高密度电法在陕西商南梁家湾滑坡勘察中的应用
2016-04-14马文鑫何胜苌有全
■马文鑫 何胜 苌有全
（青海省环境地质勘查局/青海省环境地质重点试验室青海西宁810007）
高密度电法在陕西商南梁家湾滑坡勘察中的应用
■马文鑫 何胜 苌有全
（青海省环境地质勘查局/青海省环境地质重点试验室青海西宁810007）
高密度电法具有小极距、点距密、成本低、效率高、数据采集量大、地质信息丰富、解释方便且勘探能力显著提高等特点。本文通过高密度电法采用的温纳装置，对商南梁家湾滑坡地电断面的分析解释，验证了高密度电法用于滑坡调查的可行性，是研究浅层地质结构行之有效的方法，可为进一步认识滑坡，整治滑坡提供有效的地球物理依据。
高密度电法 断面分析 滑坡勘察
1 前言
梁家湾滑坡群位于西（安）合（肥）高速公路陕西商南竹村关至陕豫界主要滑坡工程地质勘察整治设计地段，主体设计单位对初步勘察评价方案审查后认为：由于勘察方法单一（主要为钻探），勘探点偏少，推断成份偏多，工作深度不能满足整治方案设计对基础资料的相应要求，需进行补充勘探。在主要滑坡体上布置物探工作的目的是：一方面弥补钻探工作量的不足，另一方面验证和完善钻探工作，提高勘探质量，最终为以后的详勘工作提供较为详尽的基础地质资料。其主要任务是：查明滑体厚度、下伏基岩起伏、岩性变化及滑面的埋深、形态和空间分布特征；查明滑体内地下水（饱水带）的分布规律、深度（厚度）范围。
2 地质及地球物理特征
滑坡是一种常见的地质灾害，降雨和人类活动是滑坡发生和加剧的主要诱发因素。梁家湾滑坡体前沿坡脚为西（安）、合（肥）高速公路经过路段主要边坡开挖区，施工后有可能造成边坡失稳等地质灾害的发生，因此，研究其诱发的主要地质因素显得尤为重要。测区位于丹江南岸，山体植被发育，降雨充沛，地形相对陡峭，坡顶与坡脚相对高差约150-250m。地下水主要由大气降水渗漏补给，地下水类型主要为上层滞水、孔隙潜水和基岩裂隙水。孔隙潜水和上层滞水主要赋存于第四系残坡积层和滑体滑动破碎体中，对滑坡体的稳定性影响较大。
测区滑坡体主要岩性成份为：表层覆盖亚粘土、亚粘土夹碎石，其电阻率值一般小于100Ω?M，湿度较大时小于50Ω?M；滑动体为棕褐色或土黄色的亚粘土夹角砾的混杂堆积体（包括饱水带、滑床、滑带），其电性差异较大，主要与湿度、粘土含量多少等有关，电阻率一般在60-220Ω?M之间波动变化；基底主要为砂质板岩(D2n)，该层背景值电阻率较高一般大于220Ω?M。由此可见，基底与滑体表层及滑动体堆积物之间存在明显电阻率差异，这就为利用高密度电法资料推测滑坡体的含水性和判断滑面的埋深提供了较好地球物理前提。
3 高密度电阻率法的基本原理
高密度电阻率法其工作原理与传统的直流电阻率法工作原理完全相同。它是集电剖面和电测深为一体的采用高密度布点、进行二维地电断面测量的一种电阻率勘察技术。把数据存储调入到图像处理软件系统中，可自动生成各整体剖面的视电阻率断面图像，极大地丰富了地电结构地质解释的可靠性。
4 工作方法技术
根据滑坡勘察设计方案技术要求和实际地形地质条件，高密度电法采用α排列温纳装置（AMNB），高密度剖面布设方向与滑坡主滑面轴线方向尽量保持一致。电极间距一般5m，短剖面或困难地段以3m为宜。室内反演采用RES2DINV二维反演系统进行正、反演计算，将反演结果在1：1000实际地形剖面线下推算绘制出各岩性层深度，以不同的图示颜色表示各电性层视电阻率（ρs）和各地层视厚度，依据各剖面地形影响，进行地形校正，推测剖面方向各地层岩性及视电阻率（ρs）取值范围，最终结合地质和钻探资料推断划分滑体的厚度、滑面埋深和饱水带厚度及分布变化范围。
5 剖面资料分析推断
梁家湾滑坡群分布有三个规模较大的滑坡，尤其以1号滑坡规模最大，以2线、4线为例，其他剖面断面分析不再赘述。2线剖面纵向布置在1号滑坡体西侧（主滑方向），剖面长约300m，高密度反演剖面上部视电阻率反映比较零乱，底部基岩界面起伏较大，推测滑体在该处扰动较薄，滑动体破碎呈混杂堆积状，剖面部分地段有明显的含水反映，饱水带埋深在10-12m之间波动变化，滑面位于基岩面之上，埋深最大约30m，滑体前沿切穿公路冲出滑床以反倾形式坐落在丹江南岸陡坡上。推测滑体表层亚粘土ρs<90Ω?M,饱水带ρs=90-110Ω?M，厚约1.0-2.5m，滑床ρs=110-180Ω?M，厚2.0-15m，滑带（亚粘土夹块石）ρs=180-220Ω?M，厚约2.0-5.0m，经与钻探资料分析对比，物探推断解释与实际地质结果基本一致。
4线位于滑坡体东侧，剖面长约480m。高密度反演结果显示：基岩面埋深较大，表部为覆盖较厚的亚粘土地层，整条剖面地层的视电阻率较低，电阻率ρs=40-90Ω?M，推断滑动体内地下水丰富，地层较松软，滑面位于饱水带内，该测线滑坡体属第四系亚粘土层内的切层滑坡，雨季降雨量大时极易滑动，滑面埋深最大处可达22m，后经钻探验证证实了推测解释结果真实可靠。
6 结语
（1）高密度电法探测系统对查明滑坡体厚度、滑面埋深、起伏波动、滑体前、后沿界限及滑体在轴线上的空间发育情况，针对复杂的地电背景条件，应用效果依然明显，特别是对查明滑坡体的饱水赋水情况异常判断是行之有效的。
（2）对不同地电背景条件下的目标体进行探测，应根据实际情况（地质地形条件等）合理选择采集装置和布线，对探测结果的解释也要结合实际地质测绘调查和钻探资料进行综合分析，尽可能地减小解释误差。
（3）一般情况下，大部分滑坡体沟壑纵横、地形复杂起伏较大，高密度电极布设对数据采集会有影响，资料反演和地质推断分析精度有一定误差，这些不足之处尚需改进完善。在覆盖层（滑坡体）厚度不大的情况下，应更多的考虑综合应用多种物探方法手段，可相互验证，以期得到更好的地质勘探效果。
[1]陈仲候，王兴泰，杜世汉等.工程与环境物探教程 [M].北京：地质出版社，1993.
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[3]杨德龙，朱丽丽，黄凡等.高密度电阻率法在某滑坡探测中的应用 [J].地质灾害与环境保护，2011，9.
P624[文献码]B
1000-405X（2016）-7-200-1
