2022年云南寧蒗MS 5.5地震房屋震害特征與烈度評定

王 杰 楊健強 盧永坤 張原碩 葉 陽 冉 華

（中國昆明650224 云南省地震局）

0 引言

破壞地震發生后，盡快完成地震災害調查與烈度評定、提供地震烈度圖，能夠為震后恢復重建規劃制定、恢復重建范圍劃定提供重要依據（周光全，2013）?！吨袊卣鹆叶缺怼罚℅B/T 17742—2020）規定，在評定Ⅵ—Ⅹ度烈度時，應以房屋震害為主要評定依據。由于不同調查人員對同一震害結果的評定標準難以統一，胡律賢等提出以0.0—1.0 的實數作為震害指數來定量描述結構震害，給出平均震害指數計算方法，并采用該指數確定調查點的烈度（孫柏濤等，2019）。

2022 年1 月2 日15 時2 分6 秒，云南省麗江市寧蒗縣發生MS5.5 地震（27.79°N，100.65°E），震源深度10 km，宏觀震中位于寧蒗縣永寧鎮中瓦都—拉魯瓦—嘎爾村一帶，距寧蒗縣城59 km。地震導致云南省、四川省多個鄉鎮各類房屋建筑和工程設施遭受不同程度的損壞，造成2 人重傷，28 人輕傷，云南災區直接經濟總損失約32 300 萬元。兩省共10 個鄉鎮受災，范圍如下，云南省：寧蒗縣永寧鎮、拉伯鄉、紅橋鎮、翠玉鄉，玉龍縣奉科鎮、寶山鄉；四川?。耗纠锟h依吉鄉、俄亞鄉、屋腳鄉和鹽源縣瀘沽湖鎮。地震發生后，云南省地震局立即啟動地震應急三級響應，開展現場應急救援工作。

本文以此次地震現場調查為基礎，詳細描述寧蒗MS5.5 地震烈度分布情況，分析各類房屋結構的震害特征，與發生在2012 年震中位置和震級基本相當的MS5.7 地震進行對比分析，為地震烈度評定和應急救援工作積累經驗。

1 地震烈度分布

本次寧蒗MS5.5 地震震區位于滇西北橫斷山脈中段，川滇交界處，區內山峰林立，溝壑交錯，主要發育NW 向永寧斷裂、NE 向田壩東斷裂和NW 向溫泉斷裂。本次地震發生在永寧斷裂附近，地震序列沿該斷裂呈NW 向分布。

災評組根據《中國地震烈度表》（GB/T 17742—2020）、《地震現場工作第3 部分：調查規范》（GB/T 18208.3—2011）的要求，開展地震災害調查和烈度評定工作。本次調查涉及6 個鄉鎮46 個居民點，18 件交通、水利、通信等生命線工程，6 個學校，2 個宗教場所的破壞情況，參考震區地震構造背景、震源機制解、余震序列分布等科技支撐成果，評定本次地震烈度分布。2022 年1 月6 日，云南省地震局發布云南寧蒗MS5.5 地震烈度圖（圖1）。

圖1 2022 年1 月2 日云南寧蒗MS 5.5 地震烈度Fig.1 Intensity distribution map of the Ninglang MS 5.5 earthquake on Jan.2,2022

由圖1 可知，寧蒗MS5.5 地震震中烈度為Ⅶ度（7 度），等震線呈橢圓形，長軸呈NW 向，Ⅵ度（6 度）區以上總面積約1 501 km2（含瀘沽湖），其中：Ⅶ度區涉及永寧鎮永寧村、溫泉村、泥鰍溝村3 個行政村共計63 km2；Ⅵ度區涉及云南省寧蒗縣永寧鎮、拉伯鄉、紅橋鎮、翠玉鄉4 個鄉鎮，四川省的木里縣依吉鄉、俄亞鄉、屋腳鄉，鹽源縣瀘沽湖鎮4 個鄉鎮，共計1 438 km2。

2 房屋震害特征

2.1 震區房屋特點和震害特征

根據調查，本次地震震區不包含城市，均為農村地區，房屋建筑主要有框架結構、磚混結構、磚木結構、土木結構和井干式木結構（木垛房）5 種類型，其中磚木結構、土木結構和木跺房約占68%，框架結構僅占11%。災評組在初步了解震區房屋建筑震害后，統一了本次地震烈度評定的宏觀判定標準，確定以磚木結構和土木結構房屋震害作為宏觀判定依據。

