滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查中物探技術(shù)應(yīng)用

林煒

（福建省長(zhǎng)樂市國(guó)土資源局　福州）

滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查中物探技術(shù)應(yīng)用

林煒

（福建省長(zhǎng)樂市國(guó)土資源局福州）

滑坡是一種危害性較大的地質(zhì)災(zāi)害，一旦發(fā)生將會(huì)給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重?fù)p失。為了有效預(yù)防各類地質(zhì)災(zāi)害，降低地質(zhì)災(zāi)害所造成的嚴(yán)重?fù)p失，必須要做好地質(zhì)災(zāi)害勘查工作。本文綜合分析了產(chǎn)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害的主要原因，在此基礎(chǔ)上探討了物探技術(shù)在滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查中的具體應(yīng)用，以期將滑坡地質(zhì)災(zāi)害事故損失降到最低。

滑坡；地質(zhì)災(zāi)害；物探技術(shù)；具體應(yīng)用

引言

近年來，受人為因素及自然因素的影響，大自然遭到嚴(yán)重破壞，各類地質(zhì)災(zāi)害頻頻發(fā)生，例如地震、山體崩塌、滑坡、泥石流等，尤其是在夏季，受暴雨氣候的影響，山體滑坡及泥石流等災(zāi)害更加容易發(fā)生，滑坡地質(zhì)災(zāi)害會(huì)造成水土流失、房屋倒塌、人員傷亡，嚴(yán)重威脅到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全并對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。因而研究滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害、減少災(zāi)害造成的損失成為工程地質(zhì)工作者長(zhǎng)期關(guān)注的課題，物探技術(shù)是一項(xiàng)新型科研成果，具有勘探準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)高效、全面、無(wú)損等特征，因而被廣泛應(yīng)用到滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的勘探與調(diào)查工作中來并發(fā)揮了重要作用。

1　滑坡的形成原因

地勢(shì)坡度較大是形成滑坡的主要原因，地質(zhì)坡度較大必然會(huì)增加向下的勢(shì)能，在外力作用及暴雨的沖刷下，滑坡發(fā)生的可能性急劇增大。我國(guó)地廣物博，各地的地貌地勢(shì)千差萬(wàn)別，尤其是山區(qū)的地形切割形態(tài)較為嚴(yán)峻，極易發(fā)生滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。山體的巖質(zhì)或土質(zhì)的邊緣部分受地下水的影響較為明顯，地下水會(huì)加速巖層沙化并加大巖層間的壓力，巖層在地下水長(zhǎng)期滲透作用下，會(huì)產(chǎn)生較大的浮力且抗沖擊度大幅度下降。在巖層堅(jiān)硬度下降的情況下，一旦其遭到較大的外力作用，就會(huì)產(chǎn)生泥石流或滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。此外，巖層的構(gòu)造條件也是形成滑坡的主要原因，近年來，為了開采更多的煤礦資源或平山造地，巖層產(chǎn)生了嚴(yán)重的斷裂帶，斷裂帶的產(chǎn)生就給地下水滲透創(chuàng)造了條件。另外，土體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)也是造成滑坡、泥石流、山體坍塌等地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)，由于巖層長(zhǎng)期暴露在外界環(huán)境中，因此在風(fēng)吹日曬的作用下逐漸軟化、沙化、泥化，堅(jiān)硬的表層逐漸變?yōu)樗槭迹@就增加了引發(fā)各類地質(zhì)災(zāi)害的概率且斷裂帶成為滑坡的方向。

