浙江省體育場館地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患評(píng)估分析及探討

顧濼怡 路建波 朱奕非

?[摘要] ?為了提高基礎(chǔ)設(shè)施抗震能力，降低重要基礎(chǔ)設(shè)施的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，基于浙江省地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)普查工作數(shù)據(jù)成果，綜合考慮體育場館的建造年代、場地類別、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、建筑面積、建筑物現(xiàn)狀等情況，對(duì)浙江省部分體育場館進(jìn)行地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患調(diào)查與評(píng)估。根據(jù)調(diào)查與評(píng)估結(jié)果，深入探討影響體育場館地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的主要因素，并提出針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)隱患等級(jí)體育場館的建議，包括局部加固、專項(xiàng)評(píng)估、民眾科普等。開展此次地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患專項(xiàng)評(píng)估有利于進(jìn)一步了解省內(nèi)體育場館地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患情況和摸清體育場館抗震設(shè)防能力底數(shù)，為后續(xù)開展大范圍重要基礎(chǔ)設(shè)施地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)排查打下良好基礎(chǔ)，同時(shí)為有效推進(jìn)浙江省風(fēng)險(xiǎn)普查成果應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)。

[關(guān)鍵詞] 風(fēng)險(xiǎn)普查; 地震災(zāi)害; 隱患評(píng)估; 體育場館

[DOI] 10.19987/j.dzkxjz.2023-162

0 ?引言

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展、城市化進(jìn)程不斷加快，人口密度急劇增加，城市財(cái)富也越加集中，受到地震等自然災(zāi)害帶來的損失風(fēng)險(xiǎn)也越來越高。近年來，世界各地地震等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，給全世界人民造成了不可磨滅的傷害；國內(nèi)自然災(zāi)害多發(fā)頻發(fā)，曾發(fā)生過汶川地震、玉樹地震、蘆山地震等大規(guī)模地震，這些災(zāi)害暴露了我國房屋設(shè)施抗震能力較為薄弱的問題。當(dāng)前我國正處于全面建成社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的關(guān)鍵階段，不斷增加的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和人民美好生活的威脅與影響越加嚴(yán)重。黨的十八大以來，以習(xí)近平總書記為核心的黨中央高度重視防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)工作，多次就防范化解重大風(fēng)險(xiǎn)、提高自然災(zāi)害防治能力作出重要指示批示。2018年10月10日，習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第三次會(huì)議上提出了“針對(duì)關(guān)鍵領(lǐng)域和薄弱環(huán)節(jié)，推動(dòng)實(shí)施災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和重點(diǎn)隱患排查工程等自然災(zāi)害防治九項(xiàng)重點(diǎn)工程，掌握風(fēng)險(xiǎn)隱患底數(shù)”?？拐鹪O(shè)防能力底數(shù)摸不清已經(jīng)成為制約地震災(zāi)害防治能力提升的首要問題和關(guān)鍵短板，在應(yīng)急管理部和中國地震局的領(lǐng)導(dǎo)下，各省省級(jí)地震局積極組織開展相關(guān)災(zāi)害普查工作^[1]。

如何評(píng)定建（構(gòu)）筑物抗震能力，明確風(fēng)險(xiǎn)隱患底數(shù)是一個(gè)亟待解決的問題。近些年來，不少學(xué)者提出了針對(duì)單體建（構(gòu)）筑物的抗震能力評(píng)估方法，包括：①建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)^[2]中提到的抗震能力指數(shù)法，該方法根據(jù)房屋高度、層高、墻體材料的強(qiáng)度、房屋整體性連接構(gòu)造的可靠性、局部易損易倒塌部位、構(gòu)件自身及其與主體結(jié)構(gòu)連接的可靠性等指標(biāo)，通過數(shù)值計(jì)算得到樓層的抗震能力指數(shù)，以此來判定房屋是否滿足抗震要求。②高杰等^[3]提出震害因子法，該方法是在對(duì)歷史震害數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合以往的震害經(jīng)驗(yàn)，確定7個(gè)震害因子，包括設(shè)防烈度、場地環(huán)境、場地類別、結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、建造年代和使用現(xiàn)狀，并根據(jù)計(jì)算得到的破壞度指數(shù)確定房屋在不同烈度地震作用下的破壞程度，以此來判定房屋的抗震能力。③地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患排查工程旨在掌握風(fēng)險(xiǎn)隱患底數(shù)，該工程中提出了《建（構(gòu)）筑物地震災(zāi)害隱患等級(jí)評(píng)定方法》（FXPC/DZ P-03）^[4]，該方法綜合考慮了建（構(gòu)）筑物的建造年代、場地類別、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、建筑面積、建筑物現(xiàn)狀等因素，得出各承災(zāi)體的單體隱患指數(shù)，最后給出各承災(zāi)體的地震災(zāi)害隱患等級(jí)。

