周 洋，明小娜，盧永坤，閆 瀚，楊健強(qiáng)

（云南省地震局，昆明 650224）

0 引言

2018年9月8日10時(shí)31分29秒，云南省墨江縣（23.28°N，101.53°E）發(fā)生M5.9地震。地震災(zāi)區(qū)最高烈度為Ⅷ度，宏觀震中位于墨江縣通關(guān)鎮(zhèn)的丙蚌、牛庫(kù)、畢庫(kù)一帶。地震造成普洱市墨江縣、寧洱縣、江城縣及玉溪市元江縣等4個(gè)縣24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)受災(zāi)，地震直接經(jīng)濟(jì)總損失12.92億元，各類房屋建筑出現(xiàn)了不同程度的震害。地震發(fā)生后，應(yīng)急管理部啟動(dòng)抗震救災(zāi)四級(jí)響應(yīng)，云南省地震局啟動(dòng)地震應(yīng)急三級(jí)響應(yīng)，國(guó)家、省、市、縣4級(jí)地震部門共71人組成地震現(xiàn)場(chǎng)指揮部開展現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置工作。

震區(qū)地處云貴高原西南邊緣，云南省南部，地勢(shì)自北向南傾斜。震區(qū)所在的墨江縣山區(qū)面積占總面積的99.98%，最高海拔2 278 m，最低478 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，本次地震宏觀震中位于墨江縣通關(guān)鎮(zhèn)的丙蚌、牛庫(kù)、畢庫(kù)一帶，發(fā)震斷裂為阿墨江斷裂，極震區(qū)烈度為Ⅷ度；普洱市墨江縣、寧洱縣、江城縣及玉溪市元江縣等4個(gè)縣24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同程度受災(zāi)；地震無人員死亡，28人受傷，其中，重傷3人，輕傷25人，約15 730人失去住所。地震造成直接經(jīng)濟(jì)總損失12.92億元，房屋經(jīng)濟(jì)損失10.28億，占比約79.6%，生命線系統(tǒng)損失2.23億，占比約17.3%，農(nóng)業(yè)及區(qū)外損失占比約3.1%。

地震現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害損失評(píng)估小組震后5天共調(diào)查了災(zāi)區(qū)207個(gè)居民點(diǎn)、41個(gè)生命線工程及行業(yè)設(shè)施設(shè)備、25個(gè)教育衛(wèi)生院所的震害情況，獲得了較為翔實(shí)的震害資料。本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，詳細(xì)闡述地震災(zāi)區(qū)房屋建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、房屋建筑及生命線工程震害特征，并對(duì)震害成因進(jìn)行分析，旨在為該地區(qū)地震應(yīng)急備災(zāi)工作提供參考資料。

1 地震烈度分布

地震災(zāi)區(qū)最高烈度為Ⅷ度，宏觀震中位于墨江縣通關(guān)鎮(zhèn)的丙蚌、牛庫(kù)、畢庫(kù)一帶，等震線呈橢圓形，長(zhǎng)軸方向呈NW向，Ⅵ度區(qū)及以上總面積約5 180 km2（圖1）。Ⅷ度區(qū)東起墨江縣雅邑鎮(zhèn)海牙村民小組，西至墨江縣通關(guān)鎮(zhèn)龍?zhí)兑唤M，北自墨江縣聯(lián)珠鎮(zhèn)大田村民小組，南到墨江縣通關(guān)鎮(zhèn)九沖村民小組，面積約32 km2，Ⅷ度區(qū)為農(nóng)村地區(qū)。Ⅶ度區(qū)東起墨江縣雅邑鎮(zhèn)雅邑村，西至墨江縣通關(guān)鎮(zhèn)紅旗村民小組，北自墨江縣聯(lián)珠鎮(zhèn)步新橋村民小組，南到墨江縣雅邑鎮(zhèn)平掌村民小組，面積約438 km2，Ⅶ度區(qū)為農(nóng)村地區(qū)。Ⅵ度區(qū)東起元江縣因遠(yuǎn)鎮(zhèn)卡臘—墨江縣龍壩鎮(zhèn)路細(xì)一帶，西至寧洱縣德安鄉(xiāng)德安村，北自墨江縣孟弄鄉(xiāng)曼甸村民小組，南到墨江縣文武鎮(zhèn)曼干—江城縣嘉禾鄉(xiāng)中會(huì)一帶，面積約4 710 km2。墨江縣城區(qū)位于Ⅵ度區(qū)。

