地震災害風險管理和實施技術分析

梅莉軍

摘 要： 圍繞地震災害風險管理與實施技術開展分析，提出構建震害信息管理系統(tǒng)，用于第一時間掌握地震造成的破壞程度，以此為后續(xù)救援管理提供數(shù)據(jù)支撐。同時，闡述最新的抗震加固設計方法，結合完善的地震保險制度，降低我國面對巨大自然災害時的財政負擔，加強風險轉移，削減地震災害造成的損失，保障人員生命安全，促進災后重建工作的落實。

關鍵詞： 抗震加固設計 不銹鋼絞線 地震保險 震害信息管理

中圖分類號： X43文獻標識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）02-0108-03

Analysis of Earthquake Disaster Risk Management and Implementation Techniques

MEI Lijun

（ Yunhe Technology Bureau， Yunhe， Zhejiang Province， 323600 China ）

Abstract： This paper analysis the risk management and implementation technology of earthquake disasters， and proposes to build an earthquake damage information management system， which is used to grasp the degree of damage caused by earthquakes in the first time， so as to provide data support for subsequent rescue management. At the same time， the latest seismic reinforcement design methods are elaborated， combined with a sound earthquake insurance system， to reduce the financial burden of China in the face of huge natural disasters， strengthen risk transfer， reduce losses caused by earthquake disasters， ensure the safety of peoples life， and promote the implementation of post disaster reconstruction work.

Key Words： Seismic reinforcement design； Stainless steel stranded wire； Earthquake insurance； Earthquake damage information management

地震是指因地殼快速釋放能量而產(chǎn)生的震動，伴隨地震波的一種自然現(xiàn)象，本質上是地球上板塊間的相互擠壓、碰撞，導致邊緣以及板塊內部產(chǎn)生錯動與破裂。該自然災害的影響極大，不僅會危及人的生命安全，還會嚴重破壞生態(tài)環(huán)境，而地質災害風險管理則是利用一系列預防與治理措施，降低地震災害的損失與影響。為此，筆者將從以下層面闡述地震災害風險管制措施。

1 震害信息管理

為了更好應對強烈地震，幫助救援人員，爭取更多的救援時間，需要技術人員通過一系列信息化技術、智能化手段，準確預測地震的震中地點，震級大小以及地理分布狀況，充分結合震害計算模型源數(shù)據(jù)以及生命線工程相關圖形，對重要建筑物、一般建筑物、交通系統(tǒng)、供電系統(tǒng)進行震害分析。但以往的地震震害預測手段難以保證數(shù)據(jù)結果的精確性與適用性，為此，筆者將設計全新的地震災害預測地理信息管理系統(tǒng)，以需求為導向，以應用促發(fā)展，做到統(tǒng)一標準，協(xié)同建設，資源共享，從而準確評估地震狀況下，對建筑物、人員、經(jīng)濟產(chǎn)生的傷害。為后續(xù)的防御性輔助對策以及減災措施提供數(shù)據(jù)支撐。

在系統(tǒng)設置時，需要確保具備數(shù)據(jù)查詢功能、信息管理功能、知識宣傳教育功能，能夠通過3D模擬模型自動計算人員傷亡狀況，要求系統(tǒng)的整體框架包括：（1）基礎層，由系統(tǒng)硬件設備、網(wǎng)絡環(huán)境、軟件程序組成；（2）資源層，需要涵蓋震害預測、業(yè)務數(shù)據(jù)庫、源數(shù)據(jù)庫以及模型數(shù)據(jù)庫，能夠為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)資源調用服務接口；（3）服務層，包括中間件、服務算法、地圖空間分析服務，并且具備GPRS系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；（4）應用層，能夠將功能提供給用戶使用；（5）用戶層，需要建立在應用開發(fā)的基礎上，利用多種權限完成不同功能的調用，面向科技人員、政府用戶以及公眾用戶，提供全面的防御信息，輔助決策以及地震預測結果。

