关键词：市政规划；给排水管网；设计要点
随着城市化进程不断加快，社会工业化不断向前迈步，人们对水的需求已不可同日而语。采用传统给排水系统设计方法已经不适应目前的需求，进一步提高市政排水管网效能成为当务之急。因此，在明确当前市政排水管网在设计过程中存在的问题基础上，从实际情况出发，对管网系统进行科学性的优化设计十分重要。只有从排水管网的规划设计、施工、养护、改造等方面全方位努力，发挥市政排水管网的排水效能，才能最大限度满足城市发展对给排水网设计的需求。
1.城市给排水规划设计理念及开发意义
1.1给排水规划设计的科学理念
城市市政给排水设施是城市主要基础设施之一，对城市社会和经济发展具有全局性的重要影响。城市给排水系统是转输和排除城市污水和雨水，为居民区、工业区、文教区、商业区等城市区划提供服务的工程设施系统，是城市公用基础设施的组成部分。城市排水系统规划是城市总体规划的组成部分。建设市政排水管网系统的目的是解决目前生产、生活中产生的城市环境问题。在社会工业化不断向前迈步、中国经济不断发展进步、城市道路的大量修建，排水管网获得大面积普及应用，市政给排水系统作为现代城市必不可少的基础设施的关键一环，给排水系统建设意义重大。不仅涉及水资源保护、防治水污染、提高水的资源利用率，还涉及改造城市环境、提高城市面貌、打造一流现代化城市的最终目的，而且有利于确保经济、政治、人文环境的可持续发展，保障人民生命健康，可以说市政给排水工程作为城市基础设施的重要组成部分，是影响国计民生的重要影响因素，对于中国城镇化建设将具有深刻的现实意义及深远的发展影响。打造良好城市给排水系统，新建区域新建给排水管网，同时对已有老旧管网进行提升改造，是中国面临新形势下所必要采取的方式手段。有效利用给排水资源，减少因盲目引发的浪费的浪费与污染，迎合现代化城市快速发展的基础建设要求，是社会进步一大保障与支撑。
1.2给排水系统提高水资源的利用率
自上世纪以来，我国城市化发展伊始，水资源缺乏，水资源利用率一直相对较低，导致最直接的后果是严重影响居民生产生活，阻碍社会繁荣与进步，妨碍了生产力发展与提升。这其中包括形形的问题，比如水质差、可直接利用水量少、难以直接利用水量大。然而，情况的恶化不止于此。随着发展，这些问题不但没有缓解或消失，它们还是像牛皮癣似得依然存在，并且伴随着触目惊心、不减反增的环境污染问题。在当前的市政排水设计中，我们往往天真地过分依赖城市雨水管网系统的排水能力，而忽略了大的城市水循环系统的形成，并且缺乏相应的配套设施，极大的增加了市政给排水管网系统的负荷，甚至可能出现超负荷而形成的内涝现象。如此种种，不但严重降低水资源利用率，还造成许多相应城市环境问题。新旧问题的“同聚一堂”直接导致21世纪中国水资源问题更加的严峻，中国社会对水的需求和水资源利用率间的矛盾更加突出，严重影响社会经济的繁荣发展。基于此种不良态势，笔者认为需要唤醒社会意识，深刻认识到全面提高水资源的使用效率、科学合理规范水资源使用的紧迫性与必要性。因此，优化市政给排水系统建设、提高给排水系统水资源利用率与社会进步的方向趋势相吻合，适应全社会发展。
1.3给排水系统加强对水资源的保护
我国是一个缺水大国，水资源的保护尤其重要。目前随着城市开发的不断进行，城市基础设施建设还不完善，生活污水工业污水胡乱排放现象严重，造成水体污染严重，可利用水资源锐减。严格加强水资源的保护是坚持可持续发展的必要准则和检验标准。给水管网的建设将水厂出水集中输送，不但可以从供给上按需分配，节约用水，而且可以给用户提供更好的水质，提升了水资源的利用效率；而排水管网的建设，可将日常生活中产生的污水收集处理后排放，避免污水杂乱无序乱排乱放，而且污水经过处理后排放减轻了环境压力，有利于环境保o，还可以对收集的污水进行深度处理后回收利用，有利于水资源的循环利用，提高水资源利用效率。
2.给排水管网的规划设计
2.1给排水的管材设计
由于给水是有压水，污水是臭味腐蚀性等特点，对管道管材要求较高，主要有：（1）材料强度高：抗冲击性和耐磨蚀性高是管材必要属性，尤其给排水管材更要达到抗拉强度150MPa以上，以适应强大的水流冲击力和水质腐蚀性；（2）需要耐久性：采用先进高速离心浇铸成型技术的柔性铸铁排水管，因其组织致密、强度高，所以经久耐用；（3）好的管材评价标准之一是静音效果强：柔性铸铁排水管由于其灰铸铁内在的片状石墨组织结构具有良好的隔声效果，并且管与管之间采用柔性橡胶密封圈连接，能减少噪声传递，因此柔性铸铁排水管具有良好的隔声静音效果；四、给排水系统需经常维护检查的特点要求管材安拆方便。
2.2给排水管的接口设计
经久耐用的优质给排水管道在很大程度上取决于敷设管道时接口的质量，及管道接口的强度、耐腐性、易施用性。而笔者认为其中的给排水管接口设计是整个给排水工程良好运行的关节与灵魂。经过多年实践与研究，市政给排水管建设最适宜使用接口方式按照特性划分可分为：柔性（接口弹性较大，如：石棉沥青卷材接口、橡胶圈接口）、刚性（接口弹性较小，如：水泥砂浆抹带接口、钢丝网水泥砂浆抹带接口）以及半柔半刚（接口弹性适中，如：预制套环石棉水泥或沥青砂浆接口）。
2.3给排水管网的抗震设计
给排水管网深受地质灾害的影响。在设计排水管网抗震过程中，笔者认为应该根据地震震害和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，进行结构总体布局并确定细部抗震措施的过程，宜按照本地区抗震设防烈度提高一度采取抗震措施。通常给排水管网抗震有以下措施：首先应根据工程地质、地震地质资料及地震影响按规定判别出有利和不利地段，适宜选择有利地段，避开不利地段，如若不能避开，适宜进行有效抗震建设；另外，管网结构构件及其连接，应符合科学标准要求，实现整体最优；最后，使用质量过关的管材，管材须符合抗震概念设计要求，而且市政用管材应经过试验鉴定合格与否。
我国新修订的《水工建筑物抗震设计规范》[1]首次增加了渡槽结构抗震计算与设计的相关条文。在渡槽抗震计算中，如何考虑渡槽内流体晃动以及与结构的相互作用影响是渡槽抗震计算的关键问题[2]。渡槽抗震分析中，水体可按势流（无旋、无黏性）考虑[3-4]，常用的数值分析方法有：（1）有限元法，可分为位移型有限元法[5-6]，压力型有限元法[7]，ALE有限元法[8]；（2）边界元法[9]；（3）有限体积法及有限差分法[10]等。上部结构可按有限元法建模，流体与槽身交接面按滑动边界条件考虑，即：流体与槽体表面的法向位移保持一致，切向位移不加约束。采用数值方法可满足渡槽体系空间三向地震作用分析，但流体数值模型以及流—固边界的处理是一件很复杂的工作，且耗时费钱，不便于实际工程应用。
