浅谈物探在地质灾害勘察中的利用

浅谈物探在地质灾害勘察中的利用

蒋富鹏 胡建

四川省冶勘设计集团有限公司 四川 成都 610000

摘要：从2003年汶川地震开始，我国地质灾害持续备受关注，唐山地震、舟曲泥石流，不断告诫着人们，地质灾害一直都在我们身边，如若防御不及时，随时可能引来重大灾害。物探作为最重要的勘察手段之一，在防灾、减灾、治理中起着至关重要的作用。用物探方法研究或勘查地质体或地质构造，即可做到了解对象的结构、规模等，也能分析对象的稳定性，最后提出合理的建议。特别是高密度电法、浅层地震波的灵活运用，可为工程建设，地灾治理方面起着至关重要的作用。

关键词：地质灾害；物探方法；应用策略

引言

在地质勘测中，由于地质条件复杂、多样，很多地质结构不稳定的区域容易受到地质灾害影响，诱发严重的安全事故。因此，应该对地质条件进行仔细、全面的勘查，结合勘查结果来分析地质情况，针对性制定预案防控地质灾害。随着勘探技术不断进步，地质灾害勘查工作中开始广泛应用物探方法，可以有效减少主客观因素的干扰影响，提升勘探效率和质量，为煤矿后续开采提供精准可靠的数据支持。综合分析研究地质灾害勘查中物探方法应用情况，便于积累经验，以指导后续相关工作。

1地质灾害的类型和危害

地质灾害类型多样，如地面塌陷、山体滑坡和泥石流等，对作业安全所带来的影响是不可估量的。对于相关工程而言，不仅会带来严重的经济损失，还会威胁到人员的生命财产安全，甚至危及到周围居民生活环境和生态环境。由于地质灾害的出现会造成极为严重的影响，不仅会破坏含水层结构，并且会产生严重的水污染，影响到周围居民的饮用水质量。地面塌陷属于较为常见的地质灾害类型。泥石流是矿区常见的一种地质灾害类型，具有突发性、危害性等特点，一旦发生泥石流灾害整个勘测工作将无法正常运行，甚至威胁工作人员的生命财产安全。泥石流的产生是由于土体、山体受到暴雨或者暴雪自然灾害的侵袭所产生的洪流，在这一过程中水流夹杂着大量的砂石、矿山等物质，在一定程度上增加了泥石流的危害性，通常情况下泥石流多发于废石堆积的地区。

2物探在地质灾害勘察中的应用

2.1高密度电法的应用

高密度电阻率法也叫自动电阻率法，是直流电法，它的功能就是于四极测深和电剖面法相结合。它能对地下的不良地质体（采空区、溶洞、地下水、断裂破碎构造带）进行探测，并成图。高密度电法是目前采空区、岩溶地区最普遍、有效的探测方法，它具有精度高、效果显著、效果好等特点，可以有效对这些地区规模、形态、位置进行探测，得出剖面能体现出较多信息。高密度电法数据采集多使用的仪器为重庆地质仪器厂生产的DUK-2A（DZD-6A）一体电法测量系统和终端选址开关电极及专用电缆设备。野外施工一般采用60~120个电极组合的温纳装置进行测量，点距1~5m，排列长度60~600m（根据施工现场实际情况而定）。野外测量数据传输到计算机进行处理，对异常点及突变点进行重复观测，以确保野外测量数据真实、可靠。资料处理首先将数据回放到计算机中，高密度电法资料处理是将仪器测量结果通过传输软件传输到电脑中，进行坏点删除、地形校正、格式转换，然后应用高密度电法反演软件（RES2DINV）对原始资料进行计算、分析、处理，最后进行地质解释。野外物探测线按设计布置的起止点，用GPS现场实地放点，在施测时，用皮尺丈量确定测点点位。工作之前对仪器及电缆进行全面检查，保证仪器正常，电缆内无坏道。每个台班至少有一名工程师级以上的在职技术人员在场指挥施工，亲自操作仪器并做好记录。每天的野外工作完成后，及时对数据进行初步解释，绘制出初步解释的物探解释断面图，同时对各个原始记录进行评价，发现不符合要求的原始记录要查明原因，并进行返工重测。野外施工和室内资料处理，严格按有关规程、规范执行。为了检查高密度电法测量工作精度，需对工作量的30%做重复检验，确保资料数据的合规性。高密度电法资料处理是将仪器测量结果通过传输软件传输到电脑中，进行坏点删除、地形校正、格式转换，然后将数据导入Surfer软件，做视电阻率等值线图。在等值线图上根据视电阻率的变化特征结合已有地质资料做地质解释，并绘制出物探成果解释图。

