康定Ms6.3級地震震害特征分析及啟示

賈召亮，李 勇，劉玉法，顏照坤，李敬波，顏丙雷

(1.成都理工大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室，四川成都 610059;2.四川省地震局，四川成都 610041)

0 引言

2014年11月22日 16時 55分，四川省甘孜藏族自治州康定縣發生6.3 級地震，震中位于東經101.7°，北緯30.3°，震源深度 18km，極震區烈度為Ⅷ度［1］。地震震中位于鮮水河斷裂帶上，震源機制解顯示為正走滑斷層地震破裂事件［2］。據中國地震局統計:截至2014年12月01日16時00分，共記錄余震2579 次，其中Ms5.0～5.9級 1 次，Ms4.0～ 4.9 級 0 次，Ms3.0～ 3.9 級 0次［3］。地震造成康定、道孚、丹巴、瀘定、雅江 5個縣39個鄉鎮受災嚴重。據甘孜州政府新聞辦報道:截至11月28日零時，地震共造成5 人死亡，80 人受傷，受災群眾達 16萬余人［4］。

受甘孜藏族自治州地廣人稀、白天發震、震級較小等多方面因素影響［5］，此次地震并沒有造成嚴重的人員傷亡。地震災害主要表現為建筑物受損、滑坡、山體崩塌等，地震誘發的地質災害范圍較小、造成的破壞較輕。筆者于地震當天到達災區開展災害調查工作，發現雖然此次地震造成的災害較輕，但是災害特征較為典型，局部場地特征、房屋結構、區域地質構造背景等對震害的影響較為明顯。本文將展示災區典型震害，根據現場調查及前人研究成果分析康定地震的震害特征并總結防震減災的經驗。

1 震區地質地貌背景

鮮水河斷裂帶是中國川滇地區的一條大型左旋走滑斷裂帶，也是我國西南地區地震活動非常強烈的一條斷裂帶。鮮水河斷裂全新世以來的走滑速率15mm/a，長期走滑速率為 6mm/a［6］。斷裂帶以惠遠寺為界可劃分為北西和南東兩段，北西段長約200km，南東段由色拉哈斷裂、雅拉河斷裂、折多塘斷裂和磨西斷裂四段組成，長約110km［7］。此次康定6.3 級地震就發生在鮮水河斷裂帶康定至道孚之間的色拉哈斷裂上。據統計:有歷史記錄以來震中附近100km 范圍內共發生6 級以上地震 13 次，其中，6.0～6.9 級地震 8次，7 級以上地震5 次，最大地震為1786年6月1日發生在四川省康定縣以南的級地震，距離該次地震震中 53 km［8］。

地貌上震區地處四川盆地西緣山地和青藏高原的過渡地帶，地勢由西向東傾斜，地貌以高山峽谷、高原、山原為主，平均海拔3500m［9］。近南北走向的海子山、折多山、貢嘎將甘孜州分為東西兩大部分，東部為高山峽谷，西部和西北部為丘狀高原及高山深谷區。震區山體間河流眾多，河谷內堆積有較厚的第四系砂礫及粘土，震區內村落多位于這些地形較平坦的河谷內，此次地震中受災嚴重的塔公鄉、八美鎮、中谷村等就坐落于河流階地上。

圖1 震區地質地貌背景圖(據周榮軍修改)Fig.1 Geological and geomorphologic setting of the earthquake region(by Zhou Rongjun)

2 地震災害空間分布

康定Ms6.3 級地震后，筆者所在的地震災害評定小組對震區數10個鄉鎮的震害情況進行抽樣調查，共完成了200 多個點的烈度調查工作?，F場工作人員依據相關工作規范［10－11］，在震害調查和強震動觀測記錄分析等工作的基礎上，將震區烈度劃分為Ⅷ度區、Ⅶ度區和Ⅵ度區。Ms5.8級余震后，工作組對震區開展烈度復查工作，根據復查結果將烈度圖進行了修訂。