为了简化流体计算，Graham与Rodriguez[11]首先提出了液体晃动等效模型的概念，他们将矩形容器内的液体作用等效为一个固定质量及一连串的弹簧振子。Housner[12]基于一个物理直观，提出了一个更为简单的等效模型，这个模型在土木与水利工程界得到了广泛应用。最近Li与Wang[13]针对前述经典解答的缺陷，提出了一个补充的精确解答，完善了经典解答。李遇春与来明[14]在文献[13]的基础上，对固定（脉冲）质量及其位置精确计算公式进行了数学拟合简化，提出了表达简单且计算精度高的建议公式。对于其它截面形状的渡槽，如U形、梯形等截面的渡槽，Li、Di及Gong[15]提出了一种半解析/半数值的方法，得到流体等效模型的近似解。将渡槽内的流体按等效的简化模型替代后，抗震计算中的流-固耦合动力学问题得到了大大的的简化，计算精度可满足工程设计要求。我国新的修订规范给出了矩形与“U”型渡槽中水体的（等效）简化计算方法，然而对于另一种比较常见的圆形渡槽，规范并未给出其流体简化的计算方法。
圆形（截面）渡槽为封闭的结构，这种结构形式可以避免输水过程中的蒸发与污染，这种管线结构在国外的调水工程得到了较为广泛应用[16]，比较著名的有法国的Saint Bachi渡槽[17]等。圆形（特别是大管径）渡槽结构在未来的调水工程具有广泛应用前景。目前关于圆形渡槽（输水管线桥）的地震反应分析研究并不多见，圆管内晃动流体的（等效）简化模型研究尚未见到文献报道。本文基于已有的研究成果，建立圆管内晃动流体的等效力学模型，从而建立简化的圆管渡槽抗震计算方法，为圆管渡槽抗震设计与研究提供参考。
2 圆管内晃动流体的等效力学模型
图1（a）所示的单位长度内圆管内充有静止深度为h的水体，其中R为圆形管道内径，在构建晃动流体等效模型时，基于以下假定：（1）管内的水体为可压缩、无黏、无旋流体的小幅晃动流体，水体的密度及弹性模量分别取定为：ρL=1 000 kg/m3，Ev=2.067×109 Pa；（2）管道壁微小变形对流体晃动的影响忽略不计；（3）仅考虑流体晃动的一阶晃动模态，高阶流体晃动模态忽略不计，对于一般的流体晃动问题，其一阶晃动模态起主要作用，计算中仅考虑一阶晃动模态的影响就可获得较好的计算精度。于是圆管内晃动的水体可以简化为图1（b）所示的固定质量（M0）和弹簧-质量（M1，K1）组成的动力系统，其中M0和h0分别为脉冲（固定）质量及其作用高度，M1和h1分别为一阶对流质量及其作用高度，K1为弹簧刚度。
根据等效原则：（1）流体的原始系统与等效系统具有相同的自然晃动（振动）频率；（2）流体的原始系统与等效系统在任意水平动力加速度的作用下，对整个管道的动反力（包括合力与合力矩）相等。采用文献[15]的方法，借助有限元程序（ANSYS code）[15，18]进行计算分析（关于槽内有限元模拟的细节可参见文献[15]，为节省篇幅，本文不再赘述），可以得到上述等效力学模型的拟合表达式为
式中：ω1为管内流体一阶晃动圆频率；g为重力加速度；D=2R为管内直径；M为管内（单位长度内）流体总质量。由于管道内流体动反力为一个汇交力系，这个力系汇交于圆管的中心点，所以等效模型的质量M0与M1的位置正好通过圆心，即有：h0=h1=R。图2表示了有限元与式（1）至式（3）结果的比较，结果显示拟合公式（1）至公式（3）具有很好的计算精度，可满足工程计算的要求。
3 数值算例
设有一跨圆管渡槽如图3（a）所示，其支撑结构为排架形式，结构尺寸见图3（a），其中尺寸单位为mm，设管道内径R为3 000 mm，渡槽跨度为24 m，管道内充液深度为3 600 mm，管壁厚为300 mm，管道结构钢筋混凝土材料密度为2 500 kg/m3，杨氏模量3.0×1010 Pa，泊松比为0.167。图3（b）所示为圆管渡槽有限元计算模型，其中水体采用Fluid80单元，水体密度为1 000 kg/m3，水体与管道壁之间的界面视为滑移边界条件，即流体和管道壁之间的法向相对位移强制为零，而释放二者之间的切向相对位移，约束水体两端面纵向位移。管道壁及支撑结构分别采用Shell181和Beam4单元。图3（c）所示为圆管渡槽等效力学计算模型，其中管道内全部水体沿长度方向分成24等分，每一等分（长度为1 m）以固定质量（M0，h0）和质量-弹簧（M1，K1，h1）系统替代，其中固定质量采用Mass21单元，弹簧采用Combin14单元。
由拟合简化计算公式（1）得到流体一阶晃动频率为ω12，由公式（2）和（3）分别得到M1/M和M0/M，以及相应的一阶对流质量M1和脉冲质量M0。由公式（4）得到弹簧刚度K1，同时由公式（5）分别得到对流质量作用高度h1和脉冲质量作用高度h0。管线桥数值算例中具体计算参数见表1。
首先对包含流体的结构系统进行模态分析，两个系统（图3（b）与图3（c））得到的第一阶自振频率分别为f1=2.481Hz和f1=2.486Hz，两者的相对误差仅为0.201%，具有高度的一致性。
其次对包含流体的结构系统进行地震反应分析，地震输入波选取El-Centro（N-S）波，加速度峰值调整为0.350 m/s2，地震波输入时长为10 s。图4为盖梁和连梁端部处水平位移时程响应曲线，等效模型和有限元模型计算得到的反应曲线吻合很好。表2表示了盖梁与连梁端部水平位移最大值，两者最大相对误差盖梁为4.666%，连梁为6.211%，等效模型的计算结果满足工程精度的要求。
图5为盖梁和连梁端部弯矩时程响应曲线，等效模型和有限元模型计算得到的曲线吻合很好。表3显示了盖梁与连梁端部弯矩最大值，两者最大误差：盖梁为6.222%，连梁为6.221%，计算结果误差满足工程精度的要求。
由于排架支撑结构刚度较小，在地震作用（或风荷载作用）下容易发生破坏，地震作用（或风荷载）可能成为支撑结构的控制性荷载，所以结构的地震反应分析对于排架支撑结构而言尤为重要。
需要说明的是：管道截面动弯矩及动剪力是抗震设计所需的荷载，等效简化模型实际上就是动水压力的积分结果，在抗震计算中，采用等效模型后无须再去计算动水压力，动水压力对管道结构的整体动力效应已经自动算出，只要等效模型不要划分得太粗，动水压力对管道截面的动弯矩及剪力就可以较精确地获得。
【关键词】市政给排水；管道工程；重要性；结构设计
市政给给排水管道工程建设是城市基础设施建设的重要组成部分，其对城市的经济发展和广大人民群众的日常生活起着积极作用。市政排水管道工程结构设计应严格按照现行相关规范、标准、规定进行。设计人员应当掌握专业技能，了解行业动向，研究存在的问题，积极创新，尽可能地把设计做到经济、合理、适用、安全。
一.市政给排水管道工程的重要性
市政给排水管道工程关系到人们的正常生活，其不仅有利于城市防洪、排涝和水污染治理，还有利于城市水循环，实现水资源再利用。因此，对于给排水工程施工必须进行严格的控制，加强管理，提高施工技术，以保证市政给排水工程的施工质量。