圖 1 墨江M5.9地震烈度圖

2 房屋建筑震害

2.1 房屋建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

墨江縣為哈尼族自治縣，震區(qū)房屋建筑結(jié)構(gòu)分為土木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)4類。

土木結(jié)構(gòu)，多為年代久遠(yuǎn)的傳統(tǒng)民房，穿斗木架構(gòu)承重，夯土墻或土坯墻圍護(hù)，人字形瓦屋頂，房屋多為2層，底層用于居住，二層用于儲(chǔ)物，此類房屋抗震性能較好；另一類為墻抬梁式結(jié)構(gòu)，木梁直接搭在山墻上，山墻和圍護(hù)墻共同承受梁和屋面的重量，此類房屋多為烤煙房，高約8 m，抗震性能較差。

磚木結(jié)構(gòu)，震區(qū)部分村組分布有較高比例的空心磚墻抬梁式結(jié)構(gòu)，木梁直接搭在空心磚山墻上，由空心磚墻直接承重，人字形瓦屋頂，房屋多為2層，底層用于居住，二層用于儲(chǔ)物，這類房屋抗震性能較差。

磚混結(jié)構(gòu)，自建磚混建筑多根據(jù)當(dāng)?shù)貓?chǎng)地和居住特點(diǎn)，就近取材建造，部分設(shè)有圈梁、構(gòu)造柱，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板、屋蓋，房屋墻體采用紅磚或空心磚砌筑，層數(shù)一般為1～3層，建筑層高2.6～3.0 m，為增加使用面積，磚混結(jié)構(gòu)2層以上窗戶外挑約1.2 m，外挑部分無抗震構(gòu)造措施。另一類是經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì)、由有施工資質(zhì)的施工單位建造、符合當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度（Ⅶ度）的磚混結(jié)構(gòu)，多為公共建筑或縣區(qū)住宅小區(qū)，層數(shù)一般為3～7層。

框架結(jié)構(gòu)，經(jīng)過正規(guī)抗震設(shè)計(jì)的由鋼筋混凝土梁柱組成的框架體系承重，現(xiàn)澆樓板（屋）蓋，主要分布于學(xué)校、醫(yī)院、政府辦公等公共建筑以及縣城住宅小區(qū)。

從震區(qū)政府部門提供的房屋建筑基礎(chǔ)資料（表1）可以看出，震區(qū)農(nóng)村民房仍以土木、磚木結(jié)構(gòu)為主，磚混結(jié)構(gòu)較少，框架結(jié)構(gòu)僅零星分布；震區(qū)農(nóng)村公房以磚混結(jié)構(gòu)為主，框架結(jié)構(gòu)次之，磚木結(jié)構(gòu)較少；震區(qū)城區(qū)房屋建筑以磚混、框架結(jié)構(gòu)為主，僅存有少量磚木、土木結(jié)構(gòu)。因此本次地震烈度評(píng)定時(shí)農(nóng)村地區(qū)統(tǒng)一以土木結(jié)構(gòu)的震害作為宏觀判定主要依據(jù)，墨江縣城以磚混結(jié)構(gòu)震害作為宏觀判定依據(jù)。

2.2 房屋建筑震害特征

土木結(jié)構(gòu)多為木架構(gòu)承重，Ⅷ度區(qū)房屋普遍梭掉瓦、開天窗，少數(shù)房屋墻體倒塌或局部倒塌、墻體開裂或外閃，少數(shù)老舊房屋出現(xiàn)檁條斷裂、掉落情況（圖2b）；Ⅶ度區(qū)房屋多數(shù)墻體開裂、梭掉瓦，少數(shù)墻體局部倒塌；Ⅵ度區(qū)房屋部分墻體開裂、梭掉瓦，個(gè)別局部倒塌?？緹煼繛樘Я菏浇Y(jié)構(gòu)，墻體局部倒塌或完全倒塌，破壞較為嚴(yán)重（圖4b）。

磚木結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為空心磚墻的破損，磚墻連接處的破壞，Ⅷ度區(qū)房屋普遍梭掉瓦、開天窗，多數(shù)房屋墻體開裂嚴(yán)重，少數(shù)房屋墻體局部倒塌，部分墻體出現(xiàn)水平或“X”型裂縫（圖2a）；Ⅶ度區(qū)房屋多數(shù)墻體角部、結(jié)合處等部位開裂、梭掉瓦，個(gè)別老舊房屋局部倒塌（圖3a）；Ⅵ度區(qū)房屋少數(shù)墻體開裂、梭掉瓦（圖4c）。

