2016年12月8日新疆呼圖壁MS 6.2地震震害調查分析1

李 帥 常想德 羅 炬 陳建波 孫 靜 胡偉華 譚 明

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2016年12月8日新疆呼圖壁S6.2地震震害調查分析1

李 帥 常想德 羅 炬 陳建波 孫 靜 胡偉華 譚 明

（新疆維吾爾自治區地震局，烏魯木齊 830011）

2016年12月8日，新疆呼圖壁縣發生6.2級地震，造成3人輕傷。地震災區主要涉及昌吉回族自治州昌吉市、呼圖壁縣、瑪納斯縣等市、縣的共25個鄉、鎮（團場）及呼圖壁縣城、瑪納斯縣城等城市的部分區域，災區面積12450km2。本文在概述震區地震構造環境及地貌特點的基礎上，依據《地震現場工作（第4部分）：災害直接損失評估》等規范，介紹了各結構類型房屋和生命線系統的破壞情況及震區地震地質災害的類型，分析表明此次地震直接經濟損失以土木結構和磚木結構的破壞為主，安居富民工程在地震中起到了關鍵的減災作用。

呼圖壁S6.2級地震 災區面積 破壞 安居富民工程

引言

2016年12月8日13時15分03秒，新疆呼圖壁縣發生6.2級地震，震中2（43.83°N, 86.35°E）位于呼圖壁縣雀兒溝鎮境內，極震區烈度為Ⅷ度，震源深度6km。結合周邊地質構造資料，判定本次地震的發震構造為清水河子（準格爾南緣）斷裂。截至2016年12月12日10時，共記錄到呼圖壁6.2級地震余震1329次，其中4.0—4.9級3次，3.0—3.9級10次，最大余震為4.0級，主要呈近東西向分布于準噶爾盆地南緣斷裂的北側，震源深度4—12km。通過雙差定位方法得到本次震源區長約14km，寬約8km，余震特征基本與清水河子斷裂性質一致3。本次地震微觀震中位于雀兒溝鎮南側山區，距瑪納斯縣54km，距呼圖壁縣60km，距烏魯木齊103km，北天山地區震感強烈。地震造成3人輕傷，失去住所人數共計38580人，造成震區內大量土木結構房屋出現不同程度破壞。由中國地震局、新疆地震局、昌吉州地震局聯合組成的地震現場工作隊通過對災區25個鄉（鎮、場）182個調查點進行震害調查分析，繪制出等震線長軸呈北西西走向分布的地震烈度圖，確定此次災區面積為12450km2。本文參考以往地震震害資料（常想德等，2012a；2012b；李帥等，2013；2014；姚遠等，2015），依據《地震現場工作（第4部分）：災害直接損失評估》等相關規范，通過簡要描述震區地震構造、地貌概況，對震害調查結果進行分析，為抗震救災和科學重建提供重要依據。

1 震區構造背景及地貌特征

1.1 地震構造背景

震區地處北天山與準噶爾盆地的交匯區，構造較為復雜、活動強烈。地震主要集中在北天山山區和山麓地帶，地震強度大、頻度高。震區及周邊的活動斷裂發育，有近EW、NW—NWW、NEE等多組方向，其中近EW向和NW—NWW走向斷裂較多，一般發育歷史較長，規模較大，斷面多向南傾，在這些斷裂上曾發生過多次5級以上地震，如1953年4月25日呼圖壁西南5?級、1953年11月29日呼圖壁西南5?級及1980年11月6日瑪納斯5.7級地震等等。

通過多年來對北天山地震構造的探測和研究結果（楊曉平等，1998；王椿鏞等，2001），震區內的地震構造主要分為兩種類型：一類是天山內部的走滑型發震構造，主要包括博羅科努-阿齊克庫都克斷裂、依連哈比爾尕斷裂和包爾圖斷裂等；另一種是山前的逆斷裂-褶皺型發震構造。

山前逆斷裂-褶皺地震構造主要分布在盆山過渡帶，表現為烏魯木齊山前坳陷逆斷裂-褶皺構造帶，是由斷坡、斷坪、斷裂擴展褶皺等所構成的復雜的推覆構造，強震發生在推覆構造的根部。而北天山山前逆斷裂-褶皺帶的根部斷裂為清水河子斷裂（準噶爾南緣斷裂），該斷裂是山前坳陷逆斷裂-褶皺構造帶內發生的大地震的震源區，1906年瑪納斯7.7級地震就發生在該構造帶上，此次呼圖壁6.2級地震震中同樣也發生在該構造帶上。且根據震源機制解和余震分布特征，其主震發震構造與北天山推覆構造帶地震構造相吻合。

