高密度電法在陜西商南梁家灣滑坡勘察中的應(yīng)用

■馬文鑫 何勝 萇有全

（青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局/青海省環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)試驗(yàn)室青海西寧810007）

高密度電法在陜西商南梁家灣滑坡勘察中的應(yīng)用

■馬文鑫 何勝 萇有全

（青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局/青海省環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)試驗(yàn)室青海西寧810007）

高密度電法具有小極距、點(diǎn)距密、成本低、效率高、數(shù)據(jù)采集量大、地質(zhì)信息豐富、解釋方便且勘探能力顯著提高等特點(diǎn)。本文通過高密度電法采用的溫納裝置，對商南梁家灣滑坡地電斷面的分析解釋，驗(yàn)證了高密度電法用于滑坡調(diào)查的可行性，是研究淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)行之有效的方法，可為進(jìn)一步認(rèn)識滑坡，整治滑坡提供有效的地球物理依據(jù)。

高密度電法 斷面分析 滑坡勘察

1　前言

梁家灣滑坡群位于西（安）合（肥）高速公路陜西商南竹村關(guān)至陜豫界主要滑坡工程地質(zhì)勘察整治設(shè)計(jì)地段，主體設(shè)計(jì)單位對初步勘察評價(jià)方案審查后認(rèn)為：由于勘察方法單一（主要為鉆探），勘探點(diǎn)偏少，推斷成份偏多，工作深度不能滿足整治方案設(shè)計(jì)對基礎(chǔ)資料的相應(yīng)要求，需進(jìn)行補(bǔ)充勘探。在主要滑坡體上布置物探工作的目的是：一方面彌補(bǔ)鉆探工作量的不足，另一方面驗(yàn)證和完善鉆探工作，提高勘探質(zhì)量，最終為以后的詳勘工作提供較為詳盡的基礎(chǔ)地質(zhì)資料。其主要任務(wù)是：查明滑體厚度、下伏基巖起伏、巖性變化及滑面的埋深、形態(tài)和空間分布特征；查明滑體內(nèi)地下水（飽水帶）的分布規(guī)律、深度（厚度）范圍。

2　地質(zhì)及地球物理特征

滑坡是一種常見的地質(zhì)災(zāi)害，降雨和人類活動(dòng)是滑坡發(fā)生和加劇的主要誘發(fā)因素。梁家灣滑坡體前沿坡腳為西（安）、合（肥）高速公路經(jīng)過路段主要邊坡開挖區(qū)，施工后有可能造成邊坡失穩(wěn)等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，因此，研究其誘發(fā)的主要地質(zhì)因素顯得尤為重要。測區(qū)位于丹江南岸，山體植被發(fā)育，降雨充沛，地形相對陡峭，坡頂與坡腳相對高差約150-250m。地下水主要由大氣降水滲漏補(bǔ)給，地下水類型主要為上層滯水、孔隙潛水和基巖裂隙水?？紫稘撍蜕蠈訙饕x存于第四系殘坡積層和滑體滑動(dòng)破碎體中，對滑坡體的穩(wěn)定性影響較大。

測區(qū)滑坡體主要巖性成份為：表層覆蓋亞粘土、亞粘土夾碎石，其電阻率值一般小于100Ω?M，濕度較大時(shí)小于50Ω?M；滑動(dòng)體為棕褐色或土黃色的亞粘土夾角礫的混雜堆積體（包括飽水帶、滑床、滑帶），其電性差異較大，主要與濕度、粘土含量多少等有關(guān)，電阻率一般在60-220Ω?M之間波動(dòng)變化；基底主要為砂質(zhì)板巖(D2n)，該層背景值電阻率較高一般大于220Ω?M。由此可見，基底與滑體表層及滑動(dòng)體堆積物之間存在明顯電阻率差異，這就為利用高密度電法資料推測滑坡體的含水性和判斷滑面的埋深提供了較好地球物理前提。

3　高密度電阻率法的基本原理

高密度電阻率法其工作原理與傳統(tǒng)的直流電阻率法工作原理完全相同。它是集電剖面和電測深為一體的采用高密度布點(diǎn)、進(jìn)行二維地電斷面測量的一種電阻率勘察技術(shù)。把數(shù)據(jù)存儲調(diào)入到圖像處理軟件系統(tǒng)中，可自動(dòng)生成各整體剖面的視電阻率斷面圖像，極大地豐富了地電結(jié)構(gòu)地質(zhì)解釋的可靠性。

4　工作方法技術(shù)

