巴蜀地震带,如何推行防震工程?

2017年08月11日

8月8日九寨沟发生地震,大灾当前,救援工作正紧张而有序的开展着。
 
竞彩虚拟现实作为一家专注于不动产投资的企业,我们关心灾区同胞的安危,更希望基于自身在不动产领域的专业研究,为救灾防灾发出呼吁、做出贡献。
 
天灾当前、救灾关头,如何防震再次成为全民热议的话题。竞彩虚拟现实结合国内外众多成功的防震工程案例,就巴蜀地震带如何推行防震工程提出了积极的建言。
 
这一次是九寨沟!在正值暑期旅游旺季,位于四川省阿坝藏族羌族自治州的著名风景区九寨沟县,8月8日21时19分发生7.0级地震,震源深度20千米,截止到目前,共造成19人遇难,217人受伤。
 
在随后不到12个小时里,08月09日07时27分,新疆博尔塔拉州精河县(北纬44.27度,东经82.89度)又发生6.6级地震,震源深度11千米。
 
从亡羊补牢的角度上说,目前各地的救灾、医疗队伍,都已最快速度到达震区,借鉴了2008年汶川地震、2010年玉树地震和2013年雅安地震的救灾经验,各援助队的工作得以在落地后,即刻有条不紊的开展进行。
但对于四川省份而言,其境内囊括了鲜水河地震带、安宁河-则木河地震带、金沙江地震带、松潘-较场地震带、龙门山地震带、理塘地震带、木里-盐源地震带等共八大地震带。在这样的地理条件下,当地的建筑物如果能在动工修建之日,既注重其结构、材质上的抗震性,已达到事前预防的作用,效果可能要更胜于事后的补救。
 
1. 抗震建筑,未雨绸缪
因目前关于九寨沟的灾情尚未有详尽报道,在此,我们姑且以汶川、雅安两次地震为例阐述建筑物具体形态对于灾情的影响。
 
2008年汶川地震,是我国建国以来影响最大的一次地震,从官方的数据来看,地震共造成6.9万人死亡,37万人受伤,1.7万人失踪。而与之相比,5年之后的雅安地震,死亡人数仅为196人,受伤11470人,失踪21人。
 
地震灾害学业内人士常说:“杀人的不是地震而是建筑”,相关资料显示,地震中人员伤亡总数95%以上是由房屋倒塌造成的,仅有不足5%的人员伤亡是直接由地震及地震引发的水灾、海啸和山体滑坡等次生灾害导致。
 
而造成汶川、雅安两次地震灾情差距悬殊的原因,除汶川地震震级更高外,其中另一个不可忽视的原因,即两地的民居建筑所用材质及建筑形态问题。
 
据曾先后两次参加过汶川地震与雅安地震的上海医疗队成员说,雅安地震中,普遍伤者受伤较轻,以跟骨骨折较为多见,这主要是因为当地民居多采用木质结构,且一般建筑均在3层左右,发生地震时,很多人为逃命,索性从3楼一跃而下,因而造成跟骨骨折,而木质结构的房屋,即便在地震中倒塌,所造成的伤害也十分有限。
同雅安相比,汶川在地震前,当地多以砖、石为房屋建筑材料,这样的建筑一旦在地震中倒塌,对其内部的人员来讲就是灭顶之灾,而且也给后期的挖掘救援带来很大困难。这就不难解释,为何在汶川地震时,我们看到的新闻报道中,最多的就是如何在受灾现场挖出被掩埋的伤者。
 
2. 抗震性能差,因为豆腐渣?
其实,建筑物的防震工程,是一门大学问。以我们的邻国日本为例,2011年历经9级的东日本大地震后,很多位于震中的高层建筑都依然完好,不但没有倒塌,甚至连开裂的情况都没有。是什么让日本的建筑如此坚强呢?
 
首先,以主流的钢筋混凝土结构建筑而言,建筑的梁柱位置、承重以及施工中钢筋、混凝土的规格和配比,都对建筑的抗震性起到了很重要的作用。
提到坚固的建筑结构,很多人把在地震中倒塌的建筑,归咎于所谓的“豆腐渣工程”,其实,决定建筑是否抗震的因素有很多,仅仅用坚固的材料建起坚固的建筑,从而达到防震的效果,于日本而言,已经是日本1968年建造霞关大楼时的思路了。
 
