2022年云南宁蒗MS 5.5地震房屋震害特征与烈度评定

王 杰 杨健强 卢永坤 张原硕 叶 阳 冉 华

（中国昆明650224 云南省地震局）

0 引言

破坏地震发生后，尽快完成地震灾害调查与烈度评定、提供地震烈度图，能够为震后恢复重建规划制定、恢复重建范围划定提供重要依据（周光全，2013）。《中国地震烈度表》（GB/T 17742—2020）规定，在评定Ⅵ—Ⅹ度烈度时，应以房屋震害为主要评定依据。由于不同调查人员对同一震害结果的评定标准难以统一，胡律贤等提出以0.0—1.0 的实数作为震害指数来定量描述结构震害，给出平均震害指数计算方法，并采用该指数确定调查点的烈度（孙柏涛等，2019）。

2022 年1 月2 日15 时2 分6 秒，云南省丽江市宁蒗县发生MS5.5 地震（27.79°N，100.65°E），震源深度10 km，宏观震中位于宁蒗县永宁镇中瓦都—拉鲁瓦—嘎尔村一带，距宁蒗县城59 km。地震导致云南省、四川省多个乡镇各类房屋建筑和工程设施遭受不同程度的损坏，造成2 人重伤，28 人轻伤，云南灾区直接经济总损失约32 300 万元。两省共10 个乡镇受灾，范围如下，云南省：宁蒗县永宁镇、拉伯乡、红桥镇、翠玉乡，玉龙县奉科镇、宝山乡；四川省：木里县依吉乡、俄亚乡、屋脚乡和盐源县泸沽湖镇。地震发生后，云南省地震局立即启动地震应急三级响应，开展现场应急救援工作。

本文以此次地震现场调查为基础，详细描述宁蒗MS5.5 地震烈度分布情况，分析各类房屋结构的震害特征，与发生在2012 年震中位置和震级基本相当的MS5.7 地震进行对比分析，为地震烈度评定和应急救援工作积累经验。

1 地震烈度分布

本次宁蒗MS5.5 地震震区位于滇西北横断山脉中段，川滇交界处，区内山峰林立，沟壑交错，主要发育NW 向永宁断裂、NE 向田坝东断裂和NW 向温泉断裂。本次地震发生在永宁断裂附近，地震序列沿该断裂呈NW 向分布。

灾评组根据《中国地震烈度表》（GB/T 17742—2020）、《地震现场工作第3 部分：调查规范》（GB/T 18208.3—2011）的要求，开展地震灾害调查和烈度评定工作。本次调查涉及6 个乡镇46 个居民点，18 件交通、水利、通信等生命线工程，6 个学校，2 个宗教场所的破坏情况，参考震区地震构造背景、震源机制解、余震序列分布等科技支撑成果，评定本次地震烈度分布。2022 年1 月6 日，云南省地震局发布云南宁蒗MS5.5 地震烈度图（图1）。

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

由图1 可知，宁蒗MS5.5 地震震中烈度为Ⅶ度（7 度），等震线呈椭圆形，长轴呈NW 向，Ⅵ度（6 度）区以上总面积约1 501 km2（含泸沽湖），其中：Ⅶ度区涉及永宁镇永宁村、温泉村、泥鳅沟村3 个行政村共计63 km2；Ⅵ度区涉及云南省宁蒗县永宁镇、拉伯乡、红桥镇、翠玉乡4 个乡镇，四川省的木里县依吉乡、俄亚乡、屋脚乡，盐源县泸沽湖镇4 个乡镇，共计1 438 km2。

2 房屋震害特征

2.1 震区房屋特点和震害特征

根据调查，本次地震震区不包含城市，均为农村地区，房屋建筑主要有框架结构、砖混结构、砖木结构、土木结构和井干式木结构（木垛房）5 种类型，其中砖木结构、土木结构和木跺房约占68%，框架结构仅占11%。灾评组在初步了解震区房屋建筑震害后，统一了本次地震烈度评定的宏观判定标准，确定以砖木结构和土木结构房屋震害作为宏观判定依据。

