淺談物探技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害勘查中的運(yùn)用

袁濤

[摘要]地質(zhì)災(zāi)害勘查的目的在于探明災(zāi)害體的地質(zhì)環(huán)境條件及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，確定災(zāi)害體范圍、規(guī)模，分析災(zāi)害形成、發(fā)生、發(fā)展的原因、機(jī)理及控制因素，評價災(zāi)害體穩(wěn)定狀態(tài)，預(yù)測發(fā)展趨勢及危害性，為決策避讓或防治可行性方案提供依據(jù)，并為防治工程設(shè)計、施工、監(jiān)測預(yù)報提供相關(guān)技術(shù)參數(shù)。針對常見的地質(zhì)災(zāi)害的情況，結(jié)合工作實(shí)踐，本文 地質(zhì)災(zāi)害的物探勘察辦法進(jìn)行了簡要的闡述。

[關(guān)鍵詞]地質(zhì)災(zāi)害 勘察技術(shù) 崩塌 防治措施 物探

[中圖分類號] P429 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-7-167-2

1常見地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象分析

所謂地質(zhì)災(zāi)害是指各種（天然的和人為的）地質(zhì)作用對人民生命財產(chǎn)和國家建設(shè)事業(yè)造成的影響。按致災(zāi)地質(zhì)作用的性質(zhì)劃分，常見地質(zhì)災(zāi)害共有12類、48種：（1）地殼活動災(zāi)害；（2）斜破巖土體運(yùn)動災(zāi)害；（3）地面變形災(zāi)害；（4）礦山與地下工程災(zāi)害；（5）城市地質(zhì)災(zāi)害；（6）河、湖、水庫災(zāi)害；（7）岸帶災(zāi)害等；（8）海洋地質(zhì)災(zāi)害；（9）特殊巖土災(zāi)害；（10）土地退化災(zāi)害；（11）水土污染與地球化學(xué)異常災(zāi)害；（12）水源枯竭災(zāi)害。

2主要地質(zhì)災(zāi)害物探勘察方法

2.1滑坡

滑坡（1andslide）是依附于其內(nèi)在軟弱結(jié)構(gòu)面（帶）的地表斜坡巖土體，在自然地質(zhì)作用和人類活動作用下，失去原有平衡條件而產(chǎn)生以水平位移為主的、直接或間接的危害人類安全和生態(tài)環(huán)境平衡，并給社會和經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成一定損失的整體移動事件。

2.1.1勘查的基本要求

（1）調(diào)查滑坡區(qū)自然地理?xiàng)l件；

（2）查明滑坡區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)特征，闡明滑坡的發(fā)育形成條件；

（3）滑坡類型、性質(zhì)、分布、規(guī)模、成因與形成條件；

（4）查明滑坡床的形狀、埋深與特征；

（5）查明滑坡體中地下水的位置、層數(shù)、涌水量和補(bǔ)給源等 ；

（6）查明滑坡的發(fā)育階段、穩(wěn)定程度及滑坡繼續(xù)發(fā)展的可能性；

（7）查清影響滑坡穩(wěn)定性的主要因素及其作用方式；

（8）進(jìn)行巖土體樣品工程地質(zhì)試驗(yàn)，確定滑坡巖（土）體的顆粒密度、天然含水率、壓縮系數(shù)及抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度，確定滑動面（帶）巖（土）體的c、φ值。

2.1.2滑坡勘查的地球物理方法

（1）瞬變電磁法。在滑坡勘探中解決的問題：①探測隱伏斷層，破碎帶的位置、產(chǎn)狀、性質(zhì)，②測定覆蓋層厚度，確定基巖面形態(tài)；③劃分基巖風(fēng)化帶，確定其厚度，④探測滑坡體的地層結(jié)構(gòu)，巖性接觸關(guān)系，⑤探測滑坡堆積體定堆積床形態(tài)。應(yīng)用條件：①受地形、接地影響?、陔娋W(wǎng)密集、游散電流區(qū)不宜工作瞬變電磁法靜態(tài)影響和地形影響較小，對低阻體反映靈敏，工作方式靈活多樣，成本適中。