根據(jù)滑坡勘察設(shè)計(jì)方案技術(shù)要求和實(shí)際地形地質(zhì)條件，高密度電法采用α排列溫納裝置（AMNB），高密度剖面布設(shè)方向與滑坡主滑面軸線方向盡量保持一致。電極間距一般5m，短剖面或困難地段以3m為宜。室內(nèi)反演采用RES2DINV二維反演系統(tǒng)進(jìn)行正、反演計(jì)算，將反演結(jié)果在1：1000實(shí)際地形剖面線下推算繪制出各巖性層深度，以不同的圖示顏色表示各電性層視電阻率（ρs）和各地層視厚度，依據(jù)各剖面地形影響，進(jìn)行地形校正，推測剖面方向各地層巖性及視電阻率（ρs）取值范圍，最終結(jié)合地質(zhì)和鉆探資料推斷劃分滑體的厚度、滑面埋深和飽水帶厚度及分布變化范圍。

5　剖面資料分析推斷

梁家灣滑坡群分布有三個(gè)規(guī)模較大的滑坡，尤其以1號滑坡規(guī)模最大，以2線、4線為例，其他剖面斷面分析不再贅述。2線剖面縱向布置在1號滑坡體西側(cè)（主滑方向），剖面長約300m，高密度反演剖面上部視電阻率反映比較零亂，底部基巖界面起伏較大，推測滑體在該處擾動(dòng)較薄，滑動(dòng)體破碎呈混雜堆積狀，剖面部分地段有明顯的含水反映，飽水帶埋深在10-12m之間波動(dòng)變化，滑面位于基巖面之上，埋深最大約30m，滑體前沿切穿公路沖出滑床以反傾形式坐落在丹江南岸陡坡上。推測滑體表層亞粘土ρs<90Ω?M,飽水帶ρs=90-110Ω?M，厚約1.0-2.5m，滑床ρs=110-180Ω?M，厚2.0-15m，滑帶（亞粘土夾塊石）ρs=180-220Ω?M，厚約2.0-5.0m，經(jīng)與鉆探資料分析對比，物探推斷解釋與實(shí)際地質(zhì)結(jié)果基本一致。

4線位于滑坡體東側(cè)，剖面長約480m。高密度反演結(jié)果顯示：基巖面埋深較大，表部為覆蓋較厚的亞粘土地層，整條剖面地層的視電阻率較低，電阻率ρs=40-90Ω?M，推斷滑動(dòng)體內(nèi)地下水豐富，地層較松軟，滑面位于飽水帶內(nèi)，該測線滑坡體屬第四系亞粘土層內(nèi)的切層滑坡，雨季降雨量大時(shí)極易滑動(dòng)，滑面埋深最大處可達(dá)22m，后經(jīng)鉆探驗(yàn)證證實(shí)了推測解釋結(jié)果真實(shí)可靠。

6　結(jié)語

（1）高密度電法探測系統(tǒng)對查明滑坡體厚度、滑面埋深、起伏波動(dòng)、滑體前、后沿界限及滑體在軸線上的空間發(fā)育情況，針對復(fù)雜的地電背景條件，應(yīng)用效果依然明顯，特別是對查明滑坡體的飽水賦水情況異常判斷是行之有效的。

（2）對不同地電背景條件下的目標(biāo)體進(jìn)行探測，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況（地質(zhì)地形條件等）合理選擇采集裝置和布線，對探測結(jié)果的解釋也要結(jié)合實(shí)際地質(zhì)測繪調(diào)查和鉆探資料進(jìn)行綜合分析，盡可能地減小解釋誤差。

（3）一般情況下，大部分滑坡體溝壑縱橫、地形復(fù)雜起伏較大，高密度電極布設(shè)對數(shù)據(jù)采集會有影響，資料反演和地質(zhì)推斷分析精度有一定誤差，這些不足之處尚需改進(jìn)完善。在覆蓋層（滑坡體）厚度不大的情況下，應(yīng)更多的考慮綜合應(yīng)用多種物探方法手段，可相互驗(yàn)證，以期得到更好的地質(zhì)勘探效果。

[1]陳仲候，王興泰，杜世漢等.工程與環(huán)境物探教程 [M].北京：地質(zhì)出版社，1993.

[2]吳斌，曹蜀相，張淳等.高密度電法在四川青川張家溝滑坡勘查中的應(yīng)用 [J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，6.

[3]楊德龍，朱麗麗，黃凡等.高密度電阻率法在某滑坡探測中的應(yīng)用 [J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2011，9.

P624[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-200-1