此前未針對(duì)體育場館進(jìn)行單體專項(xiàng)地震災(zāi)害隱患評(píng)估，但大型體育場館作為一個(gè)可容納上千甚至上萬人的場館，不僅可作為文體娛樂場所，還可作為救災(zāi)的避難場所^[5-6]，體育場館的抗震性能關(guān)乎大量民眾的生命安全，摸清體育場館地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患底數(shù)具有十分重要的意義。

建筑結(jié)構(gòu)安全分析技術(shù)在理論方法、仿真等方面已有一定發(fā)展，但不能很好滿足實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與應(yīng)急管理的需求，也不利于提升城市區(qū)域韌性^[7-8]。為了提高地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理水平，地震部門需要掌握各類承災(zāi)體的風(fēng)險(xiǎn)隱患，與研究型工作不同的是，地震部門更傾向于利用較為基礎(chǔ)且易獲取的承災(zāi)體數(shù)據(jù)進(jìn)行初步風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，有利于后續(xù)進(jìn)一步開展精細(xì)化評(píng)估，而不是直接選用精細(xì)化的仿真模擬進(jìn)行抗震能力研究。例如抗震能力指數(shù)法和震害因子法均需依賴較為精細(xì)的建筑物信息，包括結(jié)構(gòu)和細(xì)部構(gòu)造等，同時(shí)建筑物層數(shù)也影響計(jì)算因子取值。這兩種方法不適用于在現(xiàn)有資料基礎(chǔ)上進(jìn)行體育場館地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患評(píng)估。因此，本文擬選取第一次全國自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)普查工作中提出的《建（構(gòu)）筑物地震災(zāi)害隱患等級(jí)評(píng)定方法》（FXPC/DZ P-03）^[4]作為評(píng)估方法，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)普查工作數(shù)據(jù)成果，對(duì)浙江省內(nèi)一些體育場館進(jìn)行地震災(zāi)害隱患評(píng)估，并給出對(duì)策建議，旨在掌握浙江省體育場館等重要基礎(chǔ)設(shè)施抗震能力底數(shù)。

1 ?技術(shù)方法

首先，基于服務(wù)杭州第19屆亞運(yùn)會(huì)，充分收集了浙江省內(nèi)開展運(yùn)動(dòng)競賽項(xiàng)目的重要體育場館的基本信息等資料，最終依據(jù)資料完整情況選擇其中的18個(gè)不同建造年代及地區(qū)的體育場館進(jìn)行抗震能力評(píng)估。其次，在現(xiàn)場調(diào)查時(shí)對(duì)場館現(xiàn)狀進(jìn)行初步評(píng)估。最后，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及圖紙資料等，對(duì)浙江省內(nèi)部分體育場館進(jìn)行地震災(zāi)害隱患評(píng)估。

根據(jù)《建（構(gòu)）筑物地震災(zāi)害隱患等級(jí)評(píng)定方法》（FXPC/DZ P-03）^[4]，地震災(zāi)害隱患由輕到重劃分為3個(gè)等級(jí)：輕微、一般、重點(diǎn)。地震災(zāi)害隱患等級(jí)不同，其受地震造成的后果不同且需要采取的措施不同。輕微隱患表示承災(zāi)體的抗震能力符合或略低于抗震設(shè)防要求，在相當(dāng)于設(shè)防烈度地震作用下一般不發(fā)生嚴(yán)重破壞而引發(fā)人員傷亡或較大經(jīng)濟(jì)損失；一般隱患表示承災(zāi)體的抗震能力明顯低于抗震設(shè)防要求，在相當(dāng)于設(shè)防烈度地震作用下可能發(fā)生較中等的破壞而引發(fā)少數(shù)人員傷亡或較大經(jīng)濟(jì)損失；重點(diǎn)隱患表示承災(zāi)體的抗震能力嚴(yán)重低于抗震設(shè)防要求，在相當(dāng)于設(shè)防烈度地震作用下可能發(fā)生嚴(yán)重破壞而引發(fā)重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