1、给排水管道有利于城市防洪和水污染治理。给排水管道的施工可以及时、有效的把工业生产废水、居民日常生活污水以及大气降水等收集到指定的污水处理中心，可以有效防止水污染的进一步蔓延，还可以避免城市在暴雨中出现内涝。对于一个发展中的城市而言，市政给排水管道工程施工程度，代表着这个城市的城市化发展水平，尤其是对于工业发达、年降雨量多的南方城市而言具有十分重要的作用。为了更好的促进我国城市化进程的良性发展，就务必要对市政给排水管道工程施工给予高度重视，从而不断的提升城市的防洪、抗涝和污水治理水平。
2、市政给排水管道工程有利于实现水资源再利用。给排水管道工程是城市水循环系统的一种有机整体，同时，水循环又是水资源再利用的一个重要的前提条件，伴随着社会不断发展和人民生活水平的日益提高，广大人民群众的环保意识也得到了进一步加强，资源再利用和可持续发展的思想观念已经深入人心，因此，解决水资源再利用问题也成为了我国城市化发展进程中的关键所在。给排水管道工程可以有效的改善城市水资源再利用情况，解决水资源的可持续再利用问题，净化城市的公共水资源，有效保护城市水域，进而保证城市生态系统的物质循环与能量循环的正常运行，为城市居民提供一个和谐、优美的城市生存环境。
二、市政给排水管道工程结构设计前的准备工作
1、排水体制的选择.排水体制主要有合流制和分流制两种。排水体制的选择，应根据城镇的总体规划，结合当地的地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利用等综合考虑后确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水体制。除降雨量少的干旱地区外，新建地区的排水系统应采用分流制。现有合流制排水系统，有条件的应按照城镇排水规划的要求，实施雨污分流改造；暂时不具备雨污分流条件的，应采取截流、调蓄和处理相结合的措施。
2、现场勘探.市政给排水管道工程距离相对较长，或穿越城镇密集区，或敷设在农田，或跨越山丘和河流，还有可能横跨铁路、公路及桥涵。一项管道工程同时会遇到上述几种或所有的地形和地貌，其复杂的地形和地貌若不现场查看，则很难全面完成设计。结构设计人员应会同给排水、概预算等专业设计人员共同进行现场勘探和选线，了解管道线路拟通过的沿线地带地形地貌、地质概况，必要时应在施工图阶段对个别疑难地段重新勘探 。
3、测量和地勘要求.要准确地反应管道沿线的地形地貌和水文地质情况，必须有测量和勘探部门提供的准确的地形和水文地质资料。（1）勘探点间距和钻孔深度。勘探点应布置在管道的中线上，并不得偏离中线3m，间距应根据地形复杂程度确定的30～100m，较复杂和地质变化较大的地段应适当加密，深度应达到管道埋设深度以下1m以上，遇河流应钻至河床最大冲刷深度以下2～3m。（2）提供勘探成果要求。划分沿线地质单元；查明管道埋设深度范围内的地层成因、岩性特征和厚度；调查岩层产状和分化破碎程度及对管道有影响的全部活动断裂带的性质和分布特点；调查沿线滑坡、崩塌、泥石流、冲沟等不良地质现象的范围、性质、发展趋势及其对管道的影响；查明沿线井、泉的分布和水位等影响；查明拟穿、跨河流的岸坡稳定性，河床及两岸的地层岩性和洪水淹没范围。
三、市政给排水管道工程的结构设计分析
1、结构形式。管道的结构形式主要由给排水专业确定，结构专业应根据管道的用途（给水还是排水，污水还是雨水）、工作环境（承压还是非承压）、口径、流量、埋置深度、水文地质情况、敷设方式和经济指标等从专业角度提出参考意见。一般情况下，承压管道常采用预应力钢筋混凝土管、钢管、铸铁管、玻璃钢管、UPVC管、PE管、现浇钢筋混凝士箱涵。非承压管常采用混凝土管、钢筋混凝土管、砌体盖板涵、现浇钢筋混凝土箱涵等。当污水管道口径较大时应采用现浇钢筋混凝土箱涵，特殊情况、特殊地段（过河渠、公路、铁路等）、局部地段非承压管也采用钢管等形式。大型市政给排水管道工程也有采用盾构结构形式的。
2、结构设计。根据管道规格、埋置深度、地面荷载、地下水位、工作和试验压力对管道的刚度和强度进行计算及复核，提供管道壁厚、管道等级、或结构配筋图。对于一些必须采取加固方法才能满足刚度和强度要求的管道，应根据计算采用具体的加强加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或钢筋混凝土包管等，当钢管计算出的壁厚不经济时，应采用加肋的方法处理。加固的具体方式和方法应根据实际情况和经济指标来确定。
3、敷设方式。敷设方式的选择应根据埋置深度、地面地下障碍物等因素确定，一般有沟埋式、上埋式、顶管及架空，较为常用敷设方式采用沟埋式，当沟埋式有一定的难度时，可选择顶管和架空等敷设方式。不同的敷设方式，其结构设计亦不同。
4、抗震设计。（1）场地和管材的选择。确定管线走向时应尽量避开对抗震不利的场地、地基，如不可避免而必须通过地震断裂带或可液化土地基时，应根据工程的重要性、使用条件综合考虑。给水管道应选择抗拉、抗折强度高且具有较好延性的钢管，并要求做好防腐措施。（2）构造措施。承插管设置柔性连接；砖石砌体的矩形、拱形无压管道，除砌体材料应满足砖石结构抗震要求外，一般可加强整体刚度（顶底板采用整体式）、减少在地震影响下产生的变形，提高管道的抗震性能；圆形排水管应设置不小于l20度的混凝土管基，管道接口采用钢丝网水泥带，液化地段采用柔性接口的钢筋混凝土管；管道附属构筑物应采用符合抗震要求的材料和整体刚度好的结构型式。
结束语
给排水管道工程质量的优劣，不仅直接影响到广大人民群众的切身利益，而且还关系到政府在人民心目中的形象。因此提升市政给排水管道工程施工的质量，是我国进行城市化基础设施建设的一项十分重要的任务。
参考文献：
[1]陈方杰.浅谈建筑工程市政给排水管道工程的施工技术.四川建材，2009
[2]利定锋.给排水工程管道的渗漏原因及防止措施.中国高新技术企业，2008
[3]陈志荣.浅谈建筑给排水常见问题与处理[J].山西建筑，2010
一、2008年抗震防灾工作总结
（一）完成抗震救灾应急救援任务
5月12日，四川汶川发生8.0级特大地震，造成巨大人员伤亡和财产损失。地震发生后，我厅先后派出两批房屋建筑地震应急评估专家组赶赴灾区，帮助四川省绵竹市对房屋震损情况进行应急安全评估，为当地抗震救灾和灾后重建提供技术支持。随后，我厅又专门组织工程震害调查组赴四川重灾区进行建筑工程震害调查，深入实地了解工程震灾情况，取得房屋建筑破坏情况的第一手资料，总结震害经验和教训，提出加强我省抗震防灾工作的对策建议。为省政府代拟《关于进一步加强城乡建设和工程建设抗震防灾工作意见》，并已印发。进入恢复重建阶段，继续派出设计人员和鉴定专家，编制灾后恢复重建规划和抗震设计指导导则，承担对口支援绵竹市灾后恢复重建规划和永久住房建设，得到绵竹市政府和灾区群众的高度评价，获得了国家住房和城乡建设部、中华全国总工会抗震防灾先进集体奖。