（1）木跺房是當地特色傳統民居，不用立柱和大梁，以圓形木料平行向上層層交叉疊置，在轉角處木料端部交叉咬合，堆垛成房屋墻壁，形如古代水井上的木圍欄，平面均為長方形。有的房屋在左右側墻正中立短柱支撐脊檁，將椽子搭在脊檁和前后木墻上，建成雙坡屋頂；有的房屋直接將椽子搭在前后木墻上，建成單坡屋頂，屋頂蓋以青瓦或劈開的木板為瓦，壓上石塊。震區內木跺房多為平房，少數與穿斗木構架結合建成二層木樓。因木跺房在房屋絕對尺度和門窗開設尺寸上受到較大限制，加之木墻層層堆垛交叉咬合，結構整體性和抗震性能較好，目前主要用于生產、置物和畜牧養殖，少有人住。

（2）土木結構房屋多以穿斗木構架承重，土胚墻或夯土墻圍護，少數為夯土墻承重，墻抬木梁結構，土墻厚約40—70 cm，樓板為木樓板或用木條、草筋作為延性材料夯土而成，屋頂為“人”字形瓦頂，多為2 層，一層居住、二層儲物。

（3）磚木結構房屋大部分以磚柱、磚墻、木梁為主要承重構件，少數以木屋架承重為主，木樓板，“人”字形瓦頂，一層居住、二層儲物，房屋抗震性能較差。

（4）磚混結構房屋主要由磚墻承重，預制板或鋼筋混凝土澆筑樓板和屋頂，部分房屋設有圈梁和構造柱，房屋結構整體性加強，而部分村民自建房屋則未設圈梁和構造柱，房屋結構整體性和抗震性能較差。

（5）框架結構房屋由鋼筋混凝土梁柱承重，現澆樓板和屋頂，抗震性能較好。此類房屋多為近年來脫貧攻堅、農村危房改造等項目中新建以及學校、醫院、政府辦公用房。

2.1.1Ⅶ度區震害特征。Ⅶ度區內木垛房少數屋頂梭掉瓦，房屋整體傾斜[圖2(a)]；土木和磚木結構個別柱腳位移[圖2(b)]、墻體局部倒塌[圖2(c)]，多數墻體開裂、梭掉瓦[圖2(d)]；磚混結構房屋個別地基不均勻沉降，墻體出現貫通裂縫，少數墻體開裂明顯[圖2(e)]；框架結構房屋少數填充墻開裂、抹灰層脫落[圖2(f)]。

圖2 2022 年寧蒗MS 5.5 地震Ⅶ度區各類結構房屋震害照片(a)永寧鎮中瓦都村土跺房梭掉瓦房屋整體傾斜；(b)永寧鎮火山村磚木結構柱腳位移；(c)永寧鎮中瓦都村土木結構墻體倒塌；(d)永寧鎮嘎爾村磚木結構墻體開裂、梭掉瓦；(e)永寧鎮永寧村磚混結構墻體開裂；(f)永寧鎮永寧村框架結構填充墻開裂Fig.2 Photos of earthquake damage to buildings of various structural types in theⅦ intensity area of the Ninglang MS 5.5 earthquake in 2022

2.1.2Ⅵ度區震害特征。Ⅵ度區內木垛房個別梭掉瓦；土木和磚木結構部分房屋墻體開裂、梭掉瓦[圖3(a)]；磚混結構房屋個別墻體開裂[圖3(b)]；框架結構房屋個別墻梁結合部開裂、抹灰層脫落。

圖3 2022 年寧蒗MS 5.5 地震Ⅵ度區各類結構房屋震害照片(a)拉伯鄉古魯甸村磚木結構墻體開裂；(b)永寧鎮泥鰍溝村磚混結構墻體開裂Fig.3 Photos of earthquake damage to buildings of various structural types in theⅥ intensity area of the Ninglang MS 5.5 earthquake in 2022

2.2 平均震害指數和破壞比

平均震害指數與房屋建筑破壞比是判定烈度的量化指標，也是定量研究某烈度區或調查點房屋建筑震害的重要依據（盧永坤等，2014；明小娜等，2017；張原碩等，2020）。

2.2.1抽樣點房屋建筑破壞面積和平均震害指數。根據《中國地震烈度表》（GB/T 17742—2020），現場調查遭受不同震害的各類房屋建筑面積，將其占比與相應震害指數相乘，可計算各類房屋建筑的平均震害指數，公式如下

式中，D為某調查點（或區域）某一類房屋建筑的平均震害指數，di為該類房屋破壞等級為i的震害指數，λi為該類結構的破壞等級為i的房屋面積（或棟數）占比（%）。

按照《地震現場工作第4 部分：災害直接損失評估》（GB/T 18208.4—2011）規定，將木垛房、土木結構和磚木結構房屋歸為簡易房屋，磚混結構和框架結構房屋歸為非簡易房屋。簡易房屋分為基本完好、破壞和毀壞3 個破壞等級，非簡易房屋分基本完好、輕微破壞、中等破壞、嚴重破壞和毀壞5 個破壞等級。結合云南歷史地震中房屋震害指數經驗（周光全，2011；云南省地震災害損失評定委員會，2012），各級房屋結構對應的各級震害指數見表1。選取本次地震災評調查中具有代表性的18 個調查點計算平均震害指數，各類結構房屋的面積和平均震害指數，見表2—表6。