承災(zāi)體單體的地震災(zāi)害隱患指數(shù)的確定要綜合考慮承災(zāi)體的地震易損性、所處場址的地震危險(xiǎn)性及其在遭受地震破壞時(shí)所產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度3個(gè)方面，按下式進(jìn)行計(jì)算^[4]：

承災(zāi)體場址影響系數(shù)需考慮承災(zāi)體所在場址的地震危險(xiǎn)性和場地類別影響，按下式計(jì)算：

式中，R₁表示考慮地震危險(xiǎn)性的場址影響系數(shù)，根據(jù)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃取值；R₂表示考慮場地類別的場址影響系數(shù)，根據(jù)場地類別取值；a_R、b_R表示權(quán)重系數(shù)，本評(píng)估規(guī)范中均取值0.5。

承災(zāi)體易損性影響系數(shù)需考慮承災(zāi)體設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、建造年代和承災(zāi)體病害3方面影響，按下式計(jì)算：

承災(zāi)體單體地震災(zāi)害隱患等級(jí)應(yīng)按表1確定，其中，地震災(zāi)害隱患指數(shù)越小隱患越嚴(yán)重，可能造成的危害后果越嚴(yán)重。

2 ?評(píng)估過程及結(jié)果

根據(jù)搜集到的體育場館圖紙資料及現(xiàn)場調(diào)查資料，對(duì)浙江省內(nèi)部分體育場館開展地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患評(píng)估。綜合考慮體育場館的建造年代、場地類別、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、建筑面積、建筑物現(xiàn)狀等因素，得出各體育場館的單體隱患指數(shù)，最后給出各體育場館的地震災(zāi)害隱患等級(jí)。其中承災(zāi)體單體破壞后果影響系數(shù)考慮地震災(zāi)害破壞后的后果影響，因重要體育場館承擔(dān)文娛活動(dòng)及災(zāi)后避難場所等重要功能，本次評(píng)估統(tǒng)一將體育場館歸為Ⅱ類（地震時(shí)可導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果的建筑工程），破壞后果影響系數(shù)統(tǒng)一取值為0.35。此次評(píng)估不展示實(shí)際體育場館名稱，用樣本建筑序號(hào)表示，評(píng)估結(jié)果具體見表2。

3 ?結(jié)果討論分析

根據(jù)評(píng)估結(jié)果顯示，本次評(píng)估對(duì)象中，僅兩個(gè)場館地震災(zāi)害隱患為“一般”等級(jí)，隱患相對(duì)較高，其余的16個(gè)場館地震災(zāi)害隱患均為“輕微”等級(jí)，隱患相對(duì)較低。

地震災(zāi)害隱患等級(jí)為“一般”的兩個(gè)場館設(shè)計(jì)建造于2009年，即第五代《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》頒布以前，當(dāng)時(shí)該地區(qū)為不設(shè)防地區(qū)，兩個(gè)場館均按非抗震設(shè)防進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而在新區(qū)劃圖頒布后，該地區(qū)為0.05g（Ⅵ度）抗震設(shè)防地區(qū)，從而導(dǎo)致承災(zāi)體易損性影響系數(shù)V取值較小，因此其隱患等級(jí)評(píng)估結(jié)果較高。

而值得注意的是，同樣位于該地區(qū)的另一個(gè)體育場館，設(shè)計(jì)建造于2007年，當(dāng)時(shí)按照非抗震設(shè)防進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，于2019年進(jìn)行了抗震加固，加固設(shè)計(jì)后續(xù)使用年限為30年，根據(jù)《建（構(gòu)）筑物地震災(zāi)害隱患等級(jí)評(píng)定方法》（FXPC/DZ P-03）^[4]，對(duì)已采取加固措施的建筑，后續(xù)使用年限為30年的，其易損性影響系數(shù)按照原建造年代進(jìn)行取值，設(shè)防水平按照加固后的設(shè)防水平取值，故該體育場館的最終隱患等級(jí)評(píng)定為“輕微”，隱患等級(jí)較低。