沿發震斷層走向方向，地震能量衰減緩慢，等震線長軸方向大致與斷層走向一致。此次康定地震等震線長軸為北西走向，受災地區分布于斷裂帶兩側。斷裂帶北東側村落較少，房屋震害、人員傷亡多集中于斷裂帶南西側，而地質災害則在北東側較集中。此次康定地震Ⅵ度區及以上總面積約11060km2，共涉及丹巴縣、瀘定縣、康定縣、雅江縣、道孚縣等5個縣的39個鄉鎮。Ⅶ度區面積約2340km2，涉及康定縣塔公鄉、雅拉鄉、瓦澤鄉、呷巴鄉、孔玉鄉、爐城鎮、新都橋鎮，道孚縣八美鎮、色卡鄉、協德鄉、龍燈鄉，丹巴縣東谷鄉，共12個鄉鎮。最高烈度區Ⅷ度區總面積約540km2，涉及塔公、雅拉、瓦澤、八美4個鄉鎮。

3 地震災害特征

3.1 房屋震害

震區房屋結構主要為石木結構、磚混結構、框架結構、鋼結構等。鋼結構和框架結構建筑在震區所占比例較小且大多基本完好，石木結構的藏式民居建筑面積在震區所占比例最大且破壞最為嚴重，磚混結構主要為藏區漢族民居和鄉鎮政府辦公樓等的建筑類型且多為輕微受損。截至11月30日，累計倒塌房屋75 戶、嚴重損壞5645 戶(其中城鎮1717 戶、農牧區3928 戶)、一般損壞41749 戶(其中城鎮 14353 戶、農牧區 27396戶)［4］。

圖2 四川康定6.3級地震烈度分布圖(據中國地震局修改)Fig.2 Seismic intensity of Kangding Ms6.3 earthquake(by China Earthquake Administration)

框架結構的建筑為混凝土梁承重，抗震能力較強。震區內框架結構建筑多分布在縣城、鄉鎮政府駐地、機場等地，主要為商場、醫院、學校、政府辦公樓等的建筑類型。Ⅵ度區內框架結構建筑基本完好，主要表現為墻體輕微裂縫，整體框架結構未被破壞(圖3a)。Ⅶ度區內框架結構建筑多為輕度破壞，主要表現為填充墻開裂、裝飾物脫落，經修理后不影響使用(圖3b)［12］。Ⅷ度區內部分框架結構建筑受損嚴重，主要表現為填充墻“X”型剪裂、“雁列式”裂縫、附加層墻體垮塌、混凝土柱脆性破壞等(圖3c)?；炷林l生脆性破壞，主要是因為缺少箍筋，施工工藝不合格造成，如混凝土骨料不合格，粗骨料含有大量低強度泥巖且雜質過多，細骨料含泥量過大(圖3d)?！癤”型裂縫和“雁列式”裂縫的發育反映了水平向與豎向地震作用對建筑物的綜合破壞［13］。此外，有研究表明地裂縫對框架結構建筑的抗震性能會產生一定的影響，導致此類房屋受損狀況出現差異性［14］。震區內框架結構建筑多分布在Ⅷ度區以外，除震中塔公鎮部分框架結構建筑破壞嚴重外多為輕微受損，離震中越近的建筑受損越嚴重。

磚混結構的建筑承重墻、柱為磚塊砌筑，穩定性較框架結構差。震區內磚混結構建筑主要分布于Ⅷ度區外，層高多為四層以下，抗震性能較好，在此次地震中多表現為輕微受損。磚混結構建筑受損情況主要表現為填充墻與梁之間水平裂縫、墻體裂縫、填充墻外閃等(圖4)。調查顯示，磚混結構建筑多出現的墻體縱橫向裂縫及墻體外閃主要是因為縱橫墻的交接處沒有進行咬槎砌以及房屋建造不規范、形狀不規則。

圖3 框架結構房屋震害Fig.3 Earthquake damage of frame structure buildings

圖4 磚混結構房屋震害Fig.4 Earthquake damage of brick structure buildings

石木結構建筑豎向承重墻為片石砌筑，樓板、屋架、承重柱等為木料。石木結構建筑可就地取材、造價低廉，為震區藏族民居和寺廟的主要建筑類型，其建筑面積在震區所占比例最大。震區石木結構建筑與框架、磚混、框剪等結構的建筑相比抗震性能要差的多，而且石木結構民居多建造不規范、墻體厚度和收分角度不合理。石木結構房屋是此次地震中被破壞最嚴重的建筑，地震中倒塌的房屋也多為石木結構。石木結構房屋受損情況主要表現為整體倒塌、縱墻外閃、整體傾斜、墻體開裂及地基沉降等(圖5)。石木結構建筑橫縱墻交接處、結構主體與基地的交接處是其薄弱部位，建造不合理容易造成其在強震動中整體倒塌［15］。石木結構是一種較穩定的建筑結構，在建造中要合理設計其結構，采用合理的墻體收分角度和墻體厚度以增強其抗震性能。