圖 2 墨江縣（Ⅷ度）建筑物震害

磚混結(jié)構(gòu)分正規(guī)設(shè)計(jì)磚混和自建磚混，2種磚混結(jié)構(gòu)的實(shí)際地震表現(xiàn)存在差異。正規(guī)設(shè)計(jì)的磚混結(jié)構(gòu)按Ⅶ度抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)建造，其震害表現(xiàn)良好，個(gè)別有縱橫墻交接處豎向裂縫、內(nèi)墻多見抹灰層開裂或墻體裂縫。自建磚混結(jié)構(gòu)前縱墻外挑且無構(gòu)造措施，造成結(jié)構(gòu)豎向剛度突變，形成“大頭結(jié)構(gòu)”，上層重底層輕，表現(xiàn)為樓梯間墻體橫向或貫穿性裂縫、窗間墻剪切破壞或貫穿性裂縫，抹灰層掉落（圖4a，圖5a）；女兒墻局部垮塌。

框架結(jié)構(gòu)所占比例相對(duì)較少，總體震害較輕，表現(xiàn)為梁柱結(jié)合部開裂，填充墻剪切裂縫或抹灰層脫落（圖3b，圖5b）。

2.3 房屋建筑震害矩陣

根據(jù)《地震現(xiàn)場(chǎng)工作 第4部分：災(zāi)害直接損失評(píng)估》（GB/T 18208.4—2011）規(guī)范，災(zāi)害評(píng)估采用大范圍隨機(jī)抽樣方法，抽樣點(diǎn)基本均勻地分布在災(zāi)區(qū)范圍內(nèi)，結(jié)合災(zāi)區(qū)房屋破壞實(shí)際情況，土木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)的房屋破壞等級(jí)分為毀壞、破壞、基本完好3個(gè)等級(jí)，各破壞等級(jí)對(duì)應(yīng)的震害指數(shù)權(quán)系數(shù)取值分別為0.65，0.29，0；框架結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)的房屋破壞等級(jí)分為毀壞、嚴(yán)重破壞、中等破壞、輕微破壞和基本完好5個(gè)破壞等級(jí)，各破壞等級(jí)對(duì)應(yīng)的震害指數(shù)權(quán)系數(shù)取值分別為1，0.7，0.4，0.2，0；各烈度區(qū)不同房屋結(jié)構(gòu)破壞比及其平均震害指數(shù)如表2～3所示[1-4]。

圖 3 墨江縣（Ⅶ度）建筑物震害

圖 4 墨江縣（Ⅵ度）建筑物震害

圖 5 墨江縣縣城（Ⅵ度）建筑物震害

表 2 簡(jiǎn)易房屋建筑破壞比

2.4 房屋建筑震害分析

土木結(jié)構(gòu)以梭掉瓦、開天窗、屋架坍塌、山墻局部倒塌為主，承重結(jié)構(gòu)毀壞較少。這是因?yàn)榇┒纺炯軜?gòu)柱間采用榫卯方式連接，其結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接牢固；土坯墻作為圍護(hù)，圍護(hù)墻與穿斗木構(gòu)架之間無有效連接措施；屋面瓦直接鋪設(shè)在屋架木檁條上，無可靠搭接，地震作用下，普遍梭掉瓦。

磚木結(jié)構(gòu)房屋梭掉瓦、開天窗，墻體角部、結(jié)合處等部位開裂。通關(guān)鎮(zhèn)牛庫(kù)村九沖和平組（Ⅷ度區(qū)）房屋墻體多數(shù)開裂，毀壞比例達(dá)67.65%，主是該小組房屋采用空心磚、墻抬梁方式建造，磚墻通過砂漿堆砌、無磚柱且無構(gòu)造措施，屋蓋與承重墻體之間無可靠連接，地震作用下，空心磚墻發(fā)生不同程度的剪切破壞，墻體外閃導(dǎo)致屋蓋塌落。

磚混結(jié)構(gòu)房屋少數(shù)墻體開裂，破壞較輕。自建磚混房屋由于缺乏正規(guī)設(shè)計(jì)和指導(dǎo)，存在結(jié)構(gòu)平立面不規(guī)則、砂漿標(biāo)號(hào)低、房屋開間大、窗洞數(shù)量及尺寸設(shè)計(jì)不合理等，地震作用下，承重墻易發(fā)生不同程度的拉裂。墨江縣城內(nèi)五層半的中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院在低烈度區(qū)出現(xiàn)“X”型貫通裂縫，破壞級(jí)別達(dá)到“毀壞”，經(jīng)實(shí)地調(diào)查，可能與該棟建筑所處地理位置、建筑年代以及建筑平面縱橫比過大有關(guān)。