（2）瑞雷波法。在滑坡勘探中解決的問題：①測定覆蓋層厚度，確定基巖面形態(tài)；②探測滑坡堆積體的厚度，確定堆積床形態(tài)。應(yīng)用條件：①受地形、場地條件限制較??；②勘探深度較小，目前一般在30-50m左右。適合于復(fù)雜地形條件下工作，特別是對淺部精細(xì)結(jié)構(gòu)反映清晰，分辨率高、工作效率高，資料直觀，成本適中。

2.2崩塌

崩塌（falling）是高陡邊坡（含人工邊坡）上被陡傾的張性破裂面分割的塊體完全脫離母體后，以滾動、跳動、墜落、傾倒等為主的移動現(xiàn)象與過程。危巖體是正在開裂變形，并可能發(fā)生崩滑的危險山體。

崩塌的誘因：（1）采掘礦產(chǎn)資源；（2）道路工程開挖邊坡，（3）水庫蓄水與渠道滲漏；（4）堆（棄）渣填土，（5）強(qiáng)烈振動。

2.2.1崩塌勘查的基本要求

①調(diào)查崩塌區(qū)自然地理?xiàng)l件及地質(zhì)環(huán)境；②查明崩塌體產(chǎn)出地位置、形態(tài)、分布高程、幾何尺寸、體積規(guī)模；③查明崩塌體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，包括地層巖性、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖（土）體結(jié)構(gòu)類型、斜坡組構(gòu)類型，巖土體結(jié)構(gòu)應(yīng)重點(diǎn)查明軟弱（夾）層、斷層、褶曲、裂隙、裂縫、巖溶、采空區(qū)、臨空面、側(cè)邊界、底界（崩、滑帶）以及它們對崩塌的控制和影響；④查明崩塌體的水文地質(zhì)條件和地下水賦存特征；⑤查明崩塌變形發(fā)育史及變形特征；⑥劃定崩塌災(zāi)害范圍，確定崩塌派生災(zāi)害的范圍；⑦查明非地質(zhì)孕災(zāi)因素（如降雨、開挖、采掘等）的強(qiáng)度、周期以及它們對崩塌變形破壞的作用和影響；⑧研究崩塌體變形破壞形式特征，研究其穩(wěn)定性。

2.2.2崩塌勘查的地球物理方法

（1）電阻率測深法。在崩塌勘查中解決的問題有：①測定覆蓋層厚度、確定基巖面形態(tài)；②探測隱伏破碎帶的位置，③探測隱伏洞穴的位置，埋深；④探測塌陷區(qū)地層結(jié)構(gòu)，巖性接觸關(guān)系。應(yīng)用條件：①地形無劇烈變化；②電性變化大且地層傾角較陡地區(qū)不宜。這種方法方法簡單、成熟，較普及資料直觀，定性定量解釋方法均較成熟。

（2）電磁感應(yīng)法。解決的問題有：①探測隱伏斷層、破碎帶的位置；②探測隱伏裂縫的位置、連通情況，③探測巖性接觸帶的位置，④探測隱伏洞穴的位置、大致埋深及充填性質(zhì)。應(yīng)用條件：①地形相對平坦。②強(qiáng)游散電流干擾區(qū)不宜工作。電磁感應(yīng)法對低阻體較靈敏，方法組合較多，可針對不同地質(zhì)體采用不同方式探測，資料結(jié)果較復(fù)雜，以定性解釋為主。

2.3地面塌陷

地面塌陷（sUrfa.ce collapse）是指地表巖、土體及賦存其中的水、氣所組成的綜合體系，在自然或人為因素作用下，產(chǎn)生各種破壞其穩(wěn)定平衡狀態(tài)的力學(xué)效應(yīng)，導(dǎo)致巖土體覆蓋層向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一種地質(zhì)現(xiàn)象。有的塌陷作用隱蔽于地下，尚未達(dá)到地表，稱為地下塌陷。地下塌陷若為柱狀巖，（土）體向下陷落；稱為陷落柱。在土層中發(fā)育的空洞稱為土洞。地面塌陷的誘因：礦產(chǎn)資源的開發(fā)、鐵道、公路等各種工程建設(shè)的開挖。

