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加强建筑设防投入为抵御地震提供安全保障

http://www.sina.com.cn  2010年09月11日20:11  瞭望

  “今天,房地产商把房子炒到天价,而为了更安全地防御地震,为什么不可以接受多付出5%~10%的经济代价?”

  文/《瞭望》新闻周刊记者刘巍

  据中国地震台网测定,当地时间9月4日4时35分(北京时间0时35分),新西兰第二大城市克赖斯特彻奇遭遇里氏7.2级地震。克赖斯特彻奇市民马克·奥康奈尔回忆,剧烈震动持续了40秒,“整栋房子就像果冻一样摇晃”。

  这是新西兰自1931年以来遭遇的最强烈地震。据报道,地震共造成10万幢房屋建筑受损,经济损失达20亿新元。但除两人重伤外,地震没有人员死亡报告。

  235天前,海地首都太子港附近发生里氏7.3级地震,近30万人死于震害。

  2010年发生的这两次震级相近的地震,为何后果截然不同?美国有线电视新闻网的评论认为,严格的建筑标准及其执行是新西兰强震“零死亡”奇迹的重要原因。

  中国地震局兰州地震研究所研究员郭安宁为此投书本刊呼吁,“在地震频繁发生的中国应注重建筑设防上的资源投入,这将为抵御未来可能发生的大地震震灾提供确定性的安全保障。”

  大地震一再发生在低设防地区

  汶川地震中,成都岷江上游的重大水利工程紫坪铺水坝严重受损,经紧急抢修后脱险。库区实际地震烈度11度,水坝实际设防烈度为8度。此前,围绕紫坪铺水坝烈度设防等级曾有尖锐争论。

  2002年10月,四川地震局高级工程师李有才撰写《质疑四川岷江上游紫坪铺水库枢纽工程基本烈度》一文,他通过地震地质、深部地球物理、历史地震、古建筑等资料的分析研究认为:紫坪铺水库枢纽工程区内是未来发生7.5级左右大地震震中的高危地点,工程区坝址的设防烈度不应该是中国地震局有关部门评定的七度,而应是九度或九度以上。李有才还提出:“在此基础上建坝,紫坪铺水库将是一个潜在的‘危险工程’。”

  中国地震局分析预报中心地震烈度评定委员会为此发函给紫坪铺开发有限责任公司,认为“李有才同志关于‘坝址区的地震基本烈度应是九度或九度以上,坝区属地壳不稳定区’的意见不能接受。”

  新中国成立后先后制订过四代地震区划图,图中划分出每个城市、乡镇的抗震设防烈度,这是国内工程抗震设防的基础和前提条件。依据规定,除重大工程需专门作地震安全性评价外,其他区划内工程与民用建筑直接参照地震区划图给出的烈度或参数进行抗震设计。

  紫坪铺水利工程由相关部门评定的设防烈度为7度,这和2001年版《中国地震动参数区划图》给出的该地区参数一致。

  在汶川震后第10天,北京市建筑设计研究院总工程师柯长华接受本刊记者采访时说,造成建筑物在地震中坍塌的首要原因是地震烈度超过预计强度。汶川、北川、都江堰、成都等城市抗震设防烈度为7度,而8级地震震中烈度高达11度,这远远超过了国家的建筑设防标准。

  汶川震后,中国地震局于5月29日完成对《中国地震动参数区划图》的局部修改,编制了《四川、甘肃、陕西部分地区地震动参数区划图》,这是《中国地震动参数区划图》国家标准第1号修改单,这次修改的目的是为震后重建确定设防烈度提供依据。

  《中国地震动参数区划图》主要制订者、中国地震局地球物理研究所副所长高孟潭对本刊记者说,“修订的原因是地震学家原来对该地区可能发生的最大地震估计不足。原来估计震级上限为7级,现在提高到8级。修订结果是,都江堰(紫坪铺水利枢纽工程所在地)地震动参数从0.18G(本刊记者查阅《中国地震动参数图》,都江堰地区修订前的参数应为0.10G)提高到0.20G(罕遇地震为0.40G),现在的基本设防烈度(中震)相当于为8度。”

  2010年玉树地震后,中国地震局再次对《中国地震动参数区划图》作出局部修改,国家标准化管理委员会于2010年5月10日批准了《中国地震动参数区划图》国家标准第2号修改单。

  未获实施的地震烈度区划图

  中国从20世纪50年代至90年代,相继编制了三张《中国地震烈度区划图》。通常被称为第一、二、三代地震烈度区划图。

  2001年8月1日,由中国地震局制订、国家质量技术监督局发布的GB18306-2001《中国地震动参数区划图》(按时间顺序可称为“第四代区划图”)开始执行,原《中国地震烈度区划图(1990)》废止。从此,在业界“地震动参数”取代了“基本烈度”一词。但抗震设计仍保留“基本烈度”概念,作为建筑物抗震措施的等级标准。