至于在系統(tǒng)的模塊組成上，則主要包括：地圖工具模塊，需要實現(xiàn)地圖瀏覽，圖層控制，空間測量等功能，利用地圖可視化的方式進行視頻、影像的放大、縮小以及平移，通過準確抓取圖層元素，自動處理相應文件。用戶可手動輸入坐標經(jīng)緯度完成坐標點定位，并通過GIS提供的API完成距離計算；地圖影響場模擬模塊，其功能表現(xiàn)為影響場的繪制、導入以及清除，地震數(shù)據(jù)的增刪減改，能夠在地圖區(qū)域用線條渲染顯示地震名稱、地震烈度、破裂方向以及地震時間；地震震害損失評估模塊，用以在短時間內對地震造成的經(jīng)濟損失與人員傷亡進行準確預估，能夠根據(jù)生命線的各個系統(tǒng)，在不同破壞等級下的分析，比對修復費用以及原造價，評估間接經(jīng)濟損失，統(tǒng)計死亡率。

除此之外，為了保證系統(tǒng)的有效應用，還要構建完善的通信網(wǎng)絡，保證公眾的及時溝通，通過大量的抗震防災宣傳教育，指導社區(qū)居民掌握一定的風險應對措施，能夠在救援人員抵達前進行自我防護，并要求社區(qū)編制完善的應急反應計劃，包括搜尋人員、后勤保障。

2 抗震加固設計

2.1 消能減震技術

消能減震技術是指在結構某部位，如支撐剪力墻、連接構件，設置耗能裝置，如阻尼元件，在主體進入非彈性狀態(tài)前，設備會預先進入耗能狀態(tài)，通過產(chǎn)生摩擦、彎曲，來最大程度耗散能量，或吸收地震輸入結構的能量，避免主體結構的地震反應。消能減震設備的耗能效果突出，能夠切實保障主體結構的安全，在實際應用時可根據(jù)功能的不同，將其劃分為兩大類別。

2.1.1 阻尼器消能減震

當建筑物受到地震作用時，結構容易出現(xiàn)變形位移，此時通過阻尼器可充分發(fā)揮阻尼特性，保證動能的完全消耗，通常來說，安裝在建筑承重結構上的阻尼器，可分為以下兩大類別。一是位移相關性，包括摩擦阻尼器、鉛擠壓阻尼器等。其中摩擦阻尼器主要借助摩擦力，實現(xiàn)地震能量的消耗，其優(yōu)勢在于制作成本相對較低，且操作便捷，因此適用范圍較廣，推廣價值較高。而鉛擠壓阻尼器則是借助鉛的塑性來實現(xiàn)地震能量的消耗，準確來說該阻尼器更像是一種金屬屈服阻尼器，但其特點在于鉛材料本身的塑性能力極佳，穩(wěn)定性極高，因此能耗效果顯著。至于金屬屈服阻尼器則更多的是借助鋼板金屬屈服來實現(xiàn)地震能量的消耗，降低地震波動對建筑物產(chǎn)生的危害。二是速度相關型，例如：黏彈性阻尼器是指利用在鋼板上通過粘貼彈性材料的方式，并在鋼板中打造夾層結構，充分發(fā)揮黏彈性材料的彈變性，能產(chǎn)生預應力儲存能量的效果。若建筑受到地震影響，則該材料可利用滯回的效果，保證地震能量的完全抵消。黏性液體阻尼器則是借助高黏性液體，在運動時產(chǎn)生黏滯阻尼，來達到消耗地震能量的目的。常用于高層建筑以及大型場館[1]。

2.1.2 消能構件減震

消能構建減震是指借助耗能剪力墻與支撐耗能設備，共同組成的構件體系，當建筑在受到地震作用時，耗能剪力墻會通過相互錯動來實現(xiàn)地震能量的削弱，保護結構主體。若地震作用較為強烈，則消能構件會迅速進入非彈性狀態(tài)，并形成相對較大的阻尼，從而有效消耗進入結構的地震能量，避免主體結構產(chǎn)生非彈性狀態(tài)，最終衰減結構的地震位移、加速度，達到抗震減震的目的。