（二）组织开展各类学校建筑抗震隐患排查
为汲取汶川地震的经验教训，根据国家住房和城乡建设部以及省政府的要求，研究制定了《江苏省学校校舍、医院建筑抗震安全隐患排查技术导则》，在组织省、市技术培训，统一排查方法、程序和标准，以及各市开展自查工作、建立学校校舍建筑抗震性能数据库的基础上，组织开展全省学校建筑抗震安全隐患拉网式排查。组织有关大专院校和科研设计单位专家及各市县抗震办工作人员，利用8—9月份学校暑假时间，分5个专家队、32个小组，统一对全省各级各类学校建筑抗震安全隐患进行了拉网式排查，共排查约1.3万所学校，建筑面积共9800万平方米。为下一步开展未达标学校建筑抗震加固工作奠定了基础。
（三）继续修编城市抗震防灾规划
按照年初制定的2008年全省抗震工作要点，部分市结合新一轮总体规划修编，及时做好抗震防灾规划的修编工作。严格按照《城市抗震防灾规划标准》（GB50414-2007），根据城市规模和所处地区地震烈度、地质情况，确定抗震防灾规划编制模式和编制深度，把好城市抗震防灾规划质量关。其中，南通市、徐州市和苏州市在2008年先后完成城市抗震防灾规划修编工作并通过专家评审。
（四）落实农村抗震设防试点工程建设计划
为贯彻落实省农村防震安全工作会议精神，省财政资金安排抗震加固经费60万元用于支持农村抗震设防试点工程建设。首批安排了徐州、南通、连云港和宿迁等市的6个行政村进行试点，制定实施具体计划。组织有关市抗震办和专家对试点村民居进行调研，如对南通市试点村空斗墙情况进行摸底普查，会同省财政厅赴苏北抗震设防高烈度区农村民居防震安全示范村进行调研指导。在掌握情况的基础上加强技术指导，组织有关专家和工程技术人员针对农村特点，帮助农民设计经济、适用，符合抗震要求的农村民居施工图纸。各地注重加强对试点村庄和农户的技术指导，协助落实建设资金和管理措施。
（五）组织超限高层建筑抗震设防审查
继续加强对超限高层建筑工程抗震设防的监督管理，严格审查程序，规范审查行为，确保审查质量。2008年全省审查超限高层建筑工程40项，建筑面积241.6万平方米。其中，一次审查通过的24项，占60%，经修改或复审后通过的16项，占40%；按乙类建筑进行抗震设防的5项，占12.5%,其余均为丙类建筑；建筑高度100米以上超限高层17项,最高为无锡茂业城二期工程，建筑高度为277米。2003年以来，审查各类超限高层建筑工程共153项，建筑面积1133万平方米。
（六）开展抗震防灾宣传和技术培训
在认真总结汶川地震经验教训，对全省抗震工作进行反思的基础上，研究提出今后进一步加强抗震工作的建议，及时向省政府报告。省政府领导多次听取相关情况汇报，并作出重要指示，对进一步做好全省抗震防灾工作起到了重要的促进作用。为使汶川地震工程震害的经验教训让更多人、特别是广大工程设计人员了解和重视，省抗震设防审查专家委员会与省勘察设计协会、省审图中心等部门在南京联合举办了两期汶川地震工程震害暨抗震防灾技术研讨会、报告会。各有关市、有关院校、科研设计单位也开展了类似活动，对促进今后抗震教学、科研、设计起到积极作用。
（七）落实抗震加固计划和管理工作
在调查研究的基础上，与省财政厅多次协调，拟定了《2008年全省抗震加固计划和补助经费指标》，重点加固城市生命线系统工程和有纪念意义的建筑。组织有关部门和单位对需要加层改造和抗震加固工程进行抗震性能检测和鉴定，并邀请省内外有关专家对检测结果和鉴定报告进行论证，提供技术服务。同时，安排经费用于农村民居抗震示范试点。
2008年全省抗震防灾工作取得了良好进展，全省共有18个单位和33名个人被评为2006-2008年度抗震防灾先进单位和先进个人，并受到表彰。
二、2009年抗震工作要点
汶川地震发生后，抗震防灾工作得到了各级领导的高度重视和社会各界的普遍关注，为进一步作好创造了有利的外部条件和良好的舆论氛围。目前，我省抗震防灾工作仍面临不少困难和挑战，还有大量工作要做。2009年，要进一步总结和汲取汶川地震经验教训，依靠法制健全和科技进步，推进城市抗震防灾规划修编和实施，加强新建工程抗震设防检查监督，强化超限高层建筑抗震设防监督管理，加强抗震加固和加层改造管理，大力推进农村民居防震安全工程建设，建立健全抗震工作管理机构，落实省防震减灾联席会议目标责任制，积极开展抗震防灾研究，加强抗震防灾宣传和技术培训，推动全省抗震防灾工作深入开展。
（一）科学编制和实施抗震防灾规划
各地要按照国家《城乡规划法》、《城市抗震防灾规划管理规定》的要求，加强城市和县城总体规划中抗震防灾规划的编制工作。深化抗震防灾规划内容，合理安排抗震救灾疏散通道、避震疏散场地（如绿地、广场等）和避难中心，明确基础设施特别是交通、通讯、给排水、燃气、电力、热力等生命线系统，消防、供油网络、医疗等重要设施，以及重要建筑、高层建筑和教育、文化、体育等人员密集公共建筑的布局要求。各市、县（市）要结合新一轮总体规划修编工作，按照《城市抗震防灾规划标准》（GB50413-2007）抓紧修编抗震防灾规划。省厅将分别确定一个省辖市和一个县作为试点，开展城市抗震防灾规划技术标准修订工作。
（二）不断加大建设工程抗震设防质量监管力度
依据《中华人民共和国行政许可法》、《房屋建筑工程抗震设防管理规定》（建设部令第148号）、《市政公用设施抗灾设防管理规定》（建设部令第1号）和《江苏省防震减灾条例》等法律法规，严格履行监督管理职责，切实把好建设工程抗震设防质量关。加大超限高层建筑抗震设防专项审查工作力度，2009年审查覆盖率要达到100%，力争审查合格率达到95%以上，经过修改复审后，合格率达到100%，不留隐患。各市要严格执行《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》，所辖市内的超限高层建筑工程，必须要求业主向省建设行政主管部门申报抗震设防专项审查，报送率要达到100%，不得越级审查。
不断研究超限高层建筑抗震设计和设防审查出现的新情况、新问题，有针对性的提出解决的措施和办法。举办一期《江苏省建筑工程抗震设防审查细则》学习研讨班，促进抗震设防审查工作走向规范化轨道。要按原计划编印完成《江苏省超限高层建筑抗震设防审查工程指导实例选编》，辅以必要的文字说明，引导审查和设计人员全面准确把握和贯彻执行国家规范标准。
加强各地市政公用设施抗灾设防管理，开展城乡规划中防灾专项规划和市政公用设施工程初步设计阶段抗震专项论证工作。今年拟安排南京市、南通市作为全省贯彻实施《市政公用设施抗灾设防管理规定》的试点城市。
各地建设行政主管部门要切实增强做好抗震设防工作的责任感、紧迫感，必须严格执行有关法律法规、政府规章，进一步加大城乡建设和工程建设抗震防灾工作管理力度，确保工程建设抗震设防质量安全。省建设厅拟在上半年组织全省建筑工程抗震设防质量执法大检查。