其余“輕微”等級(jí)的15個(gè)場館由于建筑面積、場地類別、地震危險(xiǎn)性、設(shè)防水平的不同，其隱患指數(shù)也略有差別，但總體差別不大，均屬于“輕微”等級(jí)，隱患等級(jí)較低。

基于以上評(píng)估結(jié)果，進(jìn)一步分析及建議如下：

（1） “一般”隱患等級(jí)表示場館的抗震能力明顯低于抗震設(shè)防要求，根據(jù)評(píng)估結(jié)果顯示，對(duì)未考慮抗震設(shè)防和不滿足最新抗震設(shè)防要求的場館進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震加固是有效降低地震災(zāi)害隱患的直接方法，建議盡快對(duì)“一般”隱患等級(jí)的場館進(jìn)一步確定其抗震薄弱環(huán)節(jié)，明確其后續(xù)使用年限并進(jìn)行相應(yīng)抗震加固。

（2） 建議對(duì)“一般”隱患等級(jí)的場館明確設(shè)置地震避難區(qū)域，確定地震逃生路線，制定應(yīng)急預(yù)案，并定期開展演練。

（3） 建議對(duì)體育場館等重要基礎(chǔ)設(shè)施開展抗震設(shè)防能力專項(xiàng)評(píng)估工作，特別是一些使用時(shí)間較長的重要基礎(chǔ)設(shè)施，必要時(shí)可采取加固、改造等措施，提升其抗震性能。

（4） 建議在體育場館外設(shè)置大屏幕，滾動(dòng)播出地震避險(xiǎn)、逃生等自救互救相關(guān)視頻^[9]，強(qiáng)化民眾逃生和自救互救意識(shí)。

4 ?結(jié)論

本文結(jié)合第一次全國自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)普查工作成果數(shù)據(jù)，對(duì)浙江省部分體育場館進(jìn)行地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患調(diào)查與評(píng)估，將《建（構(gòu)）筑物地震災(zāi)害隱患等級(jí)評(píng)定方法》（FXPC/DZ P-03）^[4]靈活應(yīng)用在體育場館的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估上，同時(shí)也初步了解了浙江省內(nèi)體育場館的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患情況，為今后針對(duì)重要基礎(chǔ)設(shè)施開展地震災(zāi)害精細(xì)化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估奠定了良好基礎(chǔ)，也為推進(jìn)浙江省風(fēng)險(xiǎn)普查成果應(yīng)用提供了有效經(jīng)驗(yàn)。

基于本次地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患評(píng)估，有以下幾點(diǎn)展望：

（1）因本次地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患評(píng)估依據(jù)第一次全國自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)普查工作中《建（構(gòu)）筑物地震災(zāi)害隱患等級(jí)評(píng)定方法》（FXPC/DZ P-03）^[4]進(jìn)行，綜合考慮了承災(zāi)體破壞后果、所在場址、實(shí)際設(shè)防水平、建造年代及病害程度等多種影響因素，因素考慮雖較全面，但未靈活地將系數(shù)差值取值，可能導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果略有偏差。

（2）本次針對(duì)重要體育場館的隱患評(píng)估主要依靠體育場館圖紙信息及建筑物外觀的病害程度，精確度不夠高，對(duì)建筑物本身使用情況及細(xì)部損壞情況摸底不夠完全，可能導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果誤差。

（3）因體育場館大多為大跨度大開間的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，存在較多薄弱部位^[10]，光從建筑物整體評(píng)估隱患較為片面，此評(píng)估結(jié)果僅能作為初步評(píng)估。

（4）后續(xù)研究擬將理論性評(píng)估結(jié)果與仿真模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，增強(qiáng)安全分析評(píng)估結(jié)果的可靠性和精確度。

參考文獻(xiàn)