2.2 不銹鋼絞線+聚合物砂漿

不銹鋼絞線是指由多根不銹鋼鋼絲絞合而成的鋼鐵制品，而聚合物砂漿則是近年來工程項目上，新興的一種新型建筑材料，由膠凝材料和分散在水中的有機聚合物攪拌而成。聚合物網(wǎng)絡具有阻止微裂縫發(fā)生的能力，能夠阻止裂縫的擴展，具有極強的防水、防滲效果，連接強度較高，抗腐蝕能力突出。將其與不銹鋼絞線有機結合，可以充分繼承兩者的材料優(yōu)勢，形成極強的黏合力，即便高強載荷作用在被加固構件上，不銹鋼絞線與聚合物砂漿也能充分發(fā)揮加固作用，承擔荷載，最大程度降低地震作用對原結構的影響。在實際應用過程中，需要預先完成不銹鋼絞線網(wǎng)的編織作業(yè)，利用膨脹螺栓固定在被加固的混凝土構件上，之后適當涂抹聚合物砂漿，將厚度維持在30 mm。相較于傳統(tǒng)的砌體結構加固、混凝土結構加固來說，該技術的應用時間較短，若想進一步測試技術的應用效果，還需要通過鋼筋混凝土構件抗彎加固等實驗進行測試，在測試后可發(fā)現(xiàn)，不銹鋼絞線+聚合物砂漿，能夠明顯提高混凝土構件的抗剪承載力，也能保持構件極強的抗彎剛度。且兩種材料的耐火性能也十分優(yōu)越，能夠充分滿足建筑防火要求，根據(jù)實際調查顯示，相較于普通鋼筋材料來說，不銹鋼絞線的強度大約是前者的7倍。即便在長時間使用過程中，也能夠保持極佳的耐腐蝕性，使用壽命更長，而聚合物砂漿可有效粘貼在混凝土材料上，使其具備良好的防火性能。隨著兩種材料應用的日益成熟，日后在大型建筑的抗震加固設計中，使用頻率會越來越高[2]。

3 地震保險

地震保險制度的設計目的在于減少未知事件造成的經(jīng)濟損失，本質上屬于一種風險分散體系，需要充分考慮地震風險特點，將政府角色、保單出售、免賠率確定、保險費率確定等內容涵蓋在內。其中政府角色是整個保險體系中的關鍵一環(huán)，普通保險可通過資本市場實現(xiàn)政策制定、保單發(fā)售。而地震保險行業(yè)則不可任由其自由發(fā)展，主要原因在于地震損失巨量性突出，許多保險公司可能不具備賠付能力，因此政府機構需要作為樞紐，應對巨額損失。且資本市場更追逐利潤最大化，經(jīng)常會出現(xiàn)為規(guī)避地震造成的巨額賠償，只在地震風險較低的區(qū)域開展保險業(yè)務。

綜上所述，政府部門應采取適合的介入方式，控制好介入程度，給予資本市場資金支持，通過行政手段扶持保險行業(yè)，并加大地震風險的宣傳力度，使人們樹立良好的風險意識。而在地震保險普及方式上，筆者認為現(xiàn)階段我國更適合采用部分強制式地震保險，主要原因在于我國居民的風險意識防范水平不高，以北京為例，采取自愿保險的家庭占比僅有4%，且我國經(jīng)濟發(fā)展水平普遍較低，如果采取完全強制的保險形式，又會造成居民的額外負擔。因此筆者認為應逐步分層完成部分強制式保險的普及，如對于已建房屋業(yè)主，在辦理貸款業(yè)務時強制投保，在購買新房時強制繳納，為鼓勵居民積極投保，可利用適當?shù)呢斦a貼，結合用戶的投保情況進行區(qū)別對待。對于拒不投保的房屋屋主，則不予其財政補貼或補貼額度適當降低，以此調動居民的投保積極性[3]。

