2018年10月31日四川西昌5.1級地震震害特征分析

毛 利，肖本夫，格桑扎西

(四川省地震局，四川 成都 610200)

根據中國地震臺網測定，2018年10月31日16時29分在四川省涼山彝族自治州西昌市(27.70°N，102.08°E)發(fā)生5.1級地震，震源深度19 km。西昌、雅安等地震感強烈，眉山、攀枝花、樂山、成都等均有震感。截至2018年11月2日14時00分共記錄到余震總數為124次，其中2.0級以下地震124次，最大余震為10月31日MS1.9(ML2.7)。由中國地震臺網中心給出的震源機制解顯示該地震為走滑型地震，具體參數如表1所示。震源機制解結果與該區(qū)域的震源機制解結果一致(祁玉萍等，2018)。地震發(fā)生后，四川省地震局迅速啟動三級應急響應，立即派出由四川省地震局、涼山州防震減災局、西昌市防震減災局等單位組成的現場聯(lián)合工作隊奔赴地震現場開展地震震害調查工作，獲得了此次地震震害相關的信息與資料。

表1 四川西昌5.1級地震震源機制解參數(據中國地震臺網中心)

1 烈度分布情況

本次地震現場聯(lián)合工作隊在災區(qū)范圍內共調查了63個烈度調查點，依照《中國地震烈度表》(中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局等，2009)和《地震現場工作第3部分:調查規(guī)范》(中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局等，2011)，通過災區(qū)震害調查，并結合強震動觀測記錄分析資料(見表2)，最終確定了此次地震的烈度分布(見圖1)。此次地震的最高烈度為VI度(6度)，等震線長軸呈近南北走向，長軸34 km，短軸20 km，VI度(6度)區(qū)面積為645 km2，其中涉及涼山彝族自治州西昌市磨盤鄉(xiāng)、阿七鄉(xiāng)、中壩鄉(xiāng)、蕎地鄉(xiāng)、馬鞍山鄉(xiāng)、黃聯(lián)關鎮(zhèn)、佑君鎮(zhèn)、開元鄉(xiāng)、經久鄉(xiāng)、裕隆回族鄉(xiāng)、高草回族鄉(xiāng)、巴汝鄉(xiāng)，鹽源縣金河鄉(xiāng)。

2 震害特征分析

2.1 房屋震害特征

(1)災區(qū)房屋結構類型。根據現場聯(lián)合工作隊實地調查結果并結合當地政府相關資料，震區(qū)房屋按建筑結構類型主要可分為土木結構、磚木結構、磚混結構和框架結構。土木結構按建造工藝不同又可分為夯土和土坯結構兩種，震區(qū)以夯土墻房屋居多，且多為老舊房屋，該類房屋主要為墻體承重，房頂由木梁及輕型瓦片組成，抗震性能極差，受災范圍大；磚木結構，該地區(qū)這類房屋墻體多數為水泥空心磚砌筑，少部分墻體為頁巖磚砌筑，房梁直接放置在墻體上(墻抬梁)，屋頂由傳統(tǒng)小青瓦鋪就，由于建筑材料差和建造工藝不合理，該類房屋抗震性能非常差(肖本夫等，2017)；磚混結構，主要由磚墻承重，預制板或者鋼筋混凝土澆筑樓板和屋頂，抗震性能較好，但震區(qū)存在一定數量的水泥空心磚砌筑的磚混房屋，該類磚混房屋抗震性能一般；框架結構，鋼筋混凝土澆筑的梁柱承重，抗震性能好，這類房屋在震區(qū)通常是學校、醫(yī)院和政府用房。

圖1 四川西昌5.1級地震烈度圖(四川省地震局，2018)

(2)災區(qū)房屋破壞等級劃分。參照《地震現場工作第4部分：災害直接損失評估》(中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局等，2011)中破壞等級劃分標準，確定震區(qū)房屋破壞等級的具體標準。磚混結構、框架結構為非簡易房屋，劃分為五個破壞等級。①基本完好(含完好)：磚混結構房屋非承重構件輕微裂縫，不加修理可繼續(xù)使用。②輕微破壞：磚混結構房屋個別承重構件輕微裂縫，非承重構件明顯裂縫，不需修理或稍加修理可繼續(xù)使用。③中等破壞：磚混結構房屋承重構件輕微破壞，局部有明顯裂縫，個別非承重構件破壞嚴重，需要一般修理后方可使用。④嚴重破壞：磚混結構房屋承重構件多數破壞嚴重，難以修復。⑤毀壞：磚混結構房屋承重構件多數斷裂，結構瀕于崩潰或已倒毀，無法修復。對于簡易房屋，將毀壞、嚴重破壞合并為毀壞，將中等破壞、輕微破壞合并為破壞，保留基本完好，共劃分為三個破壞等級。①基本完好(含完好)：土(磚)木結構房屋個別掉瓦或墻體細裂；非承重構件輕微裂縫，不加修理可繼續(xù)使用。②破壞：承重構件出現位移或傾斜；土(磚)木結構房屋的非承重構件如墻體明顯裂縫或嚴重開裂、甚至局部倒墻，普遍梭瓦或明顯掉瓦?？尚蘩恚蘩砗罂衫^續(xù)使用。③毀壞：土(磚)木結構房屋二面以上墻體倒塌，屋架明顯傾斜或倒塌，屋蓋坍落或完全倒塌；承重構件多數斷裂或破壞嚴重，結構瀕于崩潰，修理困難或無法修復。