1.2 震區地貌

震中區在地貌上位于依連哈比爾尕山中、高山區，震中以北分別為北天山北麓低山丘陵區和呼圖壁河、瑪納斯河沖洪積平原區。在中、高山區，山體整體走向NWW—SEE，山頂呈脊狀、梁狀，山體溝壑縱橫，溝谷兩岸邊坡陡峭，地形坡度大于30°，部分地段受河流侵蝕及風蝕作用，近于直立；北天山北麓低山丘陵區是在北天山山前構造下形成的近EW向的長條狀隆起山地，隆起帶的山頂海拔800—1200m，隆起山地被南北向河流切割，形成較寬闊的河谷，主要河流有瑪納斯河、寧家河、塔西河和呼圖壁河，在這些河谷中普遍發育有多級河流階地，河谷寬闊平坦，這里也是人口集中的地段；在呼圖壁河、瑪納斯河等沖洪積平原區上，新老不一的洪積扇呈散列展布，地勢逐漸變得平緩，地形整體平坦開闊，洪積扇上部分布有瓣狀的沖溝，扇緣下部地下水逐漸出露，地層巖性也逐漸由粗顆粒的卵礫石、漂石逐漸轉變為圓礫及細顆粒砂土。在這里，人口密集，形成了規模相對較大的城市（圖1）。

2 震害調查分析

本次地震災害以房屋破壞為主，其次為教育系統等公共服務設施及水利、電力系統等基礎設施的破壞。在震區，還發生少量地震滾石、崩塌等地震地質災害。此外，震區內房屋的抗震設防烈度為Ⅶ—Ⅷ度，部分重大工程在此基礎上提高Ⅰ度進行設防。下面簡要分析地震發生后這些房屋的破壞情況。

2.1 房屋震害調查分析

通過對震區的調查分析，認為震區人口分布受地貌影響。南部中、高山區人口少、分布散，受房屋造價及材料制約，以自建土木房屋為主。震中北部低山丘陵區與沖洪積平原區隨著人口逐漸增多，房屋結構類型逐漸增加，由單一的土木結構房屋逐漸轉變為抗震性能較好的磚混結構、框架結構房屋及安居富民房。此次地震涉及房屋結構類型包括土木結構、磚木結構、磚混結構、框架結構和安居富民房，破壞照片見圖2。

（1）土木結構房屋

多分布在距離城市較遠的農村與鄉鎮，縣城偶有分布，是破壞最嚴重的房屋結構類型。根據建筑材料與方式，該結構房屋由土坯砌筑房屋與磚包土結構房屋組成（磚包土房屋內側為土坯墻體，外側為磚砌墻體，兩者沒有有效連接）。此次地震造成Ⅷ度與Ⅶ度區內的部分土坯砌筑房屋墻體及屋頂出現坍塌，大部分房屋則在縱橫墻交接處出現不同程度的豎向裂縫，以及沿門窗洞角出現斜向裂縫，在Ⅵ度區內則以縱橫墻交接處出現不同程度的豎向裂縫等輕微破壞為主。磚包土結構房屋雖然沒有出現坍塌，但由于內側土坯墻體與外側磚砌墻體沒有有效連接，導致部分房屋外部磚砌墻體出現脫落，內部土坯墻體也出現嚴重裂縫，并有部分承重墻體出現外閃。在本次地震作用下，Ⅶ度與Ⅷ度區有4.2%的土木結構房屋發生了毀壞，20.4%受到嚴重破壞，37.1%和26.3%分別為中等破壞與輕微破壞；在Ⅵ度區內，有2.6%的土木結構房屋毀壞，6.3%的嚴重破壞。

（2）磚木結構房屋

磚木結構房屋在震區內廣泛分布，主要為農民自建。因修建年代與施工質量不同，該結構房屋在此次地震中破壞程度各有不同，主要表現為門窗角的斜向裂縫、墻體的豎向裂縫和縱橫墻交接處裂縫。由調查可知，Ⅶ度區與Ⅷ度區內有3.5%的磚木結構房屋發生了毀壞，17.4%受到嚴重破壞，32.6%和31.4%分別為中等破壞與輕微破壞。在Ⅵ度區，也有1.7%的毀壞與5.1%的嚴重破壞。