至于在保險金額的確定上，要以保證居民震后住房需求為主要目標，充分考慮家庭人數(shù)、區(qū)域、人均住房面積進行綜合計算，保證保險費與保險金額掛鉤。至于在理賠金額的確定上，要在承保期限內，確保事故發(fā)生后，由保險公司充分根據(jù)保險合同的責任范圍，對被保險人進行經(jīng)濟損失的補償。以地震保險為例，可以借用財產(chǎn)保險中的限額責任賠償，并充分考慮到地震保險本質上屬于一種商品，因此應充分考慮市場原則、尊重個人意愿，盡量規(guī)避投機行為，保證保險金額接近實際價值，消除潛在的安全隱患。在保險產(chǎn)品的設計方面，以某城市地區(qū)的多層砌體房屋作為研究對象，進一步擬定地震保險費率，充分結合地震災害的統(tǒng)計信息、建筑物損失率、人員死亡率，歸納房屋易損性矩陣。最終可歸納為，設防烈度為6度，期齡在30年的房屋主體，框架結構費率應定為0.102%，設防烈度達到7度，框架結構費率提升至0.319%[4]。

4 整合地震災害風險管理

現(xiàn)階段若想最大程度降低地震災害的影響，需要各方參與主體共同努力，切實解決理論與實踐之間的鴻溝，避免工作間的脫節(jié)問題，進行思想理念的革新。

認識到地震不單純只是一種自然現(xiàn)象，更是一種環(huán)境現(xiàn)象，若想強化地震災害的防治效果，需要注重災前預防、災后重建，且破壞型地震對地區(qū)的影響也并非局限在局部社區(qū)，范圍通常會波及整個國家乃至全球范圍，因此在保護過程中，需要以單個建筑物為節(jié)點，將整個網(wǎng)絡涵蓋在內[5]。通過定期開展國際性的、交叉學科的合作研究，開發(fā)最新、最前沿的風險管理手段。例如：（1）災害比較學，需要梳理地震災害機理，利用數(shù)據(jù)參數(shù)比較的方式，提高地震識別精確性；（2）分享技術，政府、管理人員、居民需要進行責任分享、風險分析，共同致力于災后救援，制定完善的建筑抗震設計規(guī)范，編制相關法律法規(guī)，確定減災計劃，促進社區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，完成數(shù)據(jù)庫的多方位建設，保證數(shù)據(jù)資料的及時傳輸；（3）平衡技術，即控制好建筑物抗震性能與成本資金間的平衡，協(xié)調好防災規(guī)劃和現(xiàn)有資金間的平衡；（4）實施技術，包括人員選定，過程控制，案例分析等。

5 結語

綜上所述，通過對地震災害風險管理的有效措施開展分析討論，闡述提高抗震加固設計效果等技術手段的實施路徑，充分整合人力資源、物力資源，協(xié)調好參與地震風險管理的相關主體，快速掌握地震造成的破壞狀況，結合數(shù)據(jù)信息，制訂切實有效的應對方案，通過增強建筑抗震性能，降低災害的惡劣影響，通過完善的地震保險體系，保障社會大眾的基本權益。

參考文獻

[1]李文倩，陳紫佳.地震災害背景下地鐵運營安全風險模糊綜合評價研究[J].華南地震，2023，43（3）： 110-121.

[2]袁遠亮.“9·5”四川瀘定6.8級地震對涼山州地震災害風險治理的啟示[J].中國應急救援，2023（1）： 24-28.

[3]劉捷，劉學東.墨西哥地震與災害風險管理體制建設與成效[J].拉丁美洲研究，2021，43（4）：115-133， 157-158.

[4]張穎.提高抗震防災能力降低地震災害風險國務院公布《建設工程抗震管理條例》[J].中國勘察設計， 2021（8）：4.

[5]黎益仕，林碧蒼，陳華靜.基于災害風險管理的震害防御業(yè)務體系架構建立[J].震災防御技術，2021，16（1）：186-192.