  “《中国地震动参数区划图》是国家强制执行的建筑设防标准。”高孟潭说。2001年8月1日之后立项的新建、扩建、改建的一般建设工程的抗震设防要求必须以《中国地震动参数区划图》所标示的地震动参数进行设计和施工。

  郭安宁告诉本刊记者,“在1956年完成的中国第一代地震烈度区划图上,汶川列在9度和9度以上地区,北川列在8~9度区。而第三和第四代区划图把汶川列在7度区(峰值加速度值0.1g)。”

  较为接近实际发生烈度的第一代烈度区划图,制订完成后并没有在现实中执行。

  根据郭安宁、郭增建所著《5·12汶川地震预报回顾》一书介绍,1949年新中国成立后,大规模基本建设的序幕拉开。苏联科学家来华援建,在他们的建议下,中国政府决定在对工厂、矿山、桥梁、水利、铁路等重大工程进行设计时,必须出具该工程建设场地的地震烈度鉴定书,对处于地震区的一般工程,也要遵循有关部门鉴定的烈度意见和国家制订的各种抗震规范进行设计。

  1955年9月,苏联地震烈度专家果尔什科夫来华,帮助中国进行地震烈度区划工作,1956年,第一代地震烈度区划图制订工作全面开展,中方负责人是李善邦。

  编制第一代地震烈度区划图考虑的原则有两条,一个是历史发生过的地震还会重演,一个是地质构造相似的地方,地震强度相似。

  第一代地震烈度区划图在1957年完成并在《地球物理学报》上发表。在这张1:500万的第一代地震烈度区划图上,将全国划分为9度及9度以上、8度、7度、6度和5度五个不同烈度的地震区划。

  郭安宁告诉本刊记者,“1957年,中国的‘第一个五年计划’刚刚完成,如果参照由苏联专家帮助制订的《地震区建筑抗震设计规范》进行抗震设计,就一般厂房的土建投资而言,按7度设防要增加成本10%~12%,按8度设防增加15%以上;一般民用建筑的土建投资,按8度设防要增加8%以上的成本。”

  在中国科学院的编年史中,有这样的记述:“国家建委认为《中国地震区域划分图》中提高某些地区的地震烈度的根据不足,(1957年)3月间,向国务院提出《对今后地震烈度的处理意见》,因考虑到按提高的地震烈度进行基本建设设计,则要增加基本建设投资影响建设速度,故建议仍暂按1956年7月以前已经国家计委、中国科学院确定了的地震烈度作为设防的基本烈度。”

  《5·12汶川地震预报回顾》一书记载:1957年4月15日,中国科学院副院长张劲夫致函国务院,认为1956年7月前确定的地震烈度,是根据历史记录的分析研究确定下来的,在目前科学家意见不一致的情况下,同意仍按原定的地震烈度,不再提高。

  《当代中国的地震事业》一书对中国第一张烈度区划图作出这样的评价,“使用中发现,这张区划图所划定的大部分地区,特别是西部地区地震烈度偏高”,“该图不能适应工程建设所需要的使用年限时间尺度的要求。因此,该图不久就停止使用”。

  高孟潭在1997年撰写的《工程地震与地震区划在经济建设中的应用》一文中写道,“1957年中国科学院地球物理研究所李善邦先生等编制完成了中国第一张地震烈度区划图。该图预测了我国最大的地震影响。由于按该图提供的地震参数(最大地震影响烈度)进行抗震设防为当时的国力和财力所不容许。该图仅作为科学资料保存下来。”

  郭安宁介绍,其后,在全国范围内的建筑设防标准上,实际上基本采用了1960年由科学出版社出版的《中国地震目录》(李善邦主编),在《中国地震目录》上,汶川定为7度强(Ⅶ+),北川为7度(Ⅶ)。

  此后的区划图,除第二代区划图把北川基本烈度标为8度外,其余都将汶川、北川标为7度。

  “存在不少问题”

  郭安宁认为,“第一代烈度区划图由于在资料上时间积累得最少,相对来说是不完善的,中国东部发生的1966年邢台7.2级地震,1975年海城7.3级地震,1976年唐山7.8级地震都超出了第一代地震烈度区划图上划定的烈度值。”

  “但中国西部的1970年云南通海7.7级地震,1973年的四川炉霍7.6级地震,1975年的云南龙陵7.3级地震,1985年新疆乌恰7.4级地震,1998年云南澜沧—耿马7.6级和7.2级地震,1996年云南丽江的7级地震,2001年昆仑山山口西8.1级地震,2008年新疆于田7.3级地震都符合第一代地震烈度区划图,尤其是汶川与玉树地震区,在这张图中明确地被标为9度及9度以上地区。”

