四川泸定6.8级地震地质灾害调查

蔡晓光，常晁瑜，李孝波

（1.防灾科技学院地质工程学院，河北 三河 065201；
2.河北省地震灾害防御与风险评价重点实验室，河北 三河 065201；
3.中国地震局建筑物破坏机理与防御重点实验室，河北 三河 065201）

2022年9月5日12时52分，四川省甘孜藏族自治州泸定县发生6.8级地震，震中位于磨西镇海螺沟冰川森林公园（29.59°N，102.08°E），震源深度约16km。此次地震为主震-余震型地震，记录到余震2715次，其中3级及以上余震16次，最大余震为4.5级［1］。据中国地震台网中心资料，地震震中距泸定县39km，距康定市47km，距石棉县48km，距汉源县 62km，距荥经县78km，距成都市226km。此次地震诱发大量滑坡灾害，损毁震区房屋和道路，造成了严重的人员伤亡和财产损失。地震及次生地质灾害共造成93人死亡（甘孜州泸定县55人，雅安市石棉县38人），25人失联（泸定县9人，石棉县16人），270余人受伤［1-2］。81.4%的遇难和失联人员为山体崩塌、滑坡和滚石等所致，18.6%的人员为房屋倒垮所致。从图1可以看出，此次地震最高烈度为Ⅸ度（9度），等震线长轴呈北西走向，长轴195km，短轴112km，Ⅵ度（6度）区以上面积19 289km2，主要涉及甘孜藏族自治州泸定县、康定市、九龙县、丹巴县、道孚县、雅江县、雅安市石棉县、汉源县、荥经县、天全县以及凉山彝族自治州冕宁县、甘洛县，共计12个县（市），82个乡镇（街道）。

图1 四川泸定6.8级地震烈度图Fig.1 Earthquake intensity map of the Luding，Sichuan M S6.8 Earthquake in 2022

在区域地震构造上，此次地震发生在巴彦喀拉地块东部边缘，处于甘孜-玉树-鲜水河断裂、龙门山断裂和安宁河-则木河-小江断裂所形成的“Y”字形结点位置，震中位于鲜水河断裂磨西段（磨西断裂）［3-4］。鲜水河断裂带全长约350km，北起东谷北西一带，延伸至磨西以南，由鲜水河、雅拉河、色拉哈（亦称康定断层）、折多塘以及磨西5条主要分支断层组成，呈北西-南东走向，整体表现为左旋走滑运动，是中国最活跃的断裂带之一［5-7］。历史地震资料表明，鲜水河断裂带附近区域地震活动强烈，1700年以来沿该断裂带发生了多次强烈的地震活动［1-2］。例如：1725年8月1日康定7.0级地震，1786年6月1日康定南7级地震，1816年12月8日炉霍7级地震，1904年8月30日道孚7.3级地震以及1973年2月6日炉霍7.9级地震等。磨西断裂位于鲜水河断裂向安宁河与大凉山两条断裂转换的构造部位，活动构造样式极为复杂，具有强烈挤压的压扭性左旋走滑运动特征［8-10］。据中国地震台网中心资料，此次地震的震源机制以走滑型为主，断层面走向343°，倾角79°，滑动角9°。

地震诱发地质灾害数量多、范围广是本次地震的主要特征之一，地震高烈度区位于鲜水河断裂、龙门山断裂带和安宁河断裂带交汇构成的“Y字形”断裂带附近，是青藏高原东南缘典型的高山峡谷区域。强烈的构造运动不但破坏岩石的完整性，节理裂隙极其发育，还造就了横断山脉罕见的垂直落差：山脉最高峰为“蜀山之王”的贡嘎山与水平距离30km 左右的大渡河谷地相对高差可达6000多米，这样特殊的地形地貌和地质条件对本次地震地质灾害多发起到促进作用，因此，滑坡、崩塌和落石在高烈度区随处可见，如图2、图3所示。

