这次地震虽然震级不大,但造成的破坏是新疆历次5级地震中最为严重的一次。除了在以往地震中普遍可见的农村民居的破坏外,首次出现了抗震安居房、生命线系统的破坏,特别是铁路系统出现了不同程度的破坏。
2.1 房屋建筑破坏现象
本次地震灾区建筑物的结构类型主要可分为土木结构、砖木结构、砖混结构以及抗震安居工程建设的木板夹芯房(王坚,袁高,1999; 尹力峰,唐丽华,2003; 唐丽华,尹力峰,2003a,b; 陈建波等,2009)。近几年新建的砖混结构房屋总体表现出良好的抗震性能,因此重点介绍其它几种结构类型房屋的震害特点。
土木结构房屋多分布在农区且年久失修,绝对数量仍然较大,建筑材料强度低、抗震结构形式不合理,再加上施工质量和场地条件的影响,破坏率较高,在Ⅵ度区出现显著破坏,极震区的西克尔库勒镇上土木结构房屋几乎全部严重破坏或毁坏(图2a、b)。
砖木结构房屋主要分布在乡镇政府及伽师总场,砖墙承重木屋盖体系,许多为农民自建房,这部分砖木结构房屋普遍层高较高,大部分在3.3～3.7 m,开间较大,纵横墙体间无拉接、泥沙砌筑、砌筑质量较差。伽师总场、县磷肥厂等地统一建造的砖木结构房屋,虽然有的建于20世纪90年代,但抗震性能明显好于农民自建的砖木结构房屋。此次地震中极震区西克尔库勒镇的砖木结构房屋破坏数量大、程度严重。许多房屋出现了整体坍塌、墙体垮塌、墙体外闪、纵横墙体交接处产生锯齿形裂缝、横墙出现明显剪切裂缝等显著的破坏现象(图2c、d)。
2003年巴楚—伽师6.8级地震后,新疆在农牧区实施了大规模的抗震安居工程,极大地改善了农居的抗震性能。抗震安居工程在2005年以后发生的破坏性地震中没有出现破坏情况,为减轻地震灾害发挥了巨大作用。
新疆抗震安居工程的房屋结构形式多样,总体以砖木为主。此外,根据地区特点,还有部分木板夹芯墙结构、砖混结构、石木结构、石膏—土柸墙结构等(周铁钢等,2008)。
此次地震灾区中,抗震安居房屋结构类型普遍为木板夹芯墙结构,且基本在2008年前建造。木板夹芯墙结构房屋是在2003年巴楚—伽师6.8级地震后得到灾区百姓普遍认可的结构类型。该结构以木框架为承重体系,围护墙体为两层木板夹土坯构成。该类结构施工简单、抗震能力较强、造价相对较低,适合南疆干旱少雨的气候特点,因此在南疆的贫困地区建造了相当数量的木板夹芯结构抗震安居房,但总体来说这类房屋属于简易房屋,在近几年建造数量已明显减少。在此次地震中,木板夹芯结构的抗震性能总体表现良好,破坏的数量很少。调查中发现共有4幢房屋出现了不同程度的破坏,最为严重的是位于西克尔库勒镇的卫生院,墙体出现明显的剪切型裂缝。经过调查,该房屋木框架朽蚀严重,并且有虫蛀现象(图2e、f)。这是实施抗震安居工程以来首次在地震中发现抗震安居工程破坏情况。
图2 房屋建筑破坏现象
(a)西克尔库勒镇土木结构房屋倒塌;(b)卧里托格拉克乡土木结构房屋倒塌;(c)西克尔库勒镇砖木结构
房屋墙体剪切裂缝;(d)西克尔库勒镇砖木结构房屋外墙倾倒;(e)西克尔库勒镇木板夹芯房横墙
出现裂缝、木框架朽蚀严重;(f)卧里托格拉克乡木板夹芯房墙体中等破坏
Fig.2 Destruction of building construction(a)adobe buildings collapsed in West Kerr Cooley County;(b)adobe buildings collapsed in Wolituo County;(c)shear fracture of wall in brick buildings in West Kerr Cooley County;(d)exterior walls of the brick house toppled down in West Kerr Cooley County;(e)transverse walls cracked and timber frame rotted seriously in West Kerr Cooley County; (f)walls of timber frame in medium damage in Wolituo County
2.2 生命线系统的破坏
此次地震灾区的生命线工程破坏主要包括水库、公路及铁路。生命线系统的破坏现象主要集中在极震区——西克尔库勒镇。
2.2.1 南疆铁路破坏情况
南疆铁路是贯通新疆南部的主要铁路干线,从吐鲁番至喀什,全长约1 450 km。此次地震造成南疆铁路停运约23 h。这是新疆地震史上第一次出现铁路系统的破坏现象。
铁路系统破坏均发生在Ⅶ度区,主要分布在西克尔库勒镇境内,继续长度约25 km。地震共造成12座桥梁梁体出现3～100 mm的横向位移和10～20 mm的纵向位移,个别桥面拱起200 mm,出现支座剪切变形。线路几何尺寸严重超限,有8段水平位移最大30 mm,线路下沉最大50 cm。此外,地震还造成西克尔站天桥有明显裂缝、信号机水泥基座有明显裂缝、铁路钢轨明显弯曲(图3)。
2.2.2 西克尔水库破坏情况
西克尔水库位于西克尔库勒镇境内,属大型拦河式均质土坝,建成于1959年,为病险水库,水库总库容10 041万立方米,死库容1450万立方米,目前基本均属于死库状态。2006年对该水库
图3 生命线系统破坏情况(a)铁路桥梁涵洞护坡垮塌;(b)南疆铁路西克尔库勒路段内铁轨有轻微变形
Fig.3 Destruction of lifeline system (a)revetments of the railway culvert slid down;(b)rails of Xikeer section deformed slightly in South Xinjiang Railway
进行了除险加固(库尔班·阿西木,2003)。但这次地震又造成主坝、副坝、水工建筑物、办公区及生活区房屋等出现破坏。震后主坝出现纵向裂缝,宽度4 cm,纵深达到1.5～2 m。副坝坝后严重渗水,放水涵洞坝后出现大量渗水,小放水闸、闸前浆砌石扭面严重变形,从闸后部分连接处塌陷,闸槽部分也同时出现变形情况。主坝放水涵洞与出口砼八字墙连接处出现整体分离,与土渠连接的铅丝笼块石护坡整体塌陷,泄洪闸前八字墙铅丝笼塌落,闸后砼部分扭曲变形,闸槽和钢闸门严重变形,涵洞连接处伸缩缝5处出现冒浑水现象,闸后消力池出现多处裂缝,砼渠底也严重变形,且有破碎现象,浆砌石扭面两岸沉陷变形。与以往震害相对比,震害现象基本相同,但水库经过加固后震害程度较轻。
2.2.3 G314的破坏情况
地震造成阿图什公路管理局管养的G314线K1317—K1320段路基出现2 km的裂缝,最大缝宽达3～5 cm,深度50 cm以上; 受地震影响的G314线K1318+400处,出现高30 cm、宽6 m的隆起。沿线部分土质截水坝裂缝严重。地震还造成位于西克尔道班内部分建筑物裂缝。
