高密度电法在新疆三河地区滑坡勘察中的应用

2019-03-20赵雪锋刘占兴甘尕莲

中国锰业 2019年1期

赵雪锋，刘占兴，甘尕莲

(1. 青海省有色地质矿产勘查局七队，青海西宁 810007； 2. 华北地质勘查局综合普查大队，河北廊坊 065201)

岩溶塌陷是我国岩溶区主要地质灾害，对经济建设、工程选址会产生重大影响，因此有必要对灰岩城镇区岩溶塌陷地质灾害的风险区划。滑坡所具有的滑动面主要为软弱夹层或软弱面，当遇到大雨或暴雨来临，大量的地表水下渗，导致软弱夹层或软弱面内的物质软化，物理力学性质降低，当其不能提供足够的摩擦阻力阻挡滑坡体的下滑力时，将导致滑坡的形成。在不同岩性地区滑坡的诱发因素、形成机理各不相同，均有其特殊性[1]。

近年来，高密度电法先后在重大场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、垃圾填埋场选址以及采空区、地裂缝探测等众多环境和工程勘察领域取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益[2]。与传统的电阻率法相比，高密度电阻率法成本低、效率高，信息丰富，解释方便，因而勘探能力显著提高。该方法可以获得滑坡体的纵、横向发育及展布的情况，查明滑坡体空间形态特征、滑动面埋深、可能与滑坡发育相关的断裂情况等，这有助于我们研究滑坡的发生规律，合理地制定治理滑坡的方案，达到抗灾减灾的目的[3-4]。

1 研究区地质概况及地球物理应用条件

该滑坡灾害点主滑坡方向90(°)，与木垒河流河道呈45(°)夹角，地面高程1 350～1 525 m左右。滑坡高度约45 m，滑坡体宽约55 m，最大长约120 m，坡面坡度25(°)～30(°)，出露岩性由第四系残坡积土、基岩风化壳组成，未见完整基岩出露。植被以牧草为主，植被较为茂盛，覆盖度大于80%。滑坡量约20 000 m3，规模等级为小型，初步判断属于残坡积层滑坡灾害。当前已有变形迹象，稳定性差。

根据地质资料，勘查区为砂岩地区，砂岩与第四系松散层之间存在明显的电性差异。第四系土层显示较低电阻率特征，其中土层含水较丰富时其电阻率更低，砂岩总体表现为高阻特征。电阻率断面图反映的是砂岩与上覆第四系地层的平均电性分布特征，根据电阻率等值线的形态能推断出砂岩面总体起伏情况。

2 方法原理

高密度电法属阵列式布极的直流电阻率法，以地下介质的电阻率差异为物质基础，观测和研究人工电场的变化和分布规律，进而探测地下介质和构造的分布特征，其反演结果为二维视电阻率断面。该方法具有数据密度大(点距密集)、信息量大、工作效率高的特点，能较直观、准确地反映二维地质体的电性断面特征[5]。

高密度电法数据采集通过主机控制电极转换器形成供电、测量及数据采集的全自动控制。数据采集完成后，将原始数据传入计算机进行数据转换、地形校正、二维反演后，输出二维地电断面图[6]。其工作流程见图1。

图1 高密度电法工作流程

3 野外工作方法

高密度电法工作采用重庆地质仪器厂生产的DZD-6A多功能直流电法仪和MIS-120D232多路电极转换器。该系统集电剖面和电测深于一体，采用高密度布点，具有数据采集速度快，多参数测量，能获取关于地电断面的结构特征的大量信息。工作中对高密度电法各装置类型进行了对比试验。根据试验结果及场地施工条件，确定使用α排列装置，最大电极距为4 m，电极数为90根，单条剖面最大长度为292 m。

根据现场的调查和实际地形地貌，在现有的滑坡体基础上进行布置工作测线，对整个滑坡体进行控制测量，采用井字型交叉剖面。测线布置见图2，其中1～6为高密度电法工作测线。物探实地实物工作量为：电法剖面6条，剖面总长1 600 m。根据高密度电法的解释结果，可推断出滑坡体的规模和滑坡面的大致埋深。

4 应用效果分析

6线基岩整体起伏较大(见图3)，测线0～32 m间的山顶位置第四系覆盖厚度约为9 m；测线32～64 m间的山顶位置第四系覆盖厚度很小，局部基岩出露；测线64～80 m间山顶位置第四系覆盖厚度约为5 m；测线80～140 m间的山坡位置第四系覆盖厚度很小，局部基岩出露；测线140～232 m间第四系覆盖层厚度逐渐变大，最大处约为15 m左右。

1线位于山坡底部(见图4)，全长248 m，整条测线为第四系覆盖，根据视电阻率等值线可大致判定出基岩埋深情况，基岩整体呈现高低起伏的形态，小号点方向第四系覆盖厚度较大，约为20 m，大号点方向第四系覆盖厚度较小，约为15 m。

图2 工程布置及其解释推断

5 结语

在隐伏或深部多金属矿尤其是硫化矿床勘查中，激发极化法起着至关重要的作用。本次实践表明，激发极化法在地质灾害调查中也可以发挥其独特的作用，取得令人满意的效果。利用中间梯度装置扫面可以快速的发现异常区，进而分析工区地质特征，为全区的地质灾害风险区划提供划分依据。利用激电测深可以了解重点区域灾害体的埋藏深度及空间赋存状态，为指导工程验证提供充足依据。因此，目前在地质灾害调查中激发极化法仍不失为一种快速有效的物探工作方法，应继续加以推广应用。