图2 磨西台地边缘的滑塌现象Fig.2 Landslides on the edge of the Moxi platform

图3 落石现象Fig.3 Rockfall can be seen everywhere

和发震断层方向相似，地震诱发的地质灾害点成带状分布，展布于大渡河两岸和鲜水河断裂两侧的磨西镇、得妥镇、王岗坪彝族藏族乡、草科藏族乡等地，如图4所示。整体上，鲜水河断裂南侧附近的滑坡的数量较多，密集发育，而断裂北侧的滑坡除磨西台地两侧滑坡外，其他区域滑坡数量较少，滑坡的密集程度远不如断裂南侧区域。根据中国地震局地震预测研究所研究的地震破裂过程（图5），起始破裂初始向北西和南东两边展开，7s后破裂主要向南东方向发展，这可能是造成滑坡南多北少的原因之一。

图4 滑坡点位与区域岩性特征Fig.4 Location of landslides and regional lithological characteristics in the study ar ea

不同位置的滑坡具有不同的特征，根据发育特征不同，可以将滑坡分为磨西台地、海螺沟、得妥-湾东、王岗坪-新民-草科4个滑坡密集区，这4处滑坡密集区的地质条件和地震条件不同导致滑坡的发生机理不同，形成的滑坡致灾模式也不同。

磨西台地，是一处贡嘎山早期冰川融水携带的冰碛物碎屑沉积，又被两侧雅家埂河和燕子沟的长期侵蚀形成的北向南倾斜且呈长条状延伸高于河床的台地，长约11km、高约100m，如图6所示。台地沉积的冰碛物中不同粒径的砾石被细砂包裹，胶结较弱，砾石主要为花岗岩，粒径20～300cm，不同部位有所差异。此处距离震中近，地震动强烈，加上台地场地的地形效应，在台地顶部的放大效应明显，越靠近台地边缘，放大越明显。根据烈度仪监测数据，水平向加速度峰值可达490.9gal，竖向加速度峰值可达388.6gal，地震动强烈造成弱胶结的台地两侧岸坡失稳破坏。如图7所示，滑坡主要分布在磨西台地东西两侧岸坡地带，且多处于河流凹岸处。由于特殊的岩性，滑坡一旦发生，砾石和细砂同时滑落在斜坡坡脚，部分砾石具有较强的冲击力，运移距离较远。

图6 磨西台地河流凹岸滑坡Fig.6 Landslides on the concave bank of the river near the Moxi platform

图7 磨西台地边缘滑坡群Fig.7 Landslides group at the edge of the Moxi platform

海螺沟发源于贡嘎雪山东坡，沟长约30.7km，面积约220km2，地势起伏明显，谷窄水深，崖陡壁立，受强烈构造运动影响，岩体破碎，节理发育。地震震中就发生在海螺沟附近，烈度仪记录到的最大水平向加速度669.6gal，竖向加速度峰值523.6gal，强烈地震作用下，地震后海螺沟景区成为“孤岛”，和外界的交通被阻断，原因就是通往海螺沟内滑坡密集发育，堵塞交通，如图8所示。这些滑坡多为浅层崩塌滑坡，具有独立的边界，密度较大，滑体以碎石为主，夹杂少量泥屑和树木，切割岩体的深度较小，沿节理发生，如图9所示。

图8 海螺沟沿路滑坡Fig.8 Landslides along the r oad of Hailuogou

图9 海螺沟破碎的岩石Fig.9 Broken rocks in Hailuogou

得妥镇湾东村附近由于强烈的构造运动和深切河谷卸荷作用，造成区域岩体相对破碎，且地形复杂，地震时发震断裂穿过，地震动强烈，烈度仪记录到的最大水平向加速度1368.5gal，最大竖向加速度857.2gal，这导致湾东村附近成为滑坡最密集的区域（图10、11）。这些滑坡冲击湾东水电站，破坏湾东村建筑基础，堵塞湾东河，形成小型堰塞湖，堰塞体长宽约330m，高约60～70m，目前虽已过流溃决，但大量松散堆积物仍散布在河道内。

图10 得妥大渡河大桥桥头滑坡Fig.10 Landslides near Dadu River Bridge in Detuo Village

石棉县的王岗坪-新民-草科一带，虽然处于Ⅶ和Ⅷ烈度区，但滑坡同样密集发育（图12、13）。在大渡河两岸、田湾河两岸滑坡如串珠，密度极大，多处滑坡难以区分出各自的边界，以滑坡群形式发育。此处岩性以花岗岩和花岗闪长岩为主，表层强风化，部分岩体全风化，形成1～2m厚的坡积土，地震滑坡主要以坡积土的崩滑为主。此处滑坡密集分布区处于龙口石水库、大岗山水电站两处大渡河梯级电站水利工程的库区，库区的水位超出了原始河道的水位150m左右，这改变了库区两岸岩土的含水量，增加容重并软化岩土性质，对地震滑坡发生起到了一定的促进作用。