表1 簡易房屋和非簡易房屋各級震害指數Table 1 Seismic damage indexes of simple houses and non-simple houses at all levels

表2 木垛房破壞面積和平均震害指數Table 2 Summary of damaged area and average seismic damage index of wooden stack houses

表3 土木結構房屋破壞面積與平均震害指數Table 3 Summary of damaged area and average seismic damage index of civil structure houses

表4 框架結構房屋破壞面積與平均震害指數Table 4 Summary of damaged area and average seismic damage index of frame structure houses

表5 磚木結構房屋破壞面積與平均震害指數Table 5 Summary of damaged area and average seismic damage index of brick-wood structure houses

表6 磚混結構房屋破壞面積與平均震害指數Table 6 Summary of damaged area and average seismic damage index of brick-concrete structure houses

2.2.2各烈度區房屋破壞比。根據表2—表6，計算出各烈度區內不同結構類型的房屋的破壞比和平均震害指數，見表7、表8。

表7 簡易房屋的破壞比和平均震害指數Table 7 Damage ratio and average seismic damage index of simple houses

按照《中國地震烈度表》（GB/T 17742—2020）中地震烈度與房屋平均震害指數的對應關系（表9）所示房屋分類（A1類為未經抗震設防的土木、磚木、石木等房屋；A2類為為穿斗木結構房屋；B 類為未經抗震設防的磚混結構房屋；C 類為按照Ⅶ度抗震設防的磚混結構房屋；D 類為按照Ⅶ度抗震設防的框架結構房屋），結合本次地震現場調查，震區房屋進行如下分類：土木和磚木結構房屋為A1類建筑，木跺房為A2類建筑，部分磚混結構房屋為B 類建筑，部分磚混結構房屋為C 類建筑，框架結構房屋為D 類建筑。

表9 地震烈度與房屋平均震害指數對應關系Table 9 The relationship between seismic intensity and average seismic damage index

將本次地震平均震害指數與《中國地震烈度表》給出的震害指數范圍進行對比，結果見圖4，可見：在Ⅶ度區內，木跺房和磚混結構平均震害指數低于震害指數范圍，非簡易房屋平均震害指數也處于震害指數范圍下限邊緣；在Ⅵ度區內，各類房屋結構的平均震害指數雖已與震害指數范圍對應，但均在震害指數范圍中值以下。

圖4 平均震害指數與震害指數范圍表對比Fig.4 Comparison between the average seismic damage index and the range table of seismic damage index

以上分析表明，本次地震震害較輕，結合地震現場調查情況，究其原因如下：①木跺房房屋絕對尺度和門窗開設尺寸受到較大限制，加之層層堆垛交叉咬合的墻體，使其結構整體性和抗震性能較好；②現場調查時間緊任務重，B、C 兩類磚混結構房屋的震害統計結果不易區分，合并為磚混結構參與計算，使得該地區未經抗震設防與按照Ⅶ度標準進行抗震設防的磚混結構房屋的占比對平均震害指數產生直接影響；③該地區地震活動較多，居民抗震設防意識較強，近年來大部分自建的磚混和框架結構房屋采用澆筑樓板和圈梁構造柱體系，民居抗震性能加強；④在脫貧攻堅、農村危房改造、抗震改造等項目中，大部分土木結構和木結構房屋拆除重建為磚混結構房屋，剩余少部分木結構房屋被加固改造，學校、醫院、政府辦公等建筑均按當地抗震設防標準建造，抗震性能得到整體提升。

2.3 震區同等地震震害對比

2012 年6 月24 日在永寧斷裂帶附近發生寧蒗—鹽源MS5.7 地震，與本次寧蒗MS5.5地震震中相距約11 km，位置相近，震級和震源深度相當。2 次地震烈度區面積和釋放能量等參數見表10。由表10 可知，2 次地震震源深度相差僅1 km，震級相差0.2，根據古登堡—里克特的震級能量關系式估算，寧蒗—鹽源MS5.7 地震所釋放的能量約為本次地震的1.99倍，震中烈度區面積約為本次地震的5 倍，Ⅵ度區面積也比本次地震大。