容易引發(fā)滑坡的因素較多，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①在暴雨天氣較多的夏季，土層及巖層在持續(xù)性降雨及地下水的作用下，防御能力會(huì)直接下降，這就會(huì)直接導(dǎo)致滑坡、泥石流及山體坍塌等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。②地震也是引發(fā)滑坡及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的重要因素，與其他因素不同，地震所造成的破壞力更大，因此而引發(fā)的滑坡地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重程度也更高，所帶來的損失也更多。因此，在地震高發(fā)地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)及資源開采的過程中，必須要綜合考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，從多個(gè)角度考察引起滑坡地質(zhì)災(zāi)害的因素，切實(shí)做好控制及預(yù)防工作。④除了自然因素之外，人為因素也是引發(fā)各類地質(zhì)災(zāi)害的主要原因之一。為了給建筑工程提供原材料，往往需要從山體切割山石，而大面積的切割會(huì)導(dǎo)致山體形成斷裂面，從而增加滑坡的可能性。穿過山體而修建的公路與鐵路，也會(huì)在一定程度上影響到山體的穩(wěn)定性，增加安全隱患。根據(jù)相關(guān)調(diào)查報(bào)告顯示，近年來發(fā)生的滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，有超過一半的都是受人為因素的影響。由此可見，人類的建筑施工、挖掘開礦等活動(dòng)都是滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成的主要原因，這就需要我們對(duì)此提高重視。

2　物探技術(shù)在滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查中的具體應(yīng)用

滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查工作的主要內(nèi)容是監(jiān)測(cè)滑坡形變情況及變形破壞的相關(guān)因素。從上述分析可知，受地質(zhì)條件的差異性影響，造成滑坡的因素也具有多樣性，而滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查所采取的技術(shù)方法也就各不相同。一般來說，主要采用定性勘查與定量勘查這兩種方法，定量勘查是指在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作中采用不同的儀器及方法，而定性勘查是指在確定勘查任務(wù)的基礎(chǔ)上選用特定的勘查儀器及技術(shù)。筆者認(rèn)為，由于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作的實(shí)際情況較為復(fù)雜，僅使用某種特定的勘查技術(shù)及儀器具有一定的局限性，因此必須要能夠根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的實(shí)際情況，挑選適用的幾項(xiàng)勘查技術(shù)，這樣才能夠真正充分發(fā)揮勘查技術(shù)應(yīng)有的作用。下面就介紹幾種物探技術(shù)在滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查工作中的具體應(yīng)用：

2.1CPS物探法

GPS物探法不僅操作簡(jiǎn)便、定位精確度較高，而且不受氣候條件的影響能夠進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)，因而其應(yīng)用范圍較廣。但是該方法也存在一些不足，具體表現(xiàn)為：如果工程勘查及地質(zhì)災(zāi)害勘查對(duì)監(jiān)測(cè)的精度要求較高，那么將會(huì)耗費(fèi)大量的人力及物力。所以，必須要結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害勘查實(shí)際情況，確定位移速度、復(fù)測(cè)周期及滑坡監(jiān)測(cè)精度，在確定這三個(gè)要素的基礎(chǔ)上開展地質(zhì)災(zāi)害勘查工作。例如，在對(duì)重慶萬(wàn)州區(qū)傅家?guī)r進(jìn)行滑坡勘查時(shí)就使用了GPS法，勘查人員先利用該技術(shù)確定了監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移量，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果計(jì)算出位移的具體速度；最后對(duì)滑坡不同階段的位移速度的不同特征進(jìn)行對(duì)比分析，從而確定了滑坡體的所處位置，由此可見，該技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)轭A(yù)測(cè)滑坡地質(zhì)災(zāi)害提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

2.2高密度電阻率法

與常規(guī)電阻率法的原理基本相同，高密度電阻率法也屬于直流電阻率法且測(cè)量結(jié)果屬于三維視電阻率斷面，主要是利用人工向地下發(fā)送電流并在地下形成穩(wěn)定電場(chǎng)，勘查人員在底部測(cè)量勘測(cè)點(diǎn)之間的電位差，然后利用計(jì)算公式計(jì)算出電阻率值。高密度電阻率法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)為：監(jiān)測(cè)點(diǎn)的間距較小、數(shù)據(jù)密度較大、運(yùn)作效率較高，所以高密度電阻率法能夠清晰地顯示出地下電性異常體的形態(tài)。由于高密度電阻率法在實(shí)際應(yīng)用過程中電極設(shè)置是一次性完成的，所以能夠有效避免測(cè)量工作中出現(xiàn)故障或遭受干擾，保障勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性。某滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查工作所使用的就是高密度電法，主要勘查目標(biāo)為滑坡體側(cè)滑面，所采用的電法裝置為α級(jí)排列，采用60根銅電極，電極距為4m，掃描剖面為16層，剖面長(zhǎng)度為236m，根據(jù)高密度電法進(jìn)行地形校正的電法效果圖見圖1。