表 3 非簡(jiǎn)易房屋建筑破壞比

框架結(jié)構(gòu)房屋整體性、剛度較好，抗震能力較高，表現(xiàn)為填充墻體開裂、個(gè)別梁柱輕微裂縫。部分房屋在低烈度區(qū)填充墻體出現(xiàn)明顯震害，與震區(qū)多采用含土量高的山砂作為砂漿配料，砂漿標(biāo)號(hào)強(qiáng)度無法滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。

3 工程設(shè)施及其他震害

3.1 工程設(shè)施震害

地震造成電力、通信、水利等工程設(shè)施不同程度震害。其中，電力通信設(shè)施震害表現(xiàn)為桿路傾斜、移位；線路損壞；變電站線路線閘、配電變壓器及入戶電表等設(shè)備受損，基站設(shè)備受損；部分機(jī)房、業(yè)務(wù)用房受損。交通、市政設(shè)施震害表現(xiàn)為路面開裂，舊裂縫加寬；路基下沉、開裂、塌方；擋墻開裂、塌方；橋梁伸縮縫防撞墻混凝土掉塊及錯(cuò)臺(tái)、防震擋塊開裂脫落、橡膠支座脫落、橋墩地基開裂；涵洞開裂等。供排水系統(tǒng)震害表現(xiàn)為管網(wǎng)損壞漏水；沉淀池受損透水，廠泵房損壞；水廠辦公樓、倉(cāng)庫(kù)、圍墻受損。水利工程結(jié)構(gòu)震害表現(xiàn)為水庫(kù)壩體開裂、溝渠、輸水涵洞開裂滲漏及原有滲漏加大；堤防開裂滲水；水池水窖開裂、漏水；溝渠開裂；灌溉排澇設(shè)施損壞；鄉(xiāng)村集中供水設(shè)施損壞等。

3.2 其他震害

評(píng)估區(qū)外，墨江縣團(tuán)田鎮(zhèn)、寧洱縣、江城縣、鎮(zhèn)沅縣、景谷縣、思茅區(qū)部分民房、校舍、衛(wèi)生院所與基礎(chǔ)設(shè)施造成不同程度的破壞，主要震害為墻體（多為門窗處）豎向、斜向裂縫、地基不均勻沉降；縣鄉(xiāng)道路上邊坡坍塌路基下陷；個(gè)別水庫(kù)和鄉(xiāng)村供水設(shè)施受損等。

震區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，褶皺、斷裂發(fā)育，溝壑縱橫，地勢(shì)陡峭，地層破碎。據(jù)墨江縣國(guó)土局地質(zhì)災(zāi)害匯總資料，震區(qū)內(nèi)原有地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)180余個(gè)，主要為中型滑坡。震后區(qū)域內(nèi)新增滑坡點(diǎn)21處?；曼c(diǎn)震害主要表現(xiàn)為裂縫變長(zhǎng)、加寬，坡體下滑或局部崩塌。

4 相近震級(jí)地震對(duì)比分析

將本次地震與2008年8月21日云南盈江5.9級(jí)地震、2009年7月9日云南姚安6.0級(jí)地震、2012年9月7日云南彝良5.7級(jí)地震、2013年8月31日云南香格里拉5.9級(jí)地震對(duì)應(yīng)的人員傷亡、烈度區(qū)面積、經(jīng)濟(jì)損失以及房屋平均震害指數(shù)相比較（表4～5），可得到如下結(jié)論：

1）在震級(jí)與最高烈度相當(dāng)?shù)那闆r下，人員傷亡主要的影響因素有人口密度、建筑物結(jié)構(gòu)易損性和次生災(zāi)害。本次地震無人員死亡，受傷人數(shù)最少，原因如下：一是災(zāi)區(qū)各項(xiàng)抗震安居工程和農(nóng)危改工程推進(jìn)，震區(qū)房屋整體抗震性能較好，同時(shí)，震區(qū)倒塌的房屋多為老舊簡(jiǎn)易房屋，無人居?。欢菍W(xué)校、醫(yī)院、政府部門等人口密集區(qū)域建筑未發(fā)現(xiàn)明顯倒塌現(xiàn)象，減輕了人員傷亡；三是本次地震次生災(zāi)害輕。