（1）木跺房是当地特色传统民居，不用立柱和大梁，以圆形木料平行向上层层交叉叠置，在转角处木料端部交叉咬合，堆垛成房屋墙壁，形如古代水井上的木围栏，平面均为长方形。有的房屋在左右侧墙正中立短柱支撑脊檩，将椽子搭在脊檩和前后木墙上，建成双坡屋顶；有的房屋直接将椽子搭在前后木墙上，建成单坡屋顶，屋顶盖以青瓦或劈开的木板为瓦，压上石块。震区内木跺房多为平房，少数与穿斗木构架结合建成二层木楼。因木跺房在房屋绝对尺度和门窗开设尺寸上受到较大限制，加之木墙层层堆垛交叉咬合，结构整体性和抗震性能较好，目前主要用于生产、置物和畜牧养殖，少有人住。

（2）土木结构房屋多以穿斗木构架承重，土胚墙或夯土墙围护，少数为夯土墙承重，墙抬木梁结构，土墙厚约40—70 cm，楼板为木楼板或用木条、草筋作为延性材料夯土而成，屋顶为“人”字形瓦顶，多为2 层，一层居住、二层储物。

（3）砖木结构房屋大部分以砖柱、砖墙、木梁为主要承重构件，少数以木屋架承重为主，木楼板，“人”字形瓦顶，一层居住、二层储物，房屋抗震性能较差。

（4）砖混结构房屋主要由砖墙承重，预制板或钢筋混凝土浇筑楼板和屋顶，部分房屋设有圈梁和构造柱，房屋结构整体性加强，而部分村民自建房屋则未设圈梁和构造柱，房屋结构整体性和抗震性能较差。

（5）框架结构房屋由钢筋混凝土梁柱承重，现浇楼板和屋顶，抗震性能较好。此类房屋多为近年来脱贫攻坚、农村危房改造等项目中新建以及学校、医院、政府办公用房。

2.1.1Ⅶ度区震害特征。Ⅶ度区内木垛房少数屋顶梭掉瓦，房屋整体倾斜[图2(a)]；土木和砖木结构个别柱脚位移[图2(b)]、墙体局部倒塌[图2(c)]，多数墙体开裂、梭掉瓦[图2(d)]；砖混结构房屋个别地基不均匀沉降，墙体出现贯通裂缝，少数墙体开裂明显[图2(e)]；框架结构房屋少数填充墙开裂、抹灰层脱落[图2(f)]。

图2 2022 年宁蒗MS 5.5 地震Ⅶ度区各类结构房屋震害照片(a)永宁镇中瓦都村土跺房梭掉瓦房屋整体倾斜；(b)永宁镇火山村砖木结构柱脚位移；(c)永宁镇中瓦都村土木结构墙体倒塌；(d)永宁镇嘎尔村砖木结构墙体开裂、梭掉瓦；(e)永宁镇永宁村砖混结构墙体开裂；(f)永宁镇永宁村框架结构填充墙开裂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度区震害特征。Ⅵ度区内木垛房个别梭掉瓦；土木和砖木结构部分房屋墙体开裂、梭掉瓦[图3(a)]；砖混结构房屋个别墙体开裂[图3(b)]；框架结构房屋个别墙梁结合部开裂、抹灰层脱落。

图3 2022 年宁蒗MS 5.5 地震Ⅵ度区各类结构房屋震害照片(a)拉伯乡古鲁甸村砖木结构墙体开裂；(b)永宁镇泥鳅沟村砖混结构墙体开裂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 平均震害指数和破坏比

平均震害指数与房屋建筑破坏比是判定烈度的量化指标，也是定量研究某烈度区或调查点房屋建筑震害的重要依据（卢永坤等，2014；明小娜等，2017；张原硕等，2020）。

2.2.1抽样点房屋建筑破坏面积和平均震害指数。根据《中国地震烈度表》（GB/T 17742—2020），现场调查遭受不同震害的各类房屋建筑面积，将其占比与相应震害指数相乘，可计算各类房屋建筑的平均震害指数，公式如下

式中，D为某调查点（或区域）某一类房屋建筑的平均震害指数，di为该类房屋破坏等级为i的震害指数，λi为该类结构的破坏等级为i的房屋面积（或栋数）占比（%）。

按照《地震现场工作第4 部分：灾害直接损失评估》（GB/T 18208.4—2011）规定，将木垛房、土木结构和砖木结构房屋归为简易房屋，砖混结构和框架结构房屋归为非简易房屋。简易房屋分为基本完好、破坏和毁坏3 个破坏等级，非简易房屋分基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏和毁坏5 个破坏等级。结合云南历史地震中房屋震害指数经验（周光全，2011；云南省地震灾害损失评定委员会，2012），各级房屋结构对应的各级震害指数见表1。选取本次地震灾评调查中具有代表性的18 个调查点计算平均震害指数，各类结构房屋的面积和平均震害指数，见表2—表6。