图11 湾东村成片的滑坡Fig.11 Landslides in Wandong Village

图12 大岗山电站附近的滑坡Fig.12 Landslides near Dagangshan Hydropower Station

本次地震诱发的滑坡多以表层堆积体溜滑为主，切割深度不大，发生滑动的面积累积较大，滑坡体体积并不大。

地震地质灾害的防御是地震工程研究的难点和短板［12］，在汶川大地震中，因滑坡灾害致死人数占比约为25%［13］。本次地震造成的遇难和失联人员中81.4%为山体崩塌、滑坡和滚石等所致，18.6%的人员为房屋倒垮所致。滑坡、崩塌集中分布于地震烈度Ⅷ、Ⅸ度区内，受地形地貌、地质构造、地震动特性以及地层岩性的影响作用明显。以下将重点介绍地震地质灾害造成公路路基、桥梁隧道、房屋建筑等工程结构破坏情况。

2.1 道路工程震害

道路工程（图14）破坏主要体现在三个方面：（1）边坡发生崩塌、滑坡、滚石和支挡结构失效等形式的破坏；
（2）路基发生沉陷、开裂、坍塌、错台、隆起、整体滑移和被滑坡掩埋等形式的破坏；
（3）挡土墙、边坡支护结构发生开裂、鼓胀、倾斜、滑移、垮塌等形式的破坏。

图14 常见道路工程Fig.14 Sketch map of road engineering

（1）道路边坡震害

石棉县通往幸福村的乡道路堑发生整体滑坡，将原本道路完全覆盖，经抢修后暂时恢复通行，但仍有滚石坠落，如图15a所示。泸定县联合村隧道通往新华村道路中断，红色虚线为原有道路，现已被掩埋，截至调查时，道路仍未抢通，如图15b所示。

（2）路基路面震害

石棉县通往泸定县的道路被滑坡掩埋路基，交通中断，部分居民在道路右侧的大渡河中乘坐冲锋舟通行，如图15c所示。磨西镇通往海螺沟的双向两车道由于路基滑移仅剩单车道，如图15d所示。地震中落石导致公路路基产生了路面空洞（图15e）、路面损伤（图15f）和护栏破损（图15g）等形式的破坏。路基路面整体垮塌震害主要出现在一侧临空的路基，如山腰线、临河路基等，尤其是地震导致路基支挡结构物破坏后，易发生路基路面坍滑震害，如图15h所示。在山区公路上，路基路面产生不规则的张拉剪切型断裂，表现在路面上出现宽大的裂隙，形成立体错动和滑移。如图15i和15j所示。

图15 道路边坡级公路路基破坏案例Fig.15 Maps of the r oad slope grade highway subgrade destruction

（3）边坡支护结构震害

边坡支挡结构物主要包括挡墙、护面墙、抗滑桩、桩板墙、锚索（锚杆）等，为了防护落石对路基的影响采用柔性被动防护网。通过对地震灾区支挡结构物的调查，发现挡墙、护面墙震害较多，而抗滑桩、桩板墙、框架锚杆、框架锚索震害相对较轻。图16a、b所示的边坡柔性被动防护网由于崩塌和落石冲击而失效。图16c所示的混凝土护坡能有效阻止滑坡，但自身开裂。磨西台地一处边坡，边坡仅下部设置框格梁而上方未设置，地震导致边坡上部滑坡，滑坡堆积物掩埋下部框格梁，如图16d所示。地震中挡土墙震害现象包括垮塌、墙身剪断、墙身开裂变形、整体倾斜、倾覆、挡土墙被掩埋或砸坏等。浆砌石挡墙造价较低，广泛应用于路基挡墙中。震害调查表明该类挡墙抗震性能较弱，在烈度Ⅷ度以上地区常发生破坏，如图16e和16f所示，调查结果与汶川地震震害情况较为一致［14］。此类挡墙在高烈度区要慎用。整体锚索支护、框格梁，抗震效果良好，如图16g、h所示。