（三）认真开展既有建筑抗震性能普查和抗震加固工作
各地要有计划、有步骤地开展建筑物抗震性能普查，建立城乡抗震防灾数据库，为编制抗震防灾规划和旧城区改造计划、分析震灾可能造成的损失、制定抢险救灾应急预案等提供基础资料。位于郯庐断裂带地震重点监视防御区的城市要尽快开展现有建筑物抗震性能普查试点工作。对城市生命线工程，易燃、易爆、剧毒等易发生严重次生灾害的建筑物和学校、医院等公共建筑，要优先安排抗震鉴定和加固。各级文物保护单位和历史建筑产权单位要根据不同的保护等级，采取相应措施，认真做好文物建筑和历史建筑的抗震鉴定和加固工作。各地要开展市政公用设施工程（桥隧、市政公用管网、上下水和燃气工程等）的抗震性能普查工作。今年安排一个省辖市和县（市）作为全省房屋建筑和市政公用设施工程抗震性能普查试点。
医疗卫生系统是抗震救灾工作关键环节，必须确保房屋建筑抗震安全。2009年在全省开展医疗卫生系统建筑抗震安全隐患排查。在总结2008年中小学校建筑抗震隐患排查经验的基础上，提出可行的排查方案和鉴定技术标准，培训技术人员，为排查作好充分准备。重点排查各级医疗和卫生防疫机构房屋建筑抗震设防情况，关键要害建筑抗震性能，急需加固和改造房屋情况，摸清底细，做出切实可行的规划、计划，争取各级政府和有关部门的支持。
（四）进一步推动农村民居防震安全示范工程建设
深入贯彻国务院、省政府防震保安工作会议文件，在搞好第一批6个农村民居防震安全工程试点村（新沂市窑湾镇曹窑村、邳州市港上镇前湖村、启东市汇龙镇东郊村、如东市长沙镇滨海村、东海县青湖镇青新村、宿豫区蔡集镇张油坊村）的基础上，2009年再确定一批农村示范工程。徐州、南通、连云港和宿迁市要保质保量完成第一批试点工作任务。我厅将对建设农村民居防震安全试点工程提供经费补助和技术支持，组织科研和设计单位，研究设计多种类型的农村民居抗震样板房，探索抗震样板房的建造方法和技术，年底组织经验总结交流，进一步推进农村民居防震安全工程建设。
（五）开展抗震防灾科研、技术培训和学术交流
“5.12”汶川特大地震产生了大量值得认真总结的工程震害经验教训，这是一笔极为宝贵的财富。我们要全面、深入地认真总结汶川地震经验教训，以此来教育和警示今人和后人，决不能让唐山地震、汶川地震惨痛的历史悲剧重演。要加强抗震防灾科学技术和城乡抗震防灾适用技术研究。要针对我省沿江沿海、苏南苏北不同经济发展水平和不同的抗震设防烈度、地震地质背景，研究适合城市和农村的不同抗震设防标准及抗震技术措施。要总结汶川地震中经受地震考验的抗震性能好的结构体系和建筑材料，加以推广应用。要总结四川地震灾区工程建设和抗震防灾监督管理经验教训，修订、完善我省抗震防灾法规体系，加强法规建设。要继续开展技术培训，扩大汶川地震工程震害经验教训受教育范围，将其作为结构工程师继续教育的重要内容。要举办培训班、研讨会、座谈会、报告会等多种形式，广泛交流抗震防灾技术和经验，不断提高抗震防灾技术水平。我厅拟在今年组织一次赴地震灾区考察学习活动。
[关键词] 埋地管道； 破坏类型； 震害破坏机理
中图分类号：TU 457 文献标识码：A
0 引言
随着我国对地下空间的开发力度的加大，地下结构工程的数量迅速增加，作为生命线工程的埋地管道在输送水、油、气、煤以及在通信交通和排水等方面得到了越来越广泛的应用，堪称现代工业和城镇生活的大动脉，其破坏可导致城市乃至区域社会经济功能的瘫痪[1] [2]，如1971 年美国圣费尔南多地震，使加里福尼亚州圣费尔南多山谷的地下输气管道和给排水管道遭受重大破坏，给排水和天然气管道有2400处遭到破坏，震中附近有25.6km管道破坏 [3] [6]；1976年中国唐山地震，7.8级地震使全市给水系统瘫痪，抢修了一个多月才基本恢复供水，秦京输油管线有4处破坏，流失原油1万余吨，造成了资源的严重浪费，且污染了大片农田、河流，次生灾害严重[4]；2008年“5.12”汶川地震使震区供水管网受到严重破坏，供气系统设施也出现不同程度的破坏，据不完全统计，供水系统共有677个水厂受损，11万处管线破坏，受损长度高达1.38万km；排水管网管道受损长度约3300km， 供气系统设施受损5.1万处，供气系统设施受损5.1万处，供气管道受损长度达到992km[5]。这些震害经验表明，现代城市对生命线工程系统具有高度的依赖性，其抗震问题也引发了各国学者的关注，地下工程结构的抗震安全和抗震设计已经成为工程界普遍关心的问题。
笔者通过对大量埋地管道震害的分析研究， 总结了埋地管道的地震反应特征和破坏类型，并对其破坏机理进行分析，以期为埋地管道的抗震设计提供科学的依据和有益的参考。
1 埋地管道的振动反应特征
根据国内外学者对原型观测（震害调查和现场试验）资料的研究分析以及近年来的研究成果，总结了埋地管道在地震波作用下反应特征的一般规律，其是进行埋地管道地震反应分析的依据[6]- [12]。
（1）破坏荷载：理论分析和实际震害均表明，埋地管道的破坏主要由地震行波的传播、场地失效（断层相对运动、土体液化等因素）引起，受地震波传播影响而引起的土体变位造成的震害较轻，但影响面广，是埋地管道破坏的最基本形式；场地失效所造成的管道破坏都相当严重，且难以避免，选址时应尽量避免此类地段。
（2）地面位移：对埋地管道地震破坏的研究发现，埋地管道振动中的主要应变与地震加速度大小的联系不很明显，而对周围岩土体应变十分敏感，周围岩土体应变越大管道破坏越严重。埋地管道的自振频率远大于土体的振动频率，管道受到周围土的阻尼影响很大，管道运动产生的惯性力，对结构自身的反应仅有非常小的影响，管道的反应性态主要取决于沿线土体的位移特征，而对土体的运动位移特征几乎无影响。
（3）地震波传播方向及频谱特性：埋地管道的振动形态受地震波传播方向的影响很大，地震波的入射方向发生不大的变化，管道各点的变形和应力可发生较大变化。埋地管道走向与地震作用方向吻合时，管道动应变最大，损坏最大；当地震作用方向垂直于管轴方向入射时，管道动应变最小。埋地管道的动应变不仅和地面应变的峰值有关，还与地震动的频率含量有关，尤其是对低频含量十分敏感。低频含量愈丰富的地震波，激起的管道动应变越大。
（4）场地条件：埋地管道的破坏程度基本随地震烈度的增大而加重，埋地管道从一种类型土壤过渡到另一类型土壤的过渡区震害较严重；软土中的管线较硬土中的管线震害严重，同一地震烈度下，复杂地基和软弱地基比基岩地基中的管道震害严重得多。
（5）管土间相互作用：现场震害资料证明，地震时埋地管道受周围土体的约束与周围岩土体一起运动，受管道本身的刚度的影响，管道的变形比未敷设管道的土体变形小，只要管土界面的剪应力未达到临界剪应力，管道就随同周围岩土体一起运动。当管土界面的剪切应力达到临界剪应力或管土间的极限摩擦力时，管土之间将发生滑移。