（3）磚混結構房屋

磚混結構的豎向承重墻采用磚或者砌塊砌筑，構造柱以及橫向承重梁、樓板、屋面板等采用鋼筋混凝土結構，抗震性能好。震區內損壞的磚混結構民房主要分布在Ⅵ度區內，廠礦企業破壞的磚混結構房屋主要集中在Ⅶ度區與Ⅷ度區內。震害調查表明，此次地震中磚混結構的房屋破壞較少，沒有發生毀壞、嚴重破壞和中等破壞，僅有4.9%的磚混結構房屋發生輕微破壞，且主要分布在Ⅵ度區內，房屋破壞表現為原有門窗洞口的斜向裂縫加寬、屋外保溫層裂縫、屋內墻皮脫落、塑鋼窗窗角裂縫。廠礦企業的磚混結構房屋破壞表現為單層磚混房屋墻體大面積出現斜向與橫向剪切貫穿裂縫（這種破壞類型多集中在Ⅷ度區與Ⅶ度區內）、門窗洞口的斜向裂縫、墻體橫（豎）向裂縫等。

（4）框架結構房屋

框架結構房屋集中分布在縣城城區及廠礦企業。此次地震中，分布在縣城的框架結構房屋的破壞表現為填充墻與梁柱結合部位出現裂縫，填充墻出現斜向裂縫，破壞程度輕；分布在Ⅶ度區內的廠礦企業的框架結構房屋的破壞表現為填充墻“X”型剪切裂縫、門窗洞口剪切或斜向裂縫、填充墻與梁柱結合部裂縫、地面沉降、裝飾工程及器物破壞等，均屬輕微破壞，未造成主體結構破壞。

（5）安居富民房

新疆地區2004年開始建設抗震安居工程，2010年，安居富民工程取代了抗震安居工程。至今，安居工程已實施十余年，在這十余年里，安居房收獲了一定的成效，尤其是在中強地震中表現的尤為突出。例如在2012年6月30日新源、和靜6.6級地震、2014年2月12日于田7.3級地震、2015年7月3日皮山6.5級地震中，安居房均表現了良好的抗震性能，為人民生命提供安全保障，為國家減少經濟損失。此次地震，安居房主要分布在農村，表現出很好的抗震性，未發生破壞。

2.2 其他行業設施破壞

生命線工程分為交通、供水、供氣、電力、通信等。根據對震區內生命線系統的調查統計，可知破壞相對較為嚴重的有電力、交通和水利系統。此外，由于震區位于南部山區，牧民草場和煤礦企業分布較多，畜牧系統和工礦企業也出現了不同程度的破壞，在此也一并敘述。

（1）電力系統

此次地震造成呼圖壁縣雀兒溝鎮國網35kV西溝變電站辦公用房及設備房屋嚴重毀壞。西溝變電站辦公房為磚混結構房屋，距離微觀震中僅1km左右，房屋沿山墻墻體和窗角均出現貫穿性“X”型節理，門框受地震作用發生嚴重變形（圖3（a））。

（2）交通系統

調查發現呼雀公路與呼齊公路及S101岔口（K64）106煤礦-七里湖（Z537）專用公路出現不同程度的地面裂縫等損壞，瑪納斯縣境內14處橋涵受損，3個牧區鄉鎮牧道損毀達4km（圖3（b）—（d））。

（3）水利系統

對震區內塔西河石門子水庫等水利系統進行了調查，發現所有水庫沒有發生大面積破壞，僅個別水庫原放水涵洞因沉陷、斷裂等原因放棄使用，預估震后原涵洞斷裂情況加劇，需進行加固。地震還造成部分引水灌溉等水利設施出現不同程度破壞，個別水庫壩體兩岸與巖石結合面的帷幕和固結灌漿受損。此外，在本次地震中最為典型的破壞是位于塔西河水庫的閘井室，下部為混凝土框架，上部為磚混結構。下部混凝土框架完好，上部磚混的墻體厚24cm，北西側山墻可見貫通的斜裂縫和水平裂縫，南東側山墻上可見貫通的“X”型裂縫，兩道縱墻上可見長2—3m的水平裂縫，破壞相對較為嚴重（圖3（e））。