1971年日本的《建筑基准法》修正令,在内容上强化了建筑中钢筋混凝土柱的带筋间隔距离,而1981年则全面实行“新抗震设计法”,引入了多个方面的新规定。
 
所谓“新抗震设计法”,具体说来主要包括:在构筑高层建筑物的基础中采用“地基地震隔绝”技术,在建筑物底部安装橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置。日本高层建筑中多采用抗震性能最好的辅以轻型墙面材料的钢筋混凝土结构,并且普遍应用“地基地震隔绝”技术,即在建筑物底部安装橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置。
比如,三井不动产公司一座公寓外围使用了高强度16积层橡胶,建筑物中央部分也使用了天然橡胶系统的积层橡胶。在6级以上的地震发生时,这种保护装置能使建筑物的受力减少一半。另一种做法是在建筑物中放置各种球体,让这个部分吸收地震能量形成损伤,而不会危及建筑其他部分。等地震过后,只需把这部分换掉就可以。还有比较普遍的做法则是放置油压器装置,其作用相当于保险丝,基本上在高层建筑中,每层都会放置一个以上这种装置。
 
3. 民居抗震,内有乾坤
再来说说日本的民居,传统的日本民居大都是柔性的木结构。木结构房屋在承受地震作用引起的晃动时,可以很好地释放力量,不容易散开和松动。除此之外,日本民居还普遍采用箱体设计。这样更能够保证房屋在地震发生时,即便剧烈摇晃,也可以保持整体状态。这也可以解释,为什么日本东部大地震引发海啸时,电视画面上能看到很多房子被整栋冲走。
而目前,新式的日本民居,则多以质量轻,强度高的树脂、加气混凝土、碳纤维材料为主,这种房屋即便倒塌坠落,也不会对人体造成严重伤害,而且安装方便,盖房子跟搭积木一样轻松。
 
另外,日本的民居普遍在房屋和地基之间加入减震层。1996年日本实行“耐震改建计划”广泛应用了隔震技术,就是利用建筑物本身的晃动来吸收地震的能量。他们在建筑物底部填加橡胶层或者滑动承重座作为缓冲装置。这些橡胶层非常耐用,一般使用年限约60年,能够把地震对楼房的摇晃程度减轻1/3到1/5。
 
在中国,乡镇农村自建的住房,几乎很少考虑到抗震设计,即便地处龙门山地震带上的汶川等地,民居也多为老旧的砖瓦房或土木房。而土木房的夯土墙壁,本身就容易因为膨胀收缩而开裂,自然无法抵御强震的冲击。
  
4.排水管道,也需防震设计
除单个建筑物自身倒塌对生命的威胁外,纵横交错在城市地下、连通各个部门的排水管道,也是地震中不得不正视的问题之一。2013年,四川雅安震中芦山县,地震发生后,很多由境外出资援建的医院、学校等,楼体本身并无损坏,但自来水、冲水马桶等都处于瘫痪状态。经常是自来水龙头断水,或流出污浊的脏水,冲水马桶内积满了无法冲去的粪便,这在地震灾区,是极大的疫病隐患。
 
汶川地震后,四川广元市水源进行应急检测显示,灾后各种水源不达标指标主要表现为氨氮浓度的增加以及细菌和大肠杆菌数量的升高,污染源主要为微生物。造成这一情况的主要原因是地震导致地下排水管道破裂,造成民用自来水管道、下水排污管道和地表水、地下水的交叉污染。
因此,在输水管线与水处理系统的构建上,地震多发地带,应考虑使用抗震性较强的新型钢结构管材和柔性连接方式来避免地震对其造成的破坏。研究表明,使用具有抗震能力的新型钢结构管材以及橡胶圈连接的软连接方式的管网,可以在地震烈度为9度的情况下保持基本完整。
 
对于当地供水的水厂而言,如果配水井因水量较小,从而未安装任何抗震设备,在地震灾害发生时就较易受到破坏,但配水井对于保障水厂的正常运行却有着重要的影响。因此,地震多发地区建议对配水井进行抗震设计,尽量采用深度较浅的水井,并对井壁进行加固,以增强其抗震能力。
 
此外,应提高水处理构筑物的抗震等级,对水厂与构筑物间的阀门最好采用双阀设置,以保证即时切换。当个别管段发生故障时可以及时关闭管段,既可保证水厂正常输水,又可以抢修断管。
 
 尾声:
不可回避的是,一切技术问题说到底,都要回到经济问题。据不完全统计,加入减震技术后的房屋造价将有所提升,一般楼房的造价将提高10%,公寓楼的造价则会提高25%,其他诸如水厂一类的基础设施建设成本,尚无统计。
 
据了解,日本普通的民居建筑,一般来说造价约合人民币150万到200万,而在中国乡村,人们能够接受的建筑成本只有前者的十分之一。即便考虑到物价和人力价格差异,这样低廉的成本,在抗震设计上也显得捉襟见肘。
 
面对这种无奈,我们认为,即便减震建筑不能在全国范围内推广,在四川巴蜀这样的地震多发地区,政府还是可以考虑通过制定相关政策、法规,为掌握先进抗震技术的建筑企业,提供税费上的减免优惠制度,鼓励新技术、新材料在区域内的推广。将地震之后用来亡羊补牢的救灾支出,用于建筑抗震的事前防范。