(3)災區(qū)房屋破壞特征。在本次地震烈度Ⅵ度(6度)區(qū)內的鄉(xiāng)鎮(zhèn)包括西昌市和鹽源縣的13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分地區(qū)，土木和磚木結構房屋個別墻體開裂，舊裂縫加寬，極個別老舊房屋墻體局部垮塌，少數房屋梭瓦掉瓦，土木結構和磚木結構房屋破壞情況見圖2；磚混結構房屋個別墻體出現裂紋，大多數基本完好，磚混結構房屋破壞情況見圖3；框架結構房屋個別填充墻體出現細微裂紋，絕大多數基本完好，框架結構房屋破壞情況見圖3。在地震現場調查過程中我們發(fā)現，由經過正規(guī)設計，規(guī)范施工建造的具有防震措施的彝家新寨及為數極少的輕鋼房屋在本次地震中未遭到破壞表現良好。

2.2 其它工程結構震害特征

本次地震對當地的生命線工程和其他工程結構造成的破壞很輕。截至11月3日，地震造成隧道墻體出現細小裂紋、個別橋柱出現鼓包等輕微破壞，另外3處山坪塘、1處蓄水池、1處渠道等水利設施也受到輕微震損。

圖2 震區(qū)簡易房屋破壞情況

圖3 震區(qū)磚混、框架結構屋破壞情況

3 結論和建議

此次地震震級不大且震源深度較深，對當地房屋和工程結構造成的破壞較輕。但由于該次地震震中位于涼山彝族自治州州府所在地，震中距西昌市域區(qū)27 km，其所造成的社會影響和表現出的震害特征與四川其他地區(qū)發(fā)生的同等級地震不同，主要有以下幾個方面：(1)簡易房屋占比較大。當地土木結構和磚木結構房屋所占比例較大，特別是中高山區(qū)農村，這兩類房屋占比超過90%。這兩類房屋抗震性能極差，部分老舊房屋在地震中局部倒塌。因此建議結合城鄉(xiāng)舊房改造、彝家新寨等惠民工程，大力推廣具有較好抗震性能，且適合當地農村建筑風俗的磚混、框架、輕鋼等建筑結構，大力提升農村民居抗震能力。(2)非簡易房屋結構和建筑材料不好。震區(qū)相當一部分磚混結構房屋所用承重墻砌體為空心水泥磚，空心水泥磚強度低，抗剪切、抗壓弱，且大多該類房屋沒有設置圈梁和構造柱，極易在地震中破壞(肖本夫等，2017)。因此，當地政府應加大抗震設防知識宣傳，指導居民自建房屋使用符合抗震標準的建筑材料并按國家相關標準建造具有抗震設防能力的房屋(史丙新等，2017)。(3)地基情況較差。現場調查發(fā)現，20年前地震災區(qū)受損房屋大多為修建于山區(qū)，甚至更早的農民自建用房，以土木結構和磚木結構為主，受地形條件制約，房屋地基情況普遍較差。因此，在無法更換居住場地的條件下，建議新建、改建、擴建建筑必須嚴格執(zhí)行抗震設防標準，強化規(guī)劃、設計、施工、監(jiān)理等環(huán)節(jié)的監(jiān)督和管理。(4)地形地貌因素易加劇震害。本次地震災區(qū)大部位于磨盤山山區(qū)，主要地形地貌為典型的山地地貌，高程范圍以 1 400～2 400 m為主，前人研究顯示地震地質災害的空間分布特征與震區(qū)的地形坡度、高程和微地貌密切相關,坡度越陡、高差越大時發(fā)生滑坡、崩塌的可能性就越大(肖本夫等，2017；黃潤秋等，2008)。雖然本次地震未造成較大規(guī)模的地質災害，但潛在的地質災害威脅不可忽視。因此，建議全面開展?jié)撛诘刭|災害源的調查工作，進行危害性評估，確定重點的潛在地震地質災害源，采取科學有效的措施強化地質災害綜合治理，也是提升本地社會防災能力的重要舉措。

致謝：感謝涼山州人民政府、西昌市人民政府、鹽源縣人民政府等單位對地震現場工作的大力支持。