（4）畜牧系統

震區位于北天山中、高山區，部分為低山丘陵區。該地區牧業草場分布較為廣泛，牲畜棚圈多由廢舊土木結構房屋及簡易結構搭建而成，本次地震造成瑪納斯、石河子、呼圖壁等地區的部分牲畜棚圈出現倒塌、破壞等不同程度損毀（圖3（f））。

（5）工礦企業

震區的煤礦企業多集中于中、高山區的山間溝谷內，企業在礦區建有辦公樓房、生活區（包括宿舍、食堂）、生產車間等。此次地震造成部分廠礦企業的框架結構房屋及設防磚混結構房屋出現了輕微至中等破壞。框架結構主要表現為填充墻出現剪切裂縫與橫向裂縫，沿承重柱出現豎向輕微裂縫；設防磚混結構房屋則沿承重墻體出現豎向輕微裂縫，以及沿門角和窗角出現斜向裂縫。除房屋遭受破壞外，部分生產設施也受到破壞，例如紅三溝煤礦的風機因地震滾石脫離軌道；小西溝煤礦風井通道因地震滾石被砸出一直徑0.5m×0.8m的洞口等等，但由于震級小，滾石規模不大，未影響工礦企業的正常生產。

2.3 地震地質災害調查

此次地震震中位于中、高山區，山體溝壑縱橫，溝谷兩岸邊坡陡峭。根據現場調查，發現震區內多處出現崩塌、滾石等地震地質災害，但規模不大。其中滾石主要分布在中、高山區的溝谷內，直徑大者可達2m×2m×2m，多為震前遺留在半坡細溝或汶溝內的碎石，或在物理風化作用下即將崩解的巖體受地震動作用晃動、松解并滾動下落，破壞房屋或企業產業設施。例如在地震發生后，白楊溝煤礦就有滾石下落，直徑約為1m×1m×1m，滾石下落后砸穿生活區的房屋，由于當時處于停產，因此未造成人員傷亡；此外紅三溝煤礦在震后也出現滾石下落，擊中風機，并將風機推離軌道0.5m（圖4、圖5）。

地震崩塌主要分布在省道S101沿線，東起硫磺溝鎮，西至清水河鄉，總長100km范圍內均有地震崩塌發生，規模較小（最大約為100m3），是分布在雀兒溝鎮三片區西溝苗圃東省道S101旁的崩塌（圖6（a））。崩塌體以砂巖為主，所在位置地貌巖體陡立，自然坡度40°—50°，部分近直立。該地區物理風化作用強烈，邊坡上的巖體發育有風蝕洞穴。現場調查后，認為該崩塌體是懸在半坡中的巖體在地震作用下松動、崩解，最終下落。崩塌體下落后的石塊最大粒徑為2m×1.8m×1.8m，未造成車輛破壞及人員受傷。同時，在此崩塌體南北兩側還分布有小型崩塌，堆積在坡腳下。此外，在天富煤礦附近的公路邊上也發育有一處巖質崩塌體，崩塌體所在位置的地貌因修建道路而被人為改造，道路兩側邊坡坡度30°—40°，未做支擋與支護等防護措施。由此可知，崩塌的成因是邊坡上殘留的因修建道路而崩解的巖體在地震動作用下脫離母體形成下落，崩解的碎石蓋在道路上，部分崩解的碎石堆積在坡腳下（圖6（b））。

震區內除巖質崩塌外，在震中附近還發生有一些土質崩塌，屬于小型規模，并且主要分布在道路沿線，如發生在康家石門子西省道S101邊坡崩塌和清水河鄉附近省道S101崩塌（圖6（c）、（d））等等。分析認為這些土質崩塌的發生都存在共同特點，即在修建道路中，原有邊坡被削坡處理后，在雨水等物理作用的侵蝕下，土體內部應力發生局部變化，變得較為松軟，地震發生后，土體借助地震動作用發生垮塌。但由于土質邊坡相對高差不大，加之地震動作用不強，因此地震發生后未發生大型的崩塌。

3 結論

通過對此次地震震害的調查、整理，得到如下認識：

（1）本次地震在12450km2的范圍內，房屋結構類型有土木結構、磚木結構、磚混結構、框架結構及安居富民房，其中農村地區以土木結構與磚木結構為主，磚混結構、框架結構多分布在鄉鎮及縣市。此次地震中以土木結構與磚木結構房屋破壞為主，其中土木結構房屋墻體多數為土坯砌筑，少數房屋墻體為粘性土夯打密實而成，有部分土坯墻體外側加砌粘土磚墻，還有一些房屋的土坯墻體內含木；磚木結構房屋多為農民自建房，房屋墻體為粘土磚砌筑，無圈梁及構造柱。土木結構房屋與磚木結構房屋在震區內破壞較多的原因是這兩種結構的房屋沒有抗震構造措施，不具備抗震性能。

