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]。
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。
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。
(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。
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。
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。
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)
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.