水工建筑物的破坏原因及处理方法

当地震惯性力突然增加时，水工建筑物的相对变形增大，大坝受动水压力作用，坝基产生相对位移或不同期位移。因而水工建筑物发生不同形式的破坏。

1.混凝土坝震害

混凝土重力坝遭受震害的实例较少，迄今还未有直接因地震作用而溃坝的。比较典型的是1967 年印度柯依那重力坝和1962 年我国新丰江大头坝两个水库地震的实例。柯依那坝坝基为玄武岩，最大坝高103m，坝顶长853m，为混凝土重力坝，于1967 年12 月11日发生了6.5 级的强震，震中距大坝1.5 英里。震源深度约5 英里，震中烈度为Ⅷ度。在右岸岸坡坝段廊道设有加速度仪，取得了主震记录：坝轴方向0.63g、顺河方向0.49g、竖向0.34g。

新丰江坝基为花岗岩，最大坝高105m，坝顶长440m。坝址地震烈度原定Ⅵ度，未予设防。1962 年3 月19 日发生6.1 级强水库地震，震中距大坝1.1km。震源深度约5km，震中烈度为Ⅷ度。

两坝在靠近坝体顶部断面变化处，均出现连续的水平贯穿性裂缝，并有坝段间接缝止水受损、漏水增加等现象。

在1957 年英国劳勃罗夫 （Loughborough）地震中，1900 年修建的黑溪重力坝（Blackbrook），坝高30.5m，遭受烈度为Ⅷ度强震，溢洪道上部拱顶有6 处裂缝，下游坝面及坝内廊道裂缝漏水，坝顶栏杆损坏。

至于混凝土拱坝，震害实例更少，直接遭受强烈地震作用的只有美国帕克依马（Pacoima）拱坝，坝高113m，在1971 年2 月9 日圣费尔南多6.6 级地震时，在距震中41km的卡格尔孤立的小山包上记录到三分向记录：水平S16E 向1.14g、水平S74W 向1.05g、竖向0.69g，坝体未产生裂缝，但左岸拱圈与坝座之间伸缩缝自坝顶张裂，裂开47mm，深达18m；岩基产生水平及竖向位移；坝顶全长180m，倾斜16mm；左岸坝底下游巨块岩石受扰动，并向下游滑动，坝体与基岩接触面未张开。日本鸣子拱坝，坝高95m，1964 年新潟地震时距震中140km，拱坝的接缝和廊道有渗漏量增加和水质变混的现象，但以后又恢复正常。日本丰稔池连拱坝在1946 年南海8.1 级地震中，坝址烈度Ⅵ度，支墩和连拱接头处多处漏水。我国青海龙羊峡拱坝坝高178m，坝顶长393m。1990 年4 月26 日青海海南6.8 级地震时，震中距60km，在坝基取得三分向加速度记录：顺河向0.040g、横河向0.019g、竖向0.020g。坝区宏观烈度Ⅵ度，大坝没有任何震害。

辽宁海城地震后，葠窝混凝土坝迎水面和廊道发生裂缝，漏水较大，经修补后恢复正常运行。(www.xing528.com)

2008 年5 月12 日四川汶川8 级地震，坝址距离汶川地震震中约22km 的沙牌碾压混凝土拱坝，高132m，总库容0.18 亿m3，装机容量36MW，坝顶总长250.25m、坝顶厚9.5m、坝底宽28m、厚高比0.238，为20 世纪末建设的最高碾压混凝土拱坝。设计时采用坝址基本烈度为Ⅶ度；大坝按Ⅶ度抗震设防，设计加速度为0.138g。汶川地震波及坝址影响烈度约Ⅸ度。震后沙牌拱坝左右岸抗力体完好。右岸进水口设施基本完好，泄洪闸门能正常开启，大坝坝体未见任何裂缝，坝顶电梯井房震损轻微，震后沙牌库岸边坡完整。但大坝附近坡体垮塌严重，电站厂房及引水钢管被山体滚石砸坏，对外交通严重被毁。

归纳已有混凝土坝震害现象主要是：靠近坝顶部分，特别是断面突变处，是抗震薄弱部位，易产生水平断裂；坝内孔口及廊道附近，易出现裂缝，接缝止水破坏、漏水及坝顶附属建筑物的破坏。对于修建在高山峡谷区的拱坝，坝肩单薄，山脊具有较大的地震放大作用，对于地震时的稳定问题应予以足够的重视。

2.水闸及水电站震害

海城、唐山和邢台等地震，离震中几十千米处水闸的主要震害为：基础变形引起底板裂缝；闸墩裂缝和倾斜，启闭机排架和工作桥顶部、梁和柱连接处有水平断裂、有的立柱竖向裂缝，上游翼墙，护坦和消力池底板断裂等。

2008 年5 月12 日汶川8 级地震，岷江上游闸坝引水式电站，闸高一般为10～30m，库容都很小，为40 万～300 万m3。基础大多为砂卵石层地基。发电引水隧洞长度为4～20km；地面或地下厂房；电站装机容量30～360MW 不等。枯水期闸坝下泄生态流量；“5·12”汶川地震发生时，正值枯水期，所有闸坝仅有一孔泄洪闸局部开启泄流，其余闸门均处于关闭状态；地震前，各电站正常运行。地震后，机组停运，库水很快漫顶，但无一溃决。后经多方努力，泄洪闸门开启。如太平驿、映秀湾、福堂等工程的启闭设备或排架等结构不同程度受到损坏。草坡电站的高压明钢管振损破坏，开关站和地面厂房被冲毁。映秀湾、太平驿、桑坪、渔子溪等地下厂房进水，设备设施被淹。这些现象表明，水电站大坝具有较高的抗震潜力。只要选址恰当、设计合理、施工质量保证，大坝抗震能力良好。现行水电工程抗震设计，按照“中震可修，大震不倒”，即设防地震作用下大坝震损可修复，超过设计地震的作用，大坝不溃决，并以此制定的现行抗震设计标准、设计方法和抗震措施是合适的。

土石坝震害详见第8 章、第9 章。