（2）通過對災區電力系統、水利系統等生命線工程的調查，總結分析認為位于震區內的水庫在發生地震后，水庫壩體、引水隧洞、發電廠房等較為重要的構筑物均沒有發生嚴重破壞，僅部分水庫設施出現了輕微破壞，不影響正常使用；電力系統的大部分設備及房屋完好，僅個別房屋出現破壞，未影響設備的正常使用。以上情況說明電力系統、水利系統等生命線系統的抗震設計較為合理，抗震措施得當。但由于地震時間時值冬季，天氣寒冷，無法對水庫、煤礦等系統的隱蔽工程開展調查，因此，后續應對這些設施開展進一步的震害調查工作。

（3）地震發生在北天山中段北麓，屬于新疆地區北天山經濟帶內，與新疆其他地震地區不同的是該地區分布有較多的的廠礦企業，其內有設防磚混及框架結構組成的辦公區和生活區。在此次地震中，磚混結構及框架結構房屋均出現縱橫墻豎向裂縫、門窗角洞斜向裂縫等不同程度的破壞，未造成人員傷亡，說明地方政府貫徹了國家和自治區有關的抗震防災工作方針、政策，各種抗震防災措施得到了較全面的實施。

（4）本次地震不僅造成了房屋破壞，也發生了少量地震地質災害，如崩塌、滾石等。根據調查總結，發現這些地震地質災害多發生在公路及廠礦附近，規模雖小，但容易堵塞道路、砸毀企業設施、破壞房屋。因此在道路修建時，應結合山區情況，合理修建并做好邊坡支護等構造措施，實施定期巡查，避免因中強地震誘發地震地質災害，造成交通中斷。

（5）地震發生在北天山中段中、高山區，屬于新疆地區北天山經濟帶內，人口分布相對集中，安居富民房覆蓋率高，此次地震僅造成3人輕傷，說明抗震安居房和安居富民工程凸顯了良好的抗震性能，為保護災區群眾生命財產安全發揮了重要作用。

致謝：感謝參與此次震害調查的地震現場工作隊人員提供本文所用資料，感謝他們的辛苦付出！

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Damage Investigation of the HutubiS6.2 Earthquake on December 8, 2016

Li Shuai, Chang Xiangde, Luo Ju, Chen Jianbo, Sun Jing, Hu Weihua and Tan Ming

(Earthquake Administration of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi 830011, China)

The HutubiS6.2 earthquake occurred on December 8, 2016, in Hutubi county of Xinjiang Uygur Autonomous Region, which caused three injuries. The earthquake effected areas mainly involved 25 townships, towns, plus Hutubi county and Manas county of Changji, Hutubi abd Manas cities. The total effected area is 12,450 km2. In this paper, we summarize the seismo-tectonic background and geomorphic features of the earthquake zone. Under the guidance of “The Post-earthquake Field Works—Parts 4: Assessment of Direct Loss”, we introduce the damages of buildings and lifeline systems with various structural types, and ultimately estimate the direct economic losses to the mud-wood house and the destruction of brick-wood house. Our results indicate that “The Urban and Rural Seismic Safe Buildings Project” has played a key role in reducing the hazard by the earthquake.

HutubiS6.2 Earthquake；Effected area；Damage；Urban and Rural Seismic Safe Buildings Project

1基金項目 中國地震局地震應急青年重點任務（CEA_EDEM-201719）資助

2016-01-12

李帥，男，生于1982年。工程師。主要從事工程地質和地震地質的研究。E-mail：peter825550@163.com

2 http://www.cenc.ac.cn/publish/cenc/904/20161208133008770115542/ index. Html

3http://www.csi.ac.cn/manage/eqDown/05LargeEQ/201612081315M6.2/zonghe.html#_圖01，封面

李帥，常想德，羅炬，陳建波，孫靜，胡偉華，譚明，2017．2016年12月8日新疆呼圖壁S6.2地震震害調查分析．震災防御技術，12（1）：14—23．doi：10.11899/zzfy20170102