圖5 石木結構房屋震害Fig.5 Earthquake damage of stone-wood structure buildings

3.2 地質災害

康定Ms6.3 級地震誘發的次生災害主要為山體垮塌、滑坡、地裂縫等，地質災害數量較少、范圍較小，未造成嚴重的破壞。山體垮塌主要集中在發震斷裂北東側，所在地段震前就存在安全隱患且未做有效的防震處理。震中附近的塔公鄉發現小規模地裂縫?；乱幠Ｆ毡檩^小，主要分布在震中周圍。

典型地質災害如孔玉鄉境內猴子巖地震中發生山體崩塌，造成1 人死亡、1 人重傷、2 人輕傷(圖7a)。猴子巖地段內巖體節理十分發育，大量巖體呈負角度傾斜、易風化，存在巨大安全隱患。魚斯村附近公路旁邊坡發生塌方及滾石(圖7b)。震區公路環山修建，山體覆蓋較厚的礫石層且較松軟易在地震中發生滑坡。

3.3 生命線工程震害

生命線工程主要包括通信系統、交通系統、電力系統等。其破壞主要表現為公路震陷、橋梁受損，供水、供電、通訊系統輕微受損，沒有出現斷水、斷電、無法通訊等情況。據初步統計，康定、瀘定、丹巴、道孚、雅江等5 縣道路交通不同程度受損，損毀公路166 條3344.9km、橋梁143 座3857延米、客運站點33個。其中，在建重點項目及旅游干線受損6 條236.3km，國省道受損9 條521.6公里、橋梁4 座330 延米［4］。典型震害如勒孜麻村村道路面坍塌，存在安全隱患(圖8a);巴郎溝至康定縣220kV 輸電線路5、6號桿塔線路損壞(圖8b);孔玉鄉滑坡體上公路震陷(圖8c);新都橋鎮通村橋梁于2014年夏季洪水中局部毀壞，震后該橋梁被徹底毀壞(圖8d)。震區公路在此次地震中出現大面積震陷，震陷路段多位于松軟的土層或礫石層上，地震中松軟的路基發生滑動引起路面震陷。

圖6 地質災害分布圖Fig.6 Distribution of geological disasters

圖7 地質災害Fig.7 Geological disaster

圖8 生命線工程震害Fig.8 Earthquake damage of lifeline engineering

4 地震災害宏觀特征討論

地震中震害的大小受多方面因素控制。地震本身、建筑物結構、局部地形狀況、地質狀況、天氣等都直接或間接的影響著震災的大?。?］。震后的調查顯示，震區居民自建的石木結構房屋選址和建造上不合理、抗震性能較差，局部地形效應作用，局部構造背景等是影響此次地震震害的重要因素。

局部場地環境是影響震害的一個重要因素。大量地震資料及研究顯示，河谷地形以及覆蓋土層對地震波的傳播都具有一定的影響進而使震害擴大［16－17］。震區河流眾多，河谷內地勢平坦、覆蓋較厚的第四紀土層成為當地居民首選的居住地，此次地震中受災嚴重的塔公鄉、八美鎮、中谷村、協德鄉等都位于河流Ⅰ－Ⅱ級階地上。軟弱的土層容易在地震中發生不均勻沉降，不穩定的河岸、邊坡易發生土質松動、滑動等現象，這些不利地段都會加重地震對建筑的破壞。

地震波在沉積盆地中傳播較慢，這會延長其在沉積盆地中的作用時間，導致沉積盆地內震害加重［18］?；圻h寺盆地就是發育在兩西北向斷裂局部呈左行雁列部位的小型拉分盆地［19］?；圻h寺盆地內河流發育，覆蓋較厚的第四紀土層，地形相對平坦，協德鄉的先鋒村、中古村、街村等多個村莊坐落于慧遠寺盆地中，這幾個村在此次地震中均受災嚴重。作者分析認為慧遠寺盆地面積較小，土層較厚，四周為高山環繞，地震波在盆地內持續時間長，在盆地邊緣又受到山脈阻擋發生反射，這加劇了地震對盆地內建筑的破壞。同時慧遠寺盆地又是此次康定地震Ⅶ度區與Ⅵ度區的分界，這與慧遠寺盆地獨特的地質構造背景有一定關系?；圻h寺盆地作為鮮水河斷裂的羽列不連續部位，在地震中起著終止破裂、吸收及散射地震能量的作用［20］。地震能量沿斷裂走向向北西方向傳播至慧遠寺盆地這個斷裂的羽列不連續部位后被吸收和散射掉一部分，從而減輕了地震對慧遠寺盆地以北的破壞。