2.2电阻率法和地震波法的综合利用

在一些治理环境中，无法用支护工程达到稳定，需要搬去较多土石方，这时候合理地利用电阻率法和地震波法结合钻探成果，也能预估出土石方的数量，对前期的预概算、效益对比也能有很大帮助。例如粤北某景区呈葫芦状，一条街道有较多商住户，里面为景区，雨季期间，发生了位移监测预警，考虑诸多因素后决定实施工程治理，搬去多余土石方，确保下方城镇安全。经过筛选，拟采用电阻率法和地震反射波法进行数据采集、处理、绘图预估出土岩层分界线，通过公式估算出土石方分别多少。该景区地貌为丘陵，地势总体南西高北东低。山坡由残积土和花岗斑岩风化土层组成，植被较发育。治理区内地质活动较弱，区内及周边主要出露为燕山第三期花岗斑岩[γ53(2)a]，斑状结构，块状构造，主要成分为长石、石英。岩石风化强烈，风化裂隙较发育，风化程度不均匀。经物探勘察结合钻探资料，勘察区地层主要由第四系覆盖层和下伏基岩组成，分为：第四系覆盖层，下伏基岩主要为中粗粒花岗岩，根据其风化程度可分为全、强、中、微风化层等。几种岩的纵波波速、电阻率，颜色各不相同，根据其特性区分可挖性。第四系土层：主要为坡残积成因砂质粘性土，大部呈硬塑状，含碎块石，需刨松或镐挖方可用铲装载，可挖性为Ⅱ-Ⅲ级，用挖掘机可开挖装载；全风化粗粒花岗岩：大部呈土状，硬塑状，含少量风化岩块，需刨松或镐挖方可用铲装载，可挖性为Ⅱ-Ⅲ级，用挖掘机可开挖装载；物探勘察把该层归入第四系土层中；强风化粗粒花岗岩：呈半岩半土层，含风化岩块，大部用镐挖松后可用铲装载，少部分需用爆破方式炸松后开挖装载，可挖性为Ⅳ级，大部可用挖掘机开挖装载；物探勘察把该层土、石方量计算把该层划入到土层方量中；中—微风化粗粒花岗岩：为坚硬岩，为次坚石或坚岩，岩质致密、坚硬，只能采用爆破方式开挖，用镐和挖掘机均无法开挖，可挖性等级为Ⅴ-Ⅶ级。风化球（孤石）：为中—微风化粗粒花岗岩，为坚硬岩，为次坚石或坚岩，用镐和挖掘机均无法开挖，可挖性等级为Ⅴ级。土层中风化球直径较大时无法直接用挖掘机开挖搬运，应归入石方中计算。最后利用公式计算，可计算出土方量、岩方量占比和数量，从而初步确定预估算，需要注意的是，计算时用到的高程为设计图测量给出的高程，实际高程以测量结果为准。这种方式计算因为是以后山周边路面边线为起算边界，而后山周边路面边线不是直线，局部为不规则的弧线，其计算结果可能与实际会有稍许出入。在最后出结论时需要对产生误差的原因、范围做出解释。

结束语

物探是一门非常实用的勘察方式，也是非常复杂的，在测量的同时也要考虑周围环境因素所造成的干扰，在处理数据时，也要参照地质因素，最后结合钻探成果，才能做出结论。在地质灾害频发的今天，在勘察中能有效地利用物探的优势，就能在防灾减灾、工程治理中占据主导地位。

参考文献

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[2]房浩，李晨，雷晓东，杜显祥，孙杰夫，韩宇达.东南沿海典型浅覆盖区高密度电阻率法残坡积层测深研究[M］.北京:地质出版社，2005．

[3]周燕云二十四道高分辨率数字地震仪[J].国外地质勘探技术,1981（8）:48.
作者简介：

蒋富鹏（1989-）,男，汉族，硕士，主要从事项目市场经营工作。