表10 2 次地震基本參數Table 10 Basic parameters of two earthquakes

（1）2 次地震震區房屋結構調查。2 次地震發生相隔10 年，房屋結構類型未變，但其占比變化顯著，結果見圖5(a)，可見：2012 年震區房屋結構主要是木跺房和磚木結構，非簡易房屋僅占3%，隨著經濟發展，脫貧攻堅、農村危房改造等項目的開展，磚混結構和磚木結構已成為2022 年震區主要房屋結構，木垛房數量大幅減少，磚混結構和框架結構已由原3%增長為20%。

圖5 2 次地震中房屋結構和平均震害指數對比(a)寧蒗—鹽源MS 5.7 地震與寧蒗MS 5.5 地震震區房屋結構；(b)寧蒗—鹽源MS 5.7、寧蒗MS 5.5 地震震害指數對比Fig.5 Comparison of house structure and average seismic damage index between two earthquakes

（2）2 次地震各烈度區平均震害指數對比。對比結果見圖5(b)，可知：除木跺房和磚混結構房屋外，寧蒗MS5.5 地震各烈度區房屋震害指數均小于寧蒗—鹽源MS5.7 地震；在2 次地震中，土木結構和磚木結構房屋震害均最為嚴重，主要是因為，2 類房屋大部分為墻抬梁結構，在5 種房屋結構中抗震性能較差；2022 年地震釋放能量雖較小，但在Ⅵ度區內，木跺房和磚混結構房屋平均震害指數較大，主要是因為：①國家實施天然林保護政策以來，木跺房占比發生較大變化，在2012 年至2022 年初，由36%減小為9%，在寧蒗MS5.5 地震Ⅶ度區（烈度區范圍較?。﹥龋径夥繑盗侩m有減少，但不顯著，房屋破壞占比小于寧蒗—鹽源MS5.7 地震，加之寧蒗—鹽源MS5.7 地震Ⅶ度區內木垛房有毀壞情況，故此次地震Ⅶ度區木垛房平均震害指數較小。現存木垛房年久失修，歷經數次地震，即使其抗震性能較強，在此次地震Ⅵ度區內，木垛房屋破壞占比仍大于寧蒗—鹽源MS5.7 地震，故木垛房平均震害指數仍較大；②早年磚混結構房屋較少，且學校、醫院、政府辦公等公用建筑居多（面積約為民居的2 倍），均達到當年抗震設防標準，現有磚混結構房屋為2012 年的10 倍之多，且民居約為公用房屋的13 倍，自建民居未經抗震設防設計，其中不乏樓層加蓋現象，導致在Ⅶ度區和Ⅵ度區內，寧蒗MS5.5 地震磚混結構房屋輕微破壞占比均大于寧蒗—鹽源MS5.7 地震，故在Ⅵ度區內，此次地震磚混結構房屋平均震害指數較大，而在Ⅶ度區內，寧蒗—鹽源MS5.7 地震磚混結構房屋還有毀壞、嚴重破壞、中等破壞的情況，故此次寧蒗MS5.5 地震平均震害指數較小。

3 結論

文中以2022 年寧蒗MS5.5 地震現場房屋震害調查為基礎，詳細介紹本次地震烈度分布情況，分析各結構類型房屋的震害特征和震害指數，并選取震區內近期同等地震進行對比分析，得到以下結論和認識。

（1）依據房屋震害現場調查結果，本次地震烈度評定為：最高烈度為Ⅶ度，長軸為NW 向，與震區地質構造背景、震源機制解、余震序列分布等資料有較好的一致性，與云南地震極震區烈度圈長軸方向分布特點（II1川西稻城斷塊地震烈度長軸以NW 向為主）較為吻合，說明2022 年寧蒗MS5.5 地震烈度評定過程嚴謹、依據充分，符合國家標準《中國地震烈度表》（GB/T 17742—2020）的規定。

（2）根據房屋震害現場調查結果，選取具有代表性的調查點計算各烈度區各類結構房屋的平均震害指數，與2012 年寧蒗—鹽源MS5.7 地震的平均震害指數對比，可以看到震區房屋占比對平均震害指數的深遠影響，從另一個角度說明，在進行地震烈度評定時，應以震區內占比較高的房屋結構的震害作為主要依據（盧永坤等，2019）。

（3）根據云南省地震烈度分布面積統計規律，本次地震Ⅶ度區以上面積遠低于1992—2008 年震例統計的平均值202 km2（周光全，2011），將本次地震各烈度各類房屋結構的平均震害指數與《中國地震烈度表》給出的震害指數范圍對比，與2012 年寧蒗—鹽源MS5.7地震的平均震害指數對比，表明本次地震房屋震害較輕，主要得益于脫貧攻堅、農村危房改造、抗震改造等項目的實施，從而加強了震區房屋結構的整體抗震性能。