2）按云南地區(qū)地震烈度分布的一般規(guī)律[5-11]，M5.8～6.2地震極震區(qū)烈度可達(dá)Ⅷ度，Ⅵ度區(qū)以上面積在900～5 500 km2之間。從災(zāi)區(qū)總面積、各烈度區(qū)面積占災(zāi)區(qū)總面積百分比看，本次地震災(zāi)區(qū)總面積偏大，表明地震波及的范圍廣，而Ⅷ度、Ⅶ度區(qū)面積占比小，Ⅵ度區(qū)面積占比大，表明本次地震總體震害較輕。

表 4 相近震級(jí)歷史地震對(duì)比

表 5 相近震級(jí)歷史地震平均震害指數(shù)對(duì)比

3）不具備修復(fù)價(jià)值的房屋面積數(shù)量從宏觀上可以反映本次地震房屋破壞的嚴(yán)重程度。從不具備修復(fù)價(jià)值的房屋面積占房屋破壞面積的比例看，本次地震與云南盈江5.9級(jí)地震、云南姚安6.0級(jí)地震中不具備修復(fù)價(jià)值房屋占比相當(dāng)，這反映了滇南、滇西以穿斗木結(jié)構(gòu)為主的傳統(tǒng)民居抗震性能較好；而滇東北抬梁式結(jié)構(gòu)房屋抗震能力較差。

4）從直接經(jīng)濟(jì)損失占災(zāi)區(qū)同年GDP百分比看，本次地震占比最低，表明本次地震經(jīng)濟(jì)損失較輕。

5）從平均震害指數(shù)對(duì)比看，本次地震Ⅷ度、Ⅶ度區(qū)內(nèi)無框架結(jié)構(gòu)房屋；Ⅷ度區(qū)內(nèi)磚混結(jié)構(gòu)房屋較少，并多數(shù)為近幾年新建，因此破壞較輕；Ⅵ度區(qū)因縣城內(nèi)幾棟磚混結(jié)構(gòu)老舊建筑發(fā)生較嚴(yán)重的破壞，所以震害指數(shù)高于其他地震。

5 結(jié)論

地震災(zāi)區(qū)最高烈度為Ⅷ度，Ⅵ度區(qū)及以上總面積約5 180 km2，地震總體震害較輕，但波及的范圍較廣。地震無人員死亡，28人受傷，直接經(jīng)濟(jì)總損失12.92億元。

地震災(zāi)區(qū)框架結(jié)構(gòu)抗震性能最好，磚混結(jié)構(gòu)次之，傳統(tǒng)磚木結(jié)構(gòu)與土木結(jié)構(gòu)抗震性能相對(duì)較差，而空心磚墻抬梁結(jié)構(gòu)最差。傳統(tǒng)民居以木架構(gòu)為主，其震害主要以梭掉瓦、開天窗、屋架坍塌、山墻局部倒塌為主，承重結(jié)構(gòu)毀壞較少；通關(guān)鎮(zhèn)牛庫(kù)村九沖和平組磚木結(jié)構(gòu)均采用空心磚、墻抬梁方式建造，加之地處孤突山梁上，震后普遍出現(xiàn)2～3面墻體貫穿裂縫和位錯(cuò)，毀壞比例達(dá)67.65%；框架結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為填充墻體開裂、個(gè)別梁柱輕微裂縫；磚混結(jié)構(gòu)房屋少數(shù)墻體開裂，破壞較輕；墨江縣城內(nèi)五層半磚混結(jié)構(gòu)（中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院）在低烈度區(qū)出現(xiàn)“X”型貫通裂縫，可能與該棟建筑所處地理位置、建筑年代以及建筑平面縱橫比過大有關(guān)。

本次地震地質(zhì)災(zāi)害輕。墨江縣山區(qū)面積占總面積的99.98%，地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)較多，但本次地震地質(zhì)災(zāi)害輕，主要原因有：一是相關(guān)部門定期對(duì)隱患點(diǎn)進(jìn)行排查、監(jiān)測(cè)，震前做好相關(guān)排危和預(yù)防工作；二是墨江縣屬于北回線穿過的縣區(qū)，該區(qū)域內(nèi)植被茂盛；三是發(fā)生地震的時(shí)間不在雨季，震后未出現(xiàn)降雨天氣，從一定程度上降低了次生災(zāi)害發(fā)生的概率。