房屋建筑結構及抗震性能是影響震害的關鍵因素。藏族特色的石木結構房屋是此次地震中受損最嚴重的建筑，其表現出來的高強度、大范圍的破壞反映了這種建筑抗震性能較差的特點，其在此次地震中出現的普遍的破壞特點如縱墻外閃、墻體垮塌等反映了其建造的不規范、不合理性。當建筑的縱墻和橫墻受到較大的剪壓作用時，由于沒有水平約束而導致裂縫發展過大，容易造成橫墻和縱墻的局部倒塌［21］。當地居民主要通過控制墻體收分的角度和墻體厚度來增強房屋的穩定性，這是一種非常有效的方法，但在此次調查中發現，大量藏式民房墻體厚度不夠、收分角度不合理。

鮮水河斷裂帶是我國西南地區一條十分活躍的斷裂帶，歷史上康定地區曾發生多次大地震，增強該地區居民的防震意識，采取必要的抗震、防震措施非常重要。此次康定地震未造成嚴重的人員傷亡和地質災害，但其反應出來的上述問題十分明顯。及時處理這些對抗震、防震不利的問題，做到防患于未然，能有效減少康定地區因地震而造成的損失。

5 結論與認識

(1)提高建筑物的抗震性能

房屋震害調查顯示:框架結構建筑受損較輕，施工工藝不合格;磚混結構建筑震害特征明顯，建造不規范，缺少抗震措施;石木結構建筑破壞嚴重，建造不規范，選址不合理。受震區地質、地貌、經濟等因素制約，房屋建造多不規范、抗震性能差，選址集中于軟弱土、河岸、邊坡等抗震不利地段。在此次康定地震中，這些抗震性能差、選址不合理的房屋被破壞的最為嚴重，對居民的生命安全帶來威脅。在此后的房屋修建中應遵循合理的建造規范，增強建筑的穩定性，如藏式石木結構房屋要采用合理的墻體收分角度和墻體厚度，框架和磚混結構建筑建造過程中不能偷工減料。房屋選址時要避開軟弱土、河岸、邊坡等抗震不利地段，建造在抗震不利地段上的房屋要加設抗震措施。

(2)及時處理地質安全隱患

康定地區地質環境復雜，多高山峽谷地形，大量公路、建筑依山而建。高山峽谷地區是滑坡、山體崩塌、泥石流等自然災害高發區，地震會誘發這些災害的發生，如此次康定地震引起大渡河上游山體的崩塌造成了人員傷亡。對這些存在安全隱患的地方應及時作有效處理，增強其在地震中的穩定性。如咱姑鎮至丹巴縣的S211 省道沿線兩側巖體節理發育、呈負角度傾斜極易發生崩塌，應對兩側巖體做防護處理。

(3)加強防震、避震知識的宣傳

此次震害調查工作中發現震區居民防震、避震意識薄弱，房屋建設中對其抗震性能不夠重視，地震時部分居民不知道如何避震，震后仍在被破壞的建筑物內活動。應借此次地震為契機，加強防震、避震知識的宣傳教育，提高當地居民的防震減災意識。

［1］2014年11月22日16時55分四川省甘孜藏族自治州康定縣發生M6.3 級地震［EB/OL］.(2014－11－22)［2014－12－30］.http:// www.csi.ac.cn/manage/eqDown/ 05LargeEQ/201411221655M6.3/a01.html

［2］趙旭.康定 6.3 級地震震源機制解［EB/OL］.2014－11－23［2014－12－30］.http://www.csi.ac.cn/manage/eqDown/31RollingTop/Ball.html

［3］截至2014年12月1日16時四川康定6.3 級地震共記錄到余震2579 次［EB/OL］.(2014－12－01)［2014－12－30］.http://www.cea.gov.cn/publish/dizhenj/468/553/101420/101424/20141202091015420459448/index.html

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