• 陳洪富，楊永強(qiáng)，陳相兆. 臺(tái)上一分鐘 臺(tái)下十年功：記工力所技術(shù)支撐“地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和重點(diǎn)隱患排查工程”[J]. 防災(zāi)博覽，2021（6）：24-29 ???Chen H F，Yang Y Q，Chen X Z. A minute on the stage with ten-year practice：Record of “Earthquake disaster risk investigation and key hidden trouble investigation project” supported by technical support of Institute of Engineering Mechanics， CEA[J]. Overview of Disaster Prevention，2021（6）：24-29
• 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)：GB50023—2009[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009 ???Ministry of Housing and Urban Rural Development of the Peoples Republic of China. Standard for seismic appraisal of buildings： GB50023—2009[S]. Beijing：China Architecture & Building Press，2009
• 高杰，馮啟民，張海東. 城市群體建筑物震害模擬方法研究[J]. 震災(zāi)防御技術(shù)，2007，2（2）：193-200 ???Gao J，F(xiàn)eng Q M，Zhang H D. Simulation method for earthquake damage of urban group structures[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention，2007，2（2）：193-200
• 中國災(zāi)害防御協(xié)會(huì). 建（構(gòu)）筑物地震災(zāi)害隱患等級(jí)評(píng)定方法：FXPC/DZ P-03[S]. 草案，2022 ???China Association for Disaster Prevention. Grading method of the potential hazard of structural earthquanke disaster：FXPC/DZ P-03[S]. Draft，2022
• 武陳. 體育場館作為救災(zāi)的避難場所的功能和作用研究[J]. 災(zāi)害學(xué)，2018，33（4）：175-179 ???Wu C. Research on the function and function of gymnasium as a refuge for disaster relief[J]. Journal of Catastrophology，2018，33（4）：175-179
• 劉圓芳. 體育場館的抗震性能探析[J]. 工程抗震與加固改造，2020，42（4）：168 ???Liu Y F. Analysis on seismic performance of sports venues[J]. Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting，2020，42（4）：168
• 孫樹立，韓旭東，陳璞. 建筑結(jié)構(gòu)安全分析方法與評(píng)估技術(shù)綜述[J]. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2022，32（9）：37-48 ???Sun S L，Han X D，Chen P. Review on safety analysis methods and evaluation techniques of building structures[J]. China Safety Science Journal，2022，32（9）：37-48
• 劉啟源，劉金程. 自然災(zāi)害視角下區(qū)域韌性評(píng)價(jià)方法及影響因素[J]. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2023，33（5）：174-181 ???Liu Q Y，Liu J C. Regional resilience evaluation methods and influencing factors from perspective of natural disasters[J]. China Safety Science Journal，2023，33（5）：174-181
• 楊文濤，高進(jìn)東，谷恒樺，等. 城市安全文化體系構(gòu)建[J]. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2022，32（增刊1）：17-22 ???Yang W T，Gao J D，Gu H H，et al. System building of urban safety culture[J]. China Safety Science Journal，2022，32（S1）：17-22
• 張勝. 大跨體育場館的抗震鑒定、加固研究與實(shí)踐[J]. 城市與減災(zāi)，2019（5）：49-53 ???Zhang S. Study and practice on seismic appraisal and reinforcement for large span gymnasiums[J]. City and Disaster Reduction，2019（5）：49-53

Analysis and discussion on potential earthquake hazards of gymnasiums in Zhejiang Province

Gu Luoyi^*， Lu Jianbo， Zhu Yifei

Zhejiang Earthquake Agency， Zhejiang Hangzhou 310013， China

[Abstract] ?In order to improve the seismic resistance of infrastructure and reduce the seismic disaster risk of important infrastructure， based on the results of earthquake disaster risk census in Zhejiang Province， comprehensively considering the construction age， site type， fortification standards， construction area， building status of sports venues， etc.， the investigation and assessment of potential earthquake hazards of gymnasiums in Zhejiang Province was carried out. The main influencing factors of the earthquake disaster risk level of gymnasium were discussed， and then suggestions were put forward for gymnasiums with different risk hazard levels， including local reinforcement， special assessment， popular science among the people， etc. The assessment of earthquake disaster risk of sports venues is conducive to further understanding the potential earthquake hazard of gymnasiums and the real seismic fortification capacity of gymnasiums， and at the same time it can provide experience for effectively promoting the application of risk survey results in Zhejiang Province.

[Keywords] risk survey; earthquake hazard; risk assessment; gymnasium