（6）管道变形：震害资料及理论分析均表明，直埋管道的轴向应变远较弯曲应变凸显，以轴向应变为主，而弯管、大直径管道则需要考虑弯曲变形。
（7）管道的材质及构造：埋地管道的材质、口径、壁厚、接口型式均有不同程度的影响。埋地管道的破坏大多是由于管道强度不足以抵抗周围土体传来的振动变形而引起的；震害资料表明：柔性接口的震害率明显低于刚性接口，这是由于柔性接口具有较好的延性，可以吸收较多的变形；管道横截面的刚度与管径和壁厚有关，小口径管道在土中的约束程度比大口径的约束作用大。日本、美国以及我国海城，唐山两次强震中的震害均表明，管道的破坏随管径增大而减小，这说明管道刚度的影响不可忽视，但是各国学者对管径的影响看法不一。
（8）管道埋深：埋地管道一般总是埋在地表下有限的深度处，1923年东京地震调查资料显示，埋深的增加破坏增加，而埋深增加到2.4m后管道的破坏率减小。浅埋管道破坏较轻是由于作用在管道上的土压力和纵向摩擦力较小，土体对管道的约束作用小，传递到管道上的地震作用就小，埋深增加约束作用增大，破坏率高；埋深增加到2.4m管道事故率降低可以解释为随深度的增加地震作用下土体的位移下降的幅度大于约束作用增大的幅度。然而在许多情况下埋地管道破坏与其埋深之间并不存在固定的关系。造成完全不同的结论是因为管道的破坏不仅取决于土移的大小，而且还取决于管道在土体中的约束程度，因而较难确定管道埋深多大时震害较轻。
2 埋地管道破坏的主要类型
地震作用下埋地管道的破坏类型主要有三种[22]- [24]：
（1）接口破坏：连续式钢管焊缝连接处的开裂，法兰螺栓松动；承插式管道接口填料松动、剪裂、插头拔出和承插口破裂等；
（2）管体破坏：管体出现纵向或斜向裂缝；地面大变形造成的管体折断，锈蚀严重钢管和铸铁管管体发生的折断等；
（3）连接破坏：管道的三通弯头、闸阀及其与其它构筑物联接处，易受应变集中，运动相位不一致而发生破坏。
三种形式的破坏中管体破坏一般是由于地面断裂、滑坡等严重地面大变形或由于管体本身缺陷和腐蚀严重而引起的破坏；接头和连接破坏是地震作用下最为普遍的破坏见图。
3 埋地管道破坏的机理分析
埋地管道的地震破坏主要由构造性地运动-断层错动、地震场地失效-土壤液化、地震波传播效应引起，下面简要分析埋地管道的破坏机理。
（1）断层滑移作用[13]- [14]
在一次强破坏性地震中，断层位错越大，震害越严重。断层滑移的主要作用是使管道产生平错运动，也可能伴随有较小的垂直移动。断层滑移区土体发生相对较大的错动滑移，埋地管道受周围土体的约束，随着土体的变形而变形，当管道与活动断层相交时，地震中产生的地表断裂运动使管道产生纵向和横向变形，纵向变形会使管道产生拉伸或缩短，管道受拉伸超过极限时就会发生破坏，管道受压缩时则会由于薄壳失稳而造成屈曲破坏；横向变形则会使管道产生折断等剪切破坏，管道发生的剪切位移、拉伸或缩短的程度取决于断层的类型、管道和断层的方位、断层错动的大小和断层平面的倾角等因素，大量的震害调查认为，具有高强度和韧性的钢管（油、气管道）一般能抗拒强烈地震的地面运动，却不能抵御断层作用和地面破坏所产生的永久地面变形。
（2）土壤液化[15]- [16]
地下水位以下的饱和松砂和粉土在地震作用下，土颗粒之间因振动而密实，但由于颗粒之间的空隙水来不及排出，使土颗粒处于悬浮状态，即由固态转化为液态，土在液化及液化后的反应极为复杂， 其中牵涉到从固相到液相及从液相到固相的转变、土骨架与水相互作用的问题、大位移与大变形以及非连续介质等。液化往往造成管道上浮或下沉，目前研究液化砂土中管的动力特性，主要集中在管道在液化和不液化的边界区域和管的上浮力，对由液化引起的大的永久性位移却没有进行足够的研究。
（3）地震波传播效应[17]- [20]
地震引发地面振动或摇晃，振动以一定速度的波的形式在地面传播，既然运动是波，不同部位的管道的位移是不同步的，引发不同类别的应变。纵波沿管道方向的传播使得土体受压或受拉，管道被周围土体夹裹着作波动变形，则土体的这种张拉和压缩力将作用于管道产生轴向应变，横波沿管道方向传播使得土体垂直管道方向发生横向变形，管道受土体约束影响而随土体一起运动，促使管道产生弯曲应变。轴向应变可能是受压或受拉，且会同时出现在一次地震中，受拉时管道接头处产生拉拔力；受压时管道产生挤压或屈曲；弯曲变形则使连接开裂、破损，剪切引起折断。
除此之外，埋地管道的变形还受周围土体的地质条件的影响。震害资料和理论研究均表明非均匀场地对埋地管道的动力特性有较大的影响，管道在穿过非均匀场地时，土体出现明显的竖向和横向位移，使管道由于变形不同而破坏。土体类型变化以及其它因素如地震波类型、地形地貌条件、断层等共同作用对管道破坏的影响很大，结合起来考虑其破坏机理十分重要。一般来说，前二种作用对埋地管道的破坏是灾难性的，均属于难以抗拒因素，实际工程中多采用避开这类地段铺设管道的措施或专门研究特殊的抗震措施。而地震波传播效应则是埋地管道破坏的最普遍原因，最早引起了人们的关注，是埋地管道抗震研究的主要对象，其在理论和试验上的研究也较深入。
4 结语
埋地管道的抗震，是生命线地震工程的重要组成部分。只有认清埋地管道在地震波作用下反应特征的一般规律、破坏机理，并将其作为埋地管道地震反应分析的依据，才能建立适合实际工程的埋地管道地震灾害防御技术，提高埋地管道的抗震能力，完善地震灾害应急预案和工程技术措施，从地震防御
到抗震理论分析，做到有的放矢，才能尽可能的减轻
埋地管道的破坏，埋地管道和地铁、隧道、共同沟、地下管廊同属于地下线形结构，其震害分析在理论上应对后者震害原因分析有一定的借鉴价值。
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[关键词]峨山县 病险水库 病害特征；治理措施
[中图分类号] P343.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-12-219-2
1前言
峨山县地处云南省中部玉溪市，截止2013年底，我县累计建成水库81座，其中中型水库1座、小（1）型水库14座、小（2）型水库66座。已开工建设的有2件，2件均为小（1）型水库规模。
随着我县病险水库除险加固工作的推进，“十二五”期间完成所有病险水库除险加固的担子越来越重，压力也随之增加，为了今后更好的做好我县病险水库除险加固工作，特对我县病险水库病害特点和除险加固处理进展情况做进行分析和总结。
2病险水库的特征
我县67.9%的水库修建于上世纪八十年代以前，由于修建时间早，受当时技术力量薄弱、经验不足、资金缺乏等条件制约和大干快上的群众性施工方式影响，工程在建设中“边勘测，边设计，边施工”较为普遍，使工程在建设中带有一定的盲目性，造成了当时所建工程建设标准低、质量差、设施不配套等缺陷，由于这些先天不足的问题，工程正常运行存在较大的安全隐患。