  郭安宁说,“在第一张烈度区划图上,汶川地区被明确地标为9度及9度以上地区,虽然由于历史原因没有实现这一设防标准,但第一代烈度区划图更接近地震实际发生烈度,这值得专业工作者进行总结与反思。”

  桥梁抗震专家、交通部公路科学研究院研究员王克海,在署名为第一作者的论文《汶川地震对我国地震区划图与桥梁抗震设计的启示》中指出:中国的大地震多发生在低烈度设防区。“此次汶川地震也发生在地震区划图所标示的中低烈度区,再次暴露了我国地震动区划图指导工程设计的局限性。”

  随后论文以表格方式列出了中国在1966~2008年四十多年间在区划图6度区内发生的高于该烈度的16个强震实例,其中包括1975年海城地震与1976年唐山地震。论文提出,“可见,工程规范、条例中规定的‘对6度区不设防或简易设防’已经对工程建设造成灾难性的后果,是对工程抗震设防的误导。”

  原建设部副部长、中国土木工程学会理事长谭庆琏与原中国建筑科学研究院院长徐培福联合撰写《汶川大地震后重建工作的思考》提出,我国建国以后已制订过四代地震区划图,“从我国实际发生的大地震情况来看,区划图上界定的地震区范围是基本符合实际的,但也存在不少问题。事实上有相当多的强震发生在区划图上的低烈度区或其附近。如1976年河北唐山地震等”,“综上因素,建议适当调整地震区划是值得考虑的重要问题”。

  防灾观念亟须转变

  中国科学院院士、工程抗震专家周锡元在汶川震后一周年之际接受采访时说:“从汶川大地震可以看出,我们的地震区划图做得还不够准确。”

  他说,“地震区划是建筑抗震设防的前提条件和主要依据,区划图的正确性在很大程度上决定了抗震设防的实际效果。可是,在目前的科学技术条件下,要做出正确的地震预报和编制出完美的地震区划图还需要走很长的路。提高房屋建筑的抗震性能则相对容易一些。”

  已故中国地震工程的奠基人刘恢先在唐山地震后的总结中写道:“唐山地震再次告诉我们,现有的技术水平不能排除对地震危险性的错误估计,而这种错误估计可能产生严重的灾难,工程师应当意识到这一点并在他的设计中稍许保守些,一种做法是使烈度图偏于安全,以便从各个角度推断的危险性都能够包括进去。”

  中国工程院院士、工程结构抗震专家周福霖在汶川震后的一次演讲中说:汶川地震的教训,是唐山地震的重演,我们从中应该得到什么教训?第一,要承认目前地震预报的不确定性;第二,提高建筑结构的抗震安全标准,尤其是学校、医院、电信、指挥、银行等重要部门的建筑物。

  中国建筑科学研究院院长王俊在《要适当调整地震区划》一文中提出,我国经济迅速发展,现已具备较强的经济实力;我国钢产量已居世界前列;适当提高结构抗震设防标准所增加的费用在总造价中所占的比重已越来越少,有的大型建筑甚至只占5%~10%;人民生活水平不断提高,希望提高抗御灾害的能力,希望避免或减轻重大的地震灾害。

  郭安宁说,“我认为8度设防是一个关键点,在历次大地震的震例中,当以这个烈度值进行设防时,如果遭受特大地震,很多房屋可以抵住最后一击。”

  他说,“过去建筑设防既要考虑安全性也要考虑经济性。现在国力上升,应对安全性有所提升。今天,房地产商把房子炒到天价,而为了更安全地防御地震,为什么不可以接受多付出5%~10%的经济代价?”

  旅居日本多年的工程防震专家、北京科技大学教授宋波告诉本刊记者,日本的建筑设防标准远高于中国,但这与富或穷没有关系,是防震思想观念的不同。

  中国地震工程学的开创者之一、88岁的胡聿贤在接受本刊记者采访时表示,自己住在中国地震局家属楼的老式砖房中,他其实也对房屋的安全性有所担忧。

  9月1日,北京有95所中小学校未能在校园原址开学。这是由于从暑期开始的“校舍安居工程”尚未完工。

  为期三年的北京市“校舍安居工程”,源自2009年4月1日的中国国务院常务会议的一项决定。这次会议决定,从2009年开始,用三年时间对地震重点监视防御区、七度以上地震高烈度区以及地质灾害易发区的城乡中小学存在安全隐患的校舍进行抗震加固及迁移避险,使校舍达到“重点设防类抗震设防标准”。

  依据《建筑工程抗震设防分类标准》的规定,“重点设防类建筑”应高于本地区抗震设防烈度1度。这意味着北京城八区学校校舍的设防烈度将从8度提高为9度。

  北京市的“校舍安居工程”,是汶川与玉树地震后,中国在全国范围内加强重点建筑抗震设防的缩影。□

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