2.3.1勘查的基本要求

（1）查明塌陷區(qū)自然地理?xiàng)l件及地質(zhì)環(huán)境。①氣象要素：多年平均降雨量，月降雨量分配及雨季降雨量特征，一次最大降 雨量及暴雨特征等；②水文要素；地表溪河年總徑流量及其分配，平均流量及最大流量，洪、桔、平水期水位高程和變幅，③地質(zhì)環(huán)境要素。

（2）查明塌陷發(fā)育史、發(fā)育現(xiàn)狀及其形成條件。①老塌陷及有關(guān)現(xiàn)象的遺跡；②塌陷的形態(tài)特征與分布范圍；③塌陷區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征與水動力條件，可溶巖的巖溶層組類型與巖溶發(fā)育程度，第四系覆蓋層的巖性結(jié)構(gòu)與厚度，各類土的工程地質(zhì)性狀，性質(zhì)及其空間變化規(guī)律，地下水類型與埋深及其動態(tài)特征等。

（3）確定塌陷發(fā)育的動力因素，研究其動態(tài)特征及其與塌陷的相關(guān)關(guān)系，研究塌陷的變形破壞機(jī)制。

（4）評價塌陷區(qū)穩(wěn)定性，預(yù)測其發(fā)展趨勢，確定塌陷的危害性 。

（5）若為黃土塌陷，應(yīng)查明黃土的工程地質(zhì)特征及水理性質(zhì)。

2.3.2地面塌陷勘查的地球物理方法

2.3.2.1激發(fā)極化法在地面塌陷勘查中

解決的問題：①測定地下水水位埋深；②探測隱伏斷層，破碎帶的位置，含水特征；③探測地下洞穴的位置、判斷充填性質(zhì)。

應(yīng)用條件：（1）地形影晌小，要求一定工作場地；（2）適合巖性變化較小的工作，是研究巖石極化特征的方法，可以提供一些特殊信息，但機(jī)理較復(fù)雜，需認(rèn)真分析。

2.3.2.2探地雷達(dá)

在地面塌陷勘查中解決的問題：①探測隱伏斷層的位置、產(chǎn)狀、性質(zhì)；②探測地下洞穴的位置、埋深、空間形態(tài)，③測定覆蓋層厚度，確定基巖面形態(tài)；④探測塌陷區(qū)地層結(jié)構(gòu)，巖性接觸關(guān)系；⑤測定塌陷堆積體厚度，堆積床形態(tài)。

應(yīng)用條件：①受地形、場地限制較小，②勘探深度較小，最大深度30～50m，此方法具有較高的分辨率，適用范圍廣，成本較高。

3結(jié)語

地質(zhì)災(zāi)害的勘查是地質(zhì)災(zāi)害評估、災(zāi)害治理方案設(shè)計、防治工程實(shí)施的重要保證，其中物探技術(shù)可以發(fā)揮重要作用。物探技術(shù)的特點(diǎn)是快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)，尤其是在巖溶、土洞、采空區(qū)、地面塌陷、滑坡、崩塌、壩體滲透等地質(zhì)災(zāi)害勘查評價方面，有著獨(dú)特的效果。大大地縮短了工作周期，真正體現(xiàn)了物探的經(jīng)濟(jì)、快速和準(zhǔn)確的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]牛建慧，張曉培，邱慧《綜合物探方法在中里滑坡調(diào)查中的應(yīng)用》[J].2003.

[2]胡茂焱《地質(zhì)災(zāi)害與防治技術(shù)》中國地質(zhì)大學(xué)出版社[J].2005.

[3]地質(zhì)工程勘察、檢驗(yàn)監(jiān)測及設(shè)計施工與災(zāi)害防治技術(shù)實(shí)用手冊.中國知識出版社，2007.