表1 简易房屋和非简易房屋各级震害指数Table 1 Seismic damage indexes of simple houses and non-simple houses at all levels

表2 木垛房破坏面积和平均震害指数Table 2 Summary of damaged area and average seismic damage index of wooden stack houses

表3 土木结构房屋破坏面积与平均震害指数Table 3 Summary of damaged area and average seismic damage index of civil structure houses

表4 框架结构房屋破坏面积与平均震害指数Table 4 Summary of damaged area and average seismic damage index of frame structure houses

表5 砖木结构房屋破坏面积与平均震害指数Table 5 Summary of damaged area and average seismic damage index of brick-wood structure houses

表6 砖混结构房屋破坏面积与平均震害指数Table 6 Summary of damaged area and average seismic damage index of brick-concrete structure houses

2.2.2各烈度区房屋破坏比。根据表2—表6，计算出各烈度区内不同结构类型的房屋的破坏比和平均震害指数，见表7、表8。

表7 简易房屋的破坏比和平均震害指数Table 7 Damage ratio and average seismic damage index of simple houses

按照《中国地震烈度表》（GB/T 17742—2020）中地震烈度与房屋平均震害指数的对应关系（表9）所示房屋分类（A1类为未经抗震设防的土木、砖木、石木等房屋；A2类为为穿斗木结构房屋；B 类为未经抗震设防的砖混结构房屋；C 类为按照Ⅶ度抗震设防的砖混结构房屋；D 类为按照Ⅶ度抗震设防的框架结构房屋），结合本次地震现场调查，震区房屋进行如下分类：土木和砖木结构房屋为A1类建筑，木跺房为A2类建筑，部分砖混结构房屋为B 类建筑，部分砖混结构房屋为C 类建筑，框架结构房屋为D 类建筑。

表9 地震烈度与房屋平均震害指数对应关系Table 9 The relationship between seismic intensity and average seismic damage index

将本次地震平均震害指数与《中国地震烈度表》给出的震害指数范围进行对比，结果见图4，可见：在Ⅶ度区内，木跺房和砖混结构平均震害指数低于震害指数范围，非简易房屋平均震害指数也处于震害指数范围下限边缘；在Ⅵ度区内，各类房屋结构的平均震害指数虽已与震害指数范围对应，但均在震害指数范围中值以下。

图4 平均震害指数与震害指数范围表对比Fig.4 Comparison between the average seismic damage index and the range table of seismic damage index

以上分析表明，本次地震震害较轻，结合地震现场调查情况，究其原因如下：①木跺房房屋绝对尺度和门窗开设尺寸受到较大限制，加之层层堆垛交叉咬合的墙体，使其结构整体性和抗震性能较好；②现场调查时间紧任务重，B、C 两类砖混结构房屋的震害统计结果不易区分，合并为砖混结构参与计算，使得该地区未经抗震设防与按照Ⅶ度标准进行抗震设防的砖混结构房屋的占比对平均震害指数产生直接影响；③该地区地震活动较多，居民抗震设防意识较强，近年来大部分自建的砖混和框架结构房屋采用浇筑楼板和圈梁构造柱体系，民居抗震性能加强；④在脱贫攻坚、农村危房改造、抗震改造等项目中，大部分土木结构和木结构房屋拆除重建为砖混结构房屋，剩余少部分木结构房屋被加固改造，学校、医院、政府办公等建筑均按当地抗震设防标准建造，抗震性能得到整体提升。

2.3 震区同等地震震害对比

2012 年6 月24 日在永宁断裂带附近发生宁蒗—盐源MS5.7 地震，与本次宁蒗MS5.5地震震中相距约11 km，位置相近，震级和震源深度相当。2 次地震烈度区面积和释放能量等参数见表10。由表10 可知，2 次地震震源深度相差仅1 km，震级相差0.2，根据古登堡—里克特的震级能量关系式估算，宁蒗—盐源MS5.7 地震所释放的能量约为本次地震的1.99倍，震中烈度区面积约为本次地震的5 倍，Ⅵ度区面积也比本次地震大。

表10 2 次地震基本参数Table 10 Basic parameters of two earthquakes

（1）2 次地震震区房屋结构调查。2 次地震发生相隔10 年，房屋结构类型未变，但其占比变化显著，结果见图5(a)，可见：2012 年震区房屋结构主要是木跺房和砖木结构，非简易房屋仅占3%，随着经济发展，脱贫攻坚、农村危房改造等项目的开展，砖混结构和砖木结构已成为2022 年震区主要房屋结构，木垛房数量大幅减少，砖混结构和框架结构已由原3%增长为20%。