从我县现已完成除险加固的23座病险水库来看，其病险主要有以下特征。
2.1防洪能力低
由于我县大部分水库修建时间早，工程在修建时没有严格的基建程序，工程建设存在“边勘测，边设计，边施工”的三边工程问题，对工程水文、地质没有做认真的分析计算和勘察，在设计中没有严格按规范要求来做，造成了当时所建水库存在防洪能力不足。特别是小（2）型水库，大多数的泄洪建筑物为临时开挖土渠，不但行洪断面尺寸不足，雨季中边坡坍塌、堵塞溢洪道的情况时有发生，给水库安全行洪度汛带来极大隐患。
2.2渗漏
由于工程建设缺少地质勘察和填筑土料的物理力学分析，工程建设的盲目性较大；同时又由于当时国家贫穷落后，在缺少施工机械设备的同时，群众性施工劳动强度大，但因机械设备和技术力量的薄弱，群众性施工效率低、质量差，大部分工程地基处理和坝体填筑存在问题，致使我县48.15%的水库存在坝基或坝体渗漏问题，渗漏已成为我县病险水库的主要问题之一。
2.3大坝抗震稳定性差
我县地处滇中地区重要的西北向全新世地震活动断裂带曲江断裂带，处于通海～石屏地震带内，相应地震基本烈度为Ⅷ度，工程设防烈度应为Ⅷ度。
大部分水库大坝抗震稳定性比较差，在不采取相应措施的情况下，65%的水库大坝抗震达不到所应设防的要求，大坝抗震稳定性差。
2.4白蚁对大坝危害
2011年8月我县在上级水利部门的支持下，在全县范围内对水库大坝的白蚁危害情况进行了抽查，在抽查的46座水库大坝中，发现白蚁危害的有39座，其中小（1）型2座，小（2）型37座。
2.5枢纽工程不完善
由于大部分水库修建时间早，工程设施不完善，大部分水库溢洪道为土渠，在雨季中边坡坍塌时有发生，给安全行洪带来不畅。同时大坝内坡未铺设防浪石，外坡无排水沟的水库占80%以上，在运行多年后，内外坝坡均出现有雨水冲刷的小沟，在影响大坝外观的同时，慢慢的也会对大坝产生危害，给大坝安全带来隐患。
2.6运行管理差
大部分水库无管理用房，管理人员多为临时聘请人员。由于管理经费紧缺、管理人员专业素质较低、管理设施缺乏等因素影响，水库日常维修、养护难于落实。管理人员大多只起到开开闸，放放水的作用。
3除险加固采取的措施
在我县已完成的23座病险水库处理加固工作中，针对其不同病险水库病害特点，分别采取了不同的除险加固措施。
3.1防洪安全处理措施
已完成除险加固的23座病险水库，根据各自的安全鉴定洪水复核结论，均已对原有达不到行洪安全的溢洪道进行了扩建或改造加固。
3.2防渗处理措施
根据水库坝基或坝体存在的渗漏问题，对土坝主要采取坝基帷幕灌浆和坝体劈裂灌浆或从坝顶中部冲挖槽后回填浇筑混凝土防渗墙的治理措施进行防渗处理；而对浆砌石重力坝则采取坝基帷幕灌浆和紧贴上游坝面浇筑钢筋混凝土防渗面板的方式对坝基和坝体进行防渗处理。
3.3大坝抗滑抗震处理措施
对达不到抗滑抗震的水库大坝，在对其进行防渗灌浆处理后，主要采取在坝脚设置干砌石排水棱体的方式，降低大坝浸润线，以达到抗滑和抗震的要求。
3.4运行管理措施
由于我县水库多为农田灌溉，因农灌中无任何计量收费措施，加之单座水库灌溉面积不大，农田灌溉收费较为困难，应收水费收取率偏低或基本收不到位，部分水库管理所收取到的费用还不够支付管理人员的工资，从而影响了水库管理人员的极积性，致使管理不到位。针对管理人员工资难于落实的实际情况，从2013年开始，县政府从县财政中对所有水库管理人员工资进行财政拨款补贴，从而使管理人员从有时候工资无着落的困境中走了出来，为水库的正常管理运行提供了保障。
3.5白蚁预防和治理
我县白蚁预防仅仅是做好大坝日常管理工作，如清除坝坡上的杂草、枯朽树木、树桩、枯枝及烂叶和牛粪、草堆、草丛等，从而清除白蚁喜爱的生活环境。
我县由于没有专门的白蚁防治机构和人员，加之经费缺乏，白蚁治理主要有零星的几个水库进行过治理，治理方法主要采用开挖白蚁主巢和副巢的方法。
3.6其它处理措施
针对大坝破损，坝顶宽窄不一，内外坝面无护坡的情况，主要采取在坝顶两侧支护坝缘石，大坝内坡支护混凝土预制块、外坡植草皮护坡等保护措施，并完善外坡排水沟和增设内外坝坡管理阶梯。同时增设水库大坝沉降位移观测点和在内坡设置水位尺。
4病险水库除险加固后的效果
4.1防洪功能得到提高
按照不同水库规模的防洪标准，所有已完成除险加固的水库溢洪道均得到了扩建或加固，而石邑水库则是在保留原有溢洪道外，在顺流左岸另外又新建了一条溢洪道。这样，已完成除险加固水库的防洪标准达均达到了相应规范要求。
4.2蓄水调节功能得到提高
峨山县97.77%的水库为年调节水库，全部81座水库正常蓄水位库容为5192万m3。除险加固后，水库的病害得到了治理，库水蓄水功能得到提高。
4.3安全运行条件得到加强
除险加固后，水库的病害得到了治理，水库安全运行具备了条件，使“群众安心，领导放心”成为可能。
【关键词】水利；抗震；分析
引言：21世纪我国的震灾不断，地震带来的毁灭性灾害直接影响我国的经济发展，给我国的人们的人生安全造成了极大的威胁，然而水利工程作为抗震救灾的核心工程，能有效的抵御地震发生的振动而导致的河流剧烈运动，而产生的洪灾。当前，我国的水利工程在修建以及维护的过程中总是会遇到各种各样的问题，如何解决这一类问题，对水利工程的质量和抗震的效果是十分重要的。
一、水利工程建设及其抗震问题
1.1、长期的“重建轻管”使水利工程管理行业“不景气”，管理手段落后，技术水平低，影响水利工程建设及其敢益的发挥，大量的水利工程年久失修，不少病险工程没能得到及时除陵加固.虽然近几年来从中央到地方加大了水利工程除险加固投入，但是长期以来欠债太多，脒险加固的任务还很艰巨，这方面的投入甚至还要加大井维持相当长的一段时间，水利工程的安全状况才能有大的改观.在管理手段和技术方面，就水利工程安全监测而言，目前的监测覆盖范围及水平与我国水利工程安全和调度运行要求还很不相称，与发达国家相比，差距还很大，我国至今还没有一个关于工程安全监测和评价的部级水利工程管理信息系统.在管理“软件”上，无论是水利工程安全管理，还是除险加固安排与资金投入都需要对工程做出安全风险分析和评估，但是至今我国还没有自己的一套可操作的工程安全风险分析评估技术，对水利投入政策和水利项目社会经济评价的研究还有些欠缺，有法不依、执法不严的现象还较普遍。
1.2、水利工程建设还跟不上国民经济和社会及环境发展的需要，目前，水利已成为经济社会发展的制约因素.要使我国经济社会可持续发展，必须下大力气解决水利的三大问题，而水利工程建设是解决水利三大问题的重要措施之一。我国修建了不少地面水库，可对大有前途的地下水库的利用却研究的不多，我国在解决北方、西部的干旱缺水和生态恶化问题时，应结合地下水库的利用采取综台治理措施.我国城市建设发展很快，现代化大都市的污水排放及处理是必须解决的环保问题，尤其是工业化大都市.国外采用污水水库对污水进行集中储存处理、排放和综合利用，而我国在这方面开发研究还不多，有些省份虽已起步，但同国外先进国家相比，其规模和技术水平相差甚远。