图16 边坡支护结构调查案例Fig.16 Maps of the damage of the slope support structure

2.2 桥梁工程震害

桥梁工程间接震害主要由山体崩塌、滑坡、堰塞湖等次生灾害导致结构物损毁。一种情况是巨石撞击桥墩、主梁，导致桥梁损毁；
另一种情况是高速滑动的崩塌体冲击桥梁，导致桥梁移位或被掩埋，如图17a所示。图17b为桥台侧面滑坡。

图17 桥梁震害Fig.17 Photos of the bridge damage

2.3 隧道工程震害

公路隧道常见的典型震害有：洞口区域山体滑坡崩塌；
衬砌开裂掉块甚至坍塌、衬砌开裂后渗漏水；
路面开裂、错台等。本次震害调查表明仅有山体滑坡崩塌对隧道洞口区域造成影响，其他震害情况较少。位于Ⅷ度区的爱国隧道、大渡河隧道右岸上坝交通洞、左岸上坝1＃支洞，隧道内部结构形式保持良好，并未发生严重破坏，洞口上部岩石掉落，堵塞洞口，如图18（a-c）所示。龙头石隧道位于Ⅶ度区，通过调查发现该隧道洞口及内部未见明显损坏，仅在洞口处发生落石导致路面护栏变形的破坏，如图18d所示。此外，位于Ⅸ度区的联合村隧道、Ⅷ度区的赵家沟隧道、Ⅶ度区的硬梁包水电站1＃支洞、二郎山隧道等均未受到震害影响。

图18 隧道震害Fig.18 Photos of the tunnel damage

2.4 地基失效

建于河岸或边坡附近的建筑，由于存在临空面，地震作用下常由于边坡失稳地基失效造成上部结构破坏。位于Ⅷ度区石棉至泸定的公路边有一岸边临河的临时建筑，由于临空面地基不均匀沉降，导致房屋结构破坏，如图19a所示。磨西镇一处民房（Ⅸ度区），因临空面地基脱空导致房屋结构破坏，如图19b所示。

图19 地基失效调查Fig.19 Photos of the foundation failure investigation

石棉县幸福村一处民房（Ⅷ度区）建在半挖半填地基上，由于地基不均匀沉降，导致了房屋结构破坏。沙嘴水电站厂房位于大渡河河畔（Ⅸ度区），由于半挖半填地基不均匀沉降，房屋与散水处发生开裂，散水有明显裂缝（图19d），不均匀沉降还导致了厂房内部地面破损（图19e），双牛腿柱间出现裂缝现象（图19f）。山区坡地建筑的地基多为半挖半填形式，地震时易产生地基失效导致的房屋破坏。日本阪神地震、中国台湾集集地震中也产生大量同类破坏，因此半挖半填地基上建筑的地震不均匀沉降控制问题仍值得深入研究。

泸定地震后，防灾科技学院地震科考工作组对泸定、石棉县地震地质灾害进行了详细调查，发现地震诱发地质灾害主要特征为数量多、范围广和人员伤亡多。主要得出以下几点结论：

（1）泸定地震震中位于青藏高原向四川盆地过渡带，属于高山峡谷区域。地震诱发的地质灾害点成带状分布，展布于大渡河两岸和鲜水河断裂两侧的磨西镇、得妥镇、王岗坪彝族藏族乡、草科藏族乡等地，方向和发震断层一致。坡面陡峭，岩体风化程度高，颗粒破碎。滑坡多以表层堆积体溜滑为主，切割深度不大，发生滑动的面积累积较大，滑坡体体积并不大。

（2）山区道路受地质灾害影响巨大，部分道路由于滑坡掩埋路基，交通中断。浆砌石挡墙抗震性能较差，锚索、抗滑桩等边坡支护形式抗震性能良好。

（3）高速滑动的崩塌体冲击桥梁，导致桥梁移位或被掩埋；
隧道本身并未发生明显损坏，需要注意山体滑坡崩塌落石等对隧道洞口区域造成的影响。

（4）建造于斜坡上或边坡附近建、构筑物，对于半挖半填地基，需要严格控制填方地基的压实度，基础设计时需要满足基础底面外缘至坡顶边缘的水平距离要求。

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