理。

武明鑫（1987—），女，博士。