二、水利工程坝体抗震技术研究
2.1、市场经济的不断发展，促进了水利工程的建设，同时也对水利工程中坝体的质量提出更高的要求，需要提高坝体抗冲击力，减少坝体滑坡，造成坝体滑坡更多的原因是施工质量的问题，它在滑坡总量中占到很大的比例。还有一些原因是由于水量的突然增加超出了水库的设计参数，坝体周边的植被受到破坏，上游水量突然增加造成水库超出设计参数，这样的情况是由于自然条件的突变引起的，主要是因为上游天气异常，连续降雨和暴雨造成上游水位升高从而导致水库水量增加，水库坝体不能承受从而发生坝体滑坡.另一重要原因，由于水库旅游业的开发使得周边人群活动量增加，以至于周边的植被遭到破坏，有关部门并不能及时的进行管理和修复，致使坝体边缘水量流失从而发生坝体滑坡。
2.2、如果水位下降太慢，万一碰到大雨和暴雨，水位会迅速上升，并会对坝体造成更大的威胁，从而不能保证大坝安全，必须在溢洪道上开挖新的排洪道，加大泄洪量。坝体发生滑坡后，坝体断面会变薄并且强度会减弱，为了保证坝体不会因冲击力而造成变化，首先要对支撑变薄的坝体进行修复，并用纺布压沙包对坝体滑动面进行保护.通过这样抢修可以增加坝体的强度，避免因为坝体强度降低而发生坝体坍塌。
2.3、地震的强度越强，对水利工程枢纽造成的伤害也就越强，会造成水利工程的大坝部分整个的震动，严重的就会全部发生震裂和坍塌，其次就是会产生一些裂痕，由于修建水利工程的目的就是为了泄洪，预防洪灾和处理洪灾，一旦出现洪灾，水利工程的大坝就会全部关闭闸门，从而防止大量的洪水对对乡镇的摧残。因此，研究水利工程的抗震技术，主要是对水利工程大坝的研究，大坝是水利工程的核心部分，承担着很大一部分的责任，一旦大坝出了问题，水利工程很大一部分就会瘫痪，从而无法抵御自然灾害的摧残，因此，研究水利工程大坝的材质，应用最为坚固的石材修建大坝，才能在发生地震的时候，不会由于震度太大而造成大坝发生坍塌，从而造成大坝的地基动摇，而造成的毁灭性的打击。
三、水利工程抗震措施及建议
3.1、修建水利工程时，一定要选择质量好的石材，不能因为为了赶工程进度而偷工减料，给水利工程的质量带来威胁，研究水利工程时，一定要对根据周边的环境勘察，以防止水利工程的地基由于泥土的松软而发生下沉的现象，其次，要多模拟几次震感实验，通过实验的现象，来进行不断的改进，只有通过这样的方式，才能修建一座符合现代化的标准，又能长期服役的高质量的水利工程，为我国的抗震救灾工作，和人民安家乐业保驾护航。
3.2、工程的场地条件和地基类别对震害程度有着明显的影响，对新建的水利工程，其选址除了考虑一般的工程地质、水文地质条件外，还要将调查地震地质环境的影响放在首位进行，要查清选址区域内的活断层情况，远离活断层。
四、结束语
水利工程作为我国重要的工程项目，对农田的灌溉和洪灾的预防都起到了很重要的作用，是从古代以来每一个统治者都十分关注的问题，做好水利工程的建设工作，大力发展水利事业，深入研究水利工程抗震方面的技术，只有通过这样的方法，才能确保这一民生事业取得不错的发展，更好的服务与国家和人民，做好水利工程的抗震工作，能在发生地震时，能对地震带来的洪灾有很强的抵御作用，确保人们生命和财政得到保证，推动我国不断向前发展。
参考文献
[1]顾浩主编.中国治水史鉴[M]北京：中国水利水电出版社，1997.8.
关键词 城市轻轨 隧道 抗震分析
大城市的交通设施,无论国内外都是人们关注的问题,完全依赖地面交通难以获得令人满意的效果,利用地下空间开拓城市轻轨交通,已是国际上大城市解决交通问题的共识。自20 世纪60 年代中期开始,北京着手筹建地下铁道,并于60 年代末建成了国内第一条地下轨道交通线。尔后,国内各大城市也都在筹划开展地下轻轨交通的兴建。
我国属多地震国家,受地震影响的城市,覆盖范围极广,逾70 % 的省会城市,抗震设防烈度均在7 度(含) 以上。显然,在这些城市兴建地下轻轨交通时,都会涉及到结构抗震问题,但目前我国相应的设计规范中,尚无明确规定合理的抗震设计方法。为此,本文针对地下轻轨交通中的隧道结构,探讨其合理的抗震分析方法,提供给相关的设计人员参考。
一、地下轻轨隧道结构的地震动反应
地下轻轨交通的结构型式,可以是圆形、矩形或上顶拱形结构等,通常与采用的施工工法相关, 就其在地震作用下的受力状态而言,不论其结构型式,均视作地下隧道线状结构考虑。由于城市轻轨交通的地下隧道,一般埋深较大,隧道这种线状结构受到的阻尼作用很大,其结构的自振频率很高,因此地震动引起的惯性力当可忽略不计。历来对地下隧道的工程抗震验算, 都将其视作土体的一部分,验算这种线状结构在地震行波的作用下, 隧道结构所引发的应力( 应变) 是否超过其承受的能力(与常规荷载效应组合后) [ 1 ,2 ] 。通过对历次强烈地震中地下结构的实际震害反映和现场模拟试验[ 3 ] ,确认将地下结构视作完全顺应地震行波作用下土体的变位,无疑是比较保守的。因为从整体来看,地下线状结构与大地波动相比,其结构刚度是微不足道的;但土体毕竟不是刚体,就微观分析,结构刚度还是有影响的,土体的波动变位还不可能完全传递给地下结构。据此,目前国际上较为通用的抗震验算模式,乃是将地下线状结构视作埋设于土体中的弹性地基梁,作为工程上实用的解析模型[ 2 ,4 ] 。
二、地下隧道结构抗震验算模型的建立与应用
将地下结构视作埋设于土体中的弹性地基长梁,早在20 世纪50 年代后期提出并在工程上应用。从实用出发,考虑地震动时耗能最大的剪切波的行进作用,同时简化为正弦函数表达。根据这一前提,当地下隧道遭到任意入射角(<) 的剪切波作用时,其影响结构的土体变位可由图1 表示。
图1 在剪切波作用下,土体变位矢量图
图1 中 uG —剪切波行进时, 土体位移的最大幅值, 即场地地面位移的最大幅值;
uS —剪切波行进时, X 轴线上土体的位移量;
uS —剪切波行进时, X′轴线( 即沿隧道走向) 上的土体位移量;
L —剪切波的波长;
L′—沿隧道走向X′轴线上,剪切波的视波长,即L′= L/ cos <;
< —剪切波的入射角, 即剪切波行进方向与隧道走向轴线的夹角。隧道结构作为弹性地基梁的计算模型, 如图2所示。
图2 弹性地基梁计算模型我国国家标准《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB50032 —2003 中,对地下管道的抗震验算考虑尽量与国际接轨,就引用了这一计算模型,但仅计入了沿管线走向的纵向变位。此时,按图2 单元结构上的平衡方程可得下式:
d FE + KL(uS -uP) dx′= 0 (1) 式中FE —单元结构上的受力,即duP