图5 2 次地震中房屋结构和平均震害指数对比(a)宁蒗—盐源MS 5.7 地震与宁蒗MS 5.5 地震震区房屋结构；(b)宁蒗—盐源MS 5.7、宁蒗MS 5.5 地震震害指数对比Fig.5 Comparison of house structure and average seismic damage index between two earthquakes

（2）2 次地震各烈度区平均震害指数对比。对比结果见图5(b)，可知：除木跺房和砖混结构房屋外，宁蒗MS5.5 地震各烈度区房屋震害指数均小于宁蒗—盐源MS5.7 地震；在2 次地震中，土木结构和砖木结构房屋震害均最为严重，主要是因为，2 类房屋大部分为墙抬梁结构，在5 种房屋结构中抗震性能较差；2022 年地震释放能量虽较小，但在Ⅵ度区内，木跺房和砖混结构房屋平均震害指数较大，主要是因为：①国家实施天然林保护政策以来，木跺房占比发生较大变化，在2012 年至2022 年初，由36%减小为9%，在宁蒗MS5.5 地震Ⅶ度区（烈度区范围较小）内，木垛房数量虽有减少，但不显著，房屋破坏占比小于宁蒗—盐源MS5.7 地震，加之宁蒗—盐源MS5.7 地震Ⅶ度区内木垛房有毁坏情况，故此次地震Ⅶ度区木垛房平均震害指数较小。现存木垛房年久失修，历经数次地震，即使其抗震性能较强，在此次地震Ⅵ度区内，木垛房屋破坏占比仍大于宁蒗—盐源MS5.7 地震，故木垛房平均震害指数仍较大；②早年砖混结构房屋较少，且学校、医院、政府办公等公用建筑居多（面积约为民居的2 倍），均达到当年抗震设防标准，现有砖混结构房屋为2012 年的10 倍之多，且民居约为公用房屋的13 倍，自建民居未经抗震设防设计，其中不乏楼层加盖现象，导致在Ⅶ度区和Ⅵ度区内，宁蒗MS5.5 地震砖混结构房屋轻微破坏占比均大于宁蒗—盐源MS5.7 地震，故在Ⅵ度区内，此次地震砖混结构房屋平均震害指数较大，而在Ⅶ度区内，宁蒗—盐源MS5.7 地震砖混结构房屋还有毁坏、严重破坏、中等破坏的情况，故此次宁蒗MS5.5 地震平均震害指数较小。

3 结论

文中以2022 年宁蒗MS5.5 地震现场房屋震害调查为基础，详细介绍本次地震烈度分布情况，分析各结构类型房屋的震害特征和震害指数，并选取震区内近期同等地震进行对比分析，得到以下结论和认识。

（1）依据房屋震害现场调查结果，本次地震烈度评定为：最高烈度为Ⅶ度，长轴为NW 向，与震区地质构造背景、震源机制解、余震序列分布等资料有较好的一致性，与云南地震极震区烈度圈长轴方向分布特点（II1川西稻城断块地震烈度长轴以NW 向为主）较为吻合，说明2022 年宁蒗MS5.5 地震烈度评定过程严谨、依据充分，符合国家标准《中国地震烈度表》（GB/T 17742—2020）的规定。

（2）根据房屋震害现场调查结果，选取具有代表性的调查点计算各烈度区各类结构房屋的平均震害指数，与2012 年宁蒗—盐源MS5.7 地震的平均震害指数对比，可以看到震区房屋占比对平均震害指数的深远影响，从另一个角度说明，在进行地震烈度评定时，应以震区内占比较高的房屋结构的震害作为主要依据（卢永坤等，2019）。

（3）根据云南省地震烈度分布面积统计规律，本次地震Ⅶ度区以上面积远低于1992—2008 年震例统计的平均值202 km2（周光全，2011），将本次地震各烈度各类房屋结构的平均震害指数与《中国地震烈度表》给出的震害指数范围对比，与2012 年宁蒗—盐源MS5.7地震的平均震害指数对比，表明本次地震房屋震害较轻，主要得益于脱贫攻坚、农村危房改造、抗震改造等项目的实施，从而加强了震区房屋结构的整体抗震性能。