高密度電阻率法在地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)探測(cè)中的應(yīng)用

字貴春

（中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650051）

隨著國(guó)家大力發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在施工階段及后期維護(hù)階段，滑坡、崩塌、泥石流、路面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅生命財(cái)產(chǎn)安全，造成了人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失?？焖贉?zhǔn)確查明地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生原因、規(guī)模以及潛在的災(zāi)害危險(xiǎn)，才能有效地進(jìn)行預(yù)防和治理。常規(guī)的鉆探方法施工成本高、施工周期長(zhǎng)、控制范圍小，不能大面積實(shí)施。而高密度電阻率法兼具剖面和測(cè)深的功能,電極距距小、數(shù)據(jù)采集密度高、成本低、速度快等優(yōu)點(diǎn)在地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合對(duì)某工業(yè)園1號(hào)路路面塌陷的探測(cè)，說(shuō)明高密度電阻率法在路面塌陷快速探測(cè)中的有效性和適用性，結(jié)合后期部分鉆探驗(yàn)證，達(dá)到了快速、準(zhǔn)確的探測(cè)目的[1-3]。

1 工程概況

受強(qiáng)降雨且時(shí)間長(zhǎng)的影響，某工業(yè)園區(qū)1號(hào)水泥道路K2+720-760段于2017年7月27日發(fā)生人行道路面塌陷，塌陷范圍7m×3m，深約3.5米,且塌陷區(qū)往主干道路面下延伸，形成一片脫空區(qū)，嚴(yán)重威脅過(guò)往行人及車輛安全，導(dǎo)致該道路不得不封閉。為盡快對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行治理，恢復(fù)道路通行，減少經(jīng)濟(jì)損失，委托方要求快速準(zhǔn)確查明塌陷形成原因及規(guī)模，并為下一步治理提供依據(jù)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，決定采用高密度電阻法進(jìn)行探測(cè)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行少量鉆孔驗(yàn)證。

2 地層概況及地球物理特征

2.1 地層概況

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和后期鉆孔資料，場(chǎng)地地表被第四系人工堆積（Q4ml）層覆蓋，往下依次為第四系坡殘積（Q4dl+el）粉質(zhì)黏土、黏土層，三迭系中統(tǒng)個(gè)舊組（T2g）灰?guī)r等。

2.2 地球物理特征

（1）場(chǎng)區(qū)覆蓋層為第四系耕植土、素填土、路基層、水泥路面、粉質(zhì)黏土、黏土等，視電阻率變化較大，視電阻率ρs在20Ω·m～400Ω·m。

（2）強(qiáng)風(fēng)化或裂隙發(fā)育的灰?guī)r，視電阻率ρs一般在80Ω·m～400Ω·m；中風(fēng)化或致密狀的灰?guī)r，視電阻率ρs一般在600Ω·m以上。

（3）塌陷區(qū)由于部分黏土被流走，內(nèi)部形成大小不等的裂隙、空腔等，視電阻率ρs的變化與強(qiáng)風(fēng)化裂隙發(fā)育的灰?guī)r相近，一般在80Ω·m～600Ω·m。

3 高密度電阻率法現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)

3.1 測(cè)線布置

為快速準(zhǔn)確查明塌陷區(qū)的分布范圍及規(guī)模，測(cè)線縱向布置（與路平行）2條，橫向布置（與路近正交）2條，大體呈“井”字形，共布置測(cè)線4條，長(zhǎng)度280m～400m。

3.2 儀器設(shè)備及工作參數(shù)

根據(jù)探測(cè)目的，儀器設(shè)備選擇重慶奔騰數(shù)控儀器廠生產(chǎn)的WDJD-3高密度電阻率法測(cè)量系統(tǒng)。電極數(shù)60根，電極距為3.0m～5.0m，測(cè)量裝置采用溫納α裝置。

3.3 探測(cè)成果解釋

本次探測(cè)工作時(shí)間緊，共開展了4條高密度電阻率法測(cè)線，其中測(cè)線1號(hào)、測(cè)線2號(hào)和測(cè)線3號(hào)探測(cè)成果如圖1、圖2、圖3所示。

測(cè)線1號(hào)（縱測(cè)線）位于塌陷區(qū)的西側(cè)，長(zhǎng)度400米，本次解釋長(zhǎng)度0～280米，水平距離140m~170m處有一向南下延伸的低阻帶，推測(cè)該低阻帶為充填黏性土的破碎帶。測(cè)線的北段視電阻率值相對(duì)較高，且變化較均勻，推測(cè)北段巖性相對(duì)較完整。

測(cè)線2號(hào)（縱測(cè)線）位于塌陷區(qū)的東側(cè)，水平距離120m~150m處有一向南下延伸的低阻帶，推測(cè)該低阻帶為充填黏性土的破碎帶。測(cè)線的北段視電阻率值相對(duì)較高，且變化較均勻，推測(cè)北段巖性相對(duì)較完整。

測(cè)線3號(hào)（橫測(cè)線）位于塌陷區(qū)的南側(cè)，與公路近正交，淺部視電阻率較低，隨深度增加而增大，在測(cè)線上部存在一低阻帶，結(jié)合測(cè)線1號(hào)、2號(hào)和地質(zhì)調(diào)查，推測(cè)該低阻帶為充填黏性土的破碎帶。測(cè)線的北段視電阻率值相對(duì)較高，且變化較均勻，推測(cè)北段巖性相對(duì)較完整。

根據(jù)高密度電阻率法探測(cè)成果，在塌陷區(qū)南北兩側(cè)共布置6個(gè)鉆孔，鉆孔揭露情況與探測(cè)結(jié)果基本一致。

圖1 測(cè)線1號(hào)（縱測(cè)線）視電阻率等值線斷面圖（上）及推斷解釋圖（下）

圖2 測(cè)線2號(hào)（縱測(cè)線）視電阻率等值線斷面圖（上）及推斷解釋圖（下）

圖3 測(cè)線3號(hào)（橫測(cè)線）視電阻率等值線斷面圖（上）及推斷解釋圖（下）

4 結(jié)論

結(jié)合地質(zhì)調(diào)查和鉆探驗(yàn)證，基本查明塌陷區(qū)系處于一個(gè)斷層破碎帶，該斷層為次生正斷層，走向?yàn)?45°∠60°，長(zhǎng)約14公里。斷層破碎帶一般寬10~20米，因其年代久遠(yuǎn)，大部分?jǐn)鄬悠扑閹Ь扬L(fēng)化成紅粘土。該紅粘土部分已被帶走，部分形成溶洞及空洞，受強(qiáng)降雨且時(shí)間長(zhǎng)的影響，斷層破碎帶的紅粘土力學(xué)性質(zhì)降低，不能支撐上方土體的重度而垮塌，該地段的路面亦變形垮塌。

探測(cè)結(jié)果表明，高密度電阻率法對(duì)塌陷區(qū)探測(cè)是可行有效的，且有效地指導(dǎo)了施工鉆孔的布設(shè)，為下一步塌陷治理提供了依據(jù)。

[1]王文科,字貴春.高密度電法在某變電站工程覆蓋層厚度探測(cè)中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程,2013年第18期.

[2]周建民,易清平.高密度電阻率法在地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2004年9月第17卷第3期.

[3]孔繁良,陳超，孫冠軍.高密度電法在清江水布埡庫(kù)區(qū)滑坡調(diào)查中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2008年4月第5卷第2期.