圖1　高密度電法成果圖

由圖1可以清晰的看出：該滑床為高強(qiáng)度風(fēng)化片麻巖，電阻率介于300～850Ω·m之間。滑坡土的主要成分為碎石土，一般情況下，電阻率介于30～100Ω·m之間，但是由于巖土的形成時(shí)期及充填物質(zhì)的不同，巖土體中的水分、粘土及碎石塊的含量不同，因而不同部位滑坡體的電阻率也各不相同，這種差異性也通常會(huì)表現(xiàn)在巖土的顏色灰度及形狀方面。根據(jù)地質(zhì)情況及物探技術(shù)勘查的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該滑坡的滑坡體厚度小于30m，滑坡體的連續(xù)性較強(qiáng)，因此，如果繼續(xù)開挖該滑坡體，那么極有可能發(fā)生大面積的滑坡坍塌，最終嚴(yán)重威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.3淺層地震映像法

淺層地震映像法是利用人工將地震波發(fā)送到巖土層，然后根據(jù)地震波在巖土層中的傳播規(guī)律來確定地質(zhì)情況，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題來找出相應(yīng)的解決措施。在地質(zhì)災(zāi)害勘查過程中，一般利用落錘法或敲擊法來激發(fā)地震波，但是在利用該物探技術(shù)記錄每個(gè)測(cè)點(diǎn)的波形時(shí)，必須要根據(jù)相同的偏移距離來進(jìn)行收發(fā)，如果在記錄過程中發(fā)現(xiàn)時(shí)間出現(xiàn)變化，那么極有可能是地下地質(zhì)發(fā)生了異常情況，勘查人員可以根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)及相關(guān)資料找出具體原因。淺層地震映像法的工作原理為：由于不同巖層的密度等特性存在差異，因而人工地震波在巖土層中傳播過程中遇到不同的巖層分界面會(huì)作出相應(yīng)的折射或反射；利用相關(guān)儀器來記錄地震波在的傳播波形及時(shí)間，確定變化規(guī)律，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果來推測(cè)出巖石的結(jié)構(gòu)、幾何位置及性質(zhì)等；勘查人員在記錄并分析完相關(guān)數(shù)據(jù)后便完成勘查工作。

除了上述這三種物探技術(shù)外，還有瑞雷波法、TDR監(jiān)測(cè)法、遙感監(jiān)測(cè)法等技術(shù)。我國(guó)地形結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因而地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率較高，這就嚴(yán)重威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以必須要根據(jù)實(shí)際地形情況來選擇相應(yīng)的物探技術(shù)以做好滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查工作，從而做好地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防工作，降低災(zāi)害所造成的損失。

3　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，滑坡地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因而其勘查工作極為重要。筆者認(rèn)為，在應(yīng)用物探技術(shù)開展滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查工作時(shí)，要先做好滑坡地質(zhì)調(diào)查工作、查閱調(diào)查區(qū)的相關(guān)地質(zhì)資料，再根據(jù)調(diào)查結(jié)果來選擇符合其實(shí)際的物探技術(shù)，需要注意的是，為了提高勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性，勘查人員要能夠綜合使用多種物探技術(shù)。最后，勘查人員要能夠在勘查工作過程中要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，充分發(fā)揮物探技術(shù)應(yīng)有的作用，有效預(yù)防或避免滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

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1673-0038（2015）19-0195-02

2015-4-25