Крупное строительство и сейсмический риск

Упрощенные карты сейсмического риска для крупных регио­нов и отдельных стран, подобные карте, показанной на рис. 1, вполне подходят для проектирования большинства построек и для целей районирования и планирования. Однако при проек­тировании таких сооружений, как крупные плотины, мосты, путе­проводы, морские буровые платформы, высотные здания и ядерные реакторы, в сейсмоактивных областях необходимо производить гораздо более подробную оценку сейсмической опасности (рис. 4). Стоимость возведения таких сооружений и их значение для жителей области или всей страны слишком велики, чтобы можно было полагаться только на обзорные карты сейс­мического риска, составленные для крупных регионов. В послед­нее десятилетие в США, Японии, Иране и других странах были проведены многочисленные специальные исследования в районах строительства. В них участвовали геологи, сейсмологи и другие специалисты. В результате было получено много новых данных о сейсмичности этих районов и о мерах, которые позволили бы ослабить последствия землетрясений. Основные направления та­ких исследований перечислены в дополнении 10 в конце этого раздела. В большинстве случаев исследования начинаются, как и приводимый перечень, с детального (по мере возможности) анализа геологической истории района. Заключительный этап-расчет конкретных значений максимального ускорения (или скорости) и длительности прогнозируемых сейсмических колеба­ний. Результаты этого расчета используются при проектирова­нии зданий и сооружений.

Рассмотрим для примера, какие геологические и сейсмологи­ческие работы надо провести, чтобы создать надежную основу для проектирования здания ядерного реактора, сооружение кото­рого намечается в каком-то определенном районе. Все большееКрупное строительство и сейсмический риск

число стран теперь строят и эксплуатируют ядерные реакторы для производства электроэнергии. Из-за особого характера таких реакторов их расположение и конструкция подвергаются строго­му правительственному контролю, с тем чтобы была обеспечена безопасность и здоровье населения. Там, где землетрясения пред­ставляют собой далеко не редкое явление, например в Испании, Иране, Японии, Италии и США, правительственные ведомства разработали детальные критерии выбора площадок для строи­тельства.

В США начиная с 1971 г. ответственность за надежность сейс­мологических оценок, получаемых энергетическими компаниями при исследованиях перед постройкой ядерной электростанции, несет Агентство ядерного регулирования (прежде — Комиссия по атомной энергии). Согласно требованиям Агентства, должна быть изучена история землетрясений района и дана оценка ве­роятности (частоты повторяемости) сильных колебаний грунта в окрестности участка строительства. Как правило, в отчете о выборе площадки для строительства должны быть указаны на основе изучения длительной тектонической истории, статистики землетрясений и данных о свойствах и предполагаемом поведе­нии поверхностных и глубинных горных пород те параметры сильных колебаний грунта, которыми определяются два типа расчетных землетрясений. Первое-землетрясение, при котором возможно безопасное отключение станции. Такое землетрясение определяется как сейсмический толчок, производящий макси­мальные колебания грунта, при которых конструкция и со­ставные части реактора должны, согласно проекту, сохранять ра­ботоспособность во время и после этих колебаний. Столь жесткие требования необходимы, чтобы обеспечить целостность помещения, в котором располагается реактор, и возможность безопасно выключать его, если это будет необходимо. Второй тип расчетного землетрясения, менее разрушительного,-толчок, при котором работа реактора не прекращается. Проект станции должен быть составлен так, чтобы рассчитанные колебания грун­та не могли привести к нарушению работы станции и не создали угрозы для здоровья и безопасности обслуживающего персонала и местного населения.

Решения, вытекающие из результатов таких геологических и инженерно-геологических исследований, нацелены на макси­мальную предусмотрительность, значительно превышающую то, что считается необходимым для других типов сооружений. И все же в США среди некоторых групп населения настолько сильно предубеждение против строительства атомных электростанций, что меры, требующиеся для утверждения проекта реактора, от­нимают теперь слишком много времени (иногда более 5 лет) и денег (многие десятки миллионов долларов) и иногда оказы­ваются непродуктивными (разрешения на строительство иной раз отбираются, так как твердого решения по вопросам риска получить не удается).

Никакой сравнительной оценки объективности и правильно­сти решений, касающихся размещения ядерных реакторов, нигде в мире еще не проведено. Действительно, этот вопрос ставить преждевременно, пока в районах реакторов не произошло не­скольких значительных землетрясений. До сих пор ни один крупный современный реактор не испытал колебаний, которые были бы вызваны землетрясением с интенсивностью порядка VII[16]). Когда в районе реактора или близко к нему действительно произойдет крупное землетрясение и это не даст опасных послед­ствий, тогда будет больше доверия, по крайней мере к тем иссле­дователям, которые оценивают сейсмическую опасность.

Землетрясения могут повлиять на производство энергии и иным путем. В различных районах земного шара, например на Аляске, в Калифорнии, в Северном море, сейсмические волны большой амплитуды могут создать серьезную угрозу для гигант­ских платформ, с которых пробурены нефтяные скважины. Про­изводимая в настоящее время эксплуатация нефтяных залежей под дном Северного моря подняла вопрос об опасности, связан­ной с возникающими там землетрясениями. Данный район рас­положен на значительном удалении от активных краев Евразиат-ской плиты; геологические и исторические данные показывают, что землетрясения в этом районе не должны быть сильными. И все же в прошлом отмечались кое-какие разрушения при сейс­мических толчках с очагами в Шотландии и под морским дном у берегов южной Норвегии. Самый сильный для этого района толчок, отмеченный в нынешнем столетии, имел умеренную маг­ниту ду-около 5,5 по шкале Рихтера-и произошел в Северном море 7 июня 1931 г. Кроме того, многочисленные землетрясения происходили вдоль разлома Грейт-Глен в Шотландии. Этот раз­лом продолжается на северо-восток в Северное море, поэтому можно ожидать, что время от времени там будут возникать слабые и умеренные землетрясения.

Следовательно, при конструировании буровых установок для работы в Северном море требуется проводить специальные ис­пытания на соответствующие сейсмические колебания. Повре­ждение буровых установок не будет, конечно, иметь столь тя­желых последствий, как в случае с ядерными реакторами, и все же весьма благоразумно и экономически целесообразно произво­дить оценку сейсмического риска для защиты жизни рабочих, сбережения капитальных затрат и сохранения природной среды.

Землетрясения могут повредить и нефтепроводы. Поэтому 1260-километровый Трансаляскинский нефтепровод пришлось проектировать так, чтобы он мог противостоять землетрясениям. Этот нефтепровод на своем пути от Северного Ледовитого океа­на до порта Валдиз (на берегу залива Принс-Вильям) пересекает целый ряд сейсмичных зон. В местах пересечения с разломами трубы нефтепровода рассчитаны на сопротивление крупным го­ризонтальным смещениям горных пород, разжижению поддер­живающего грунта и различной интенсивности сотрясений в со­ответствии с характеристикой каждого участка.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 31 | 0,210 сек. | 6.71 МБ