高密度電法在滑坡工程勘察中的應用

王長風

（安徽省地質礦產勘查局326地質隊，安徽 安慶 246003）

我國是世界上地質災害最嚴重、受威脅人口最多的國家之一，地質災害危險性越來越受到各級政府部門的高度重視，8月10日，績溪縣荊州鄉，發生了一起較大的山體滑坡，沖斷了087縣道，并造成了一個行人傷亡。單位接到通知，立即著手進行地災治理勘察設計。

1 基本原理

高密度電阻率法是集電剖面法和電測深為一體電法勘探。該方法野外數據采集方面實現了智能化，一次性布極，密集采樣。具有觀測精度高、信息豐富和生產效率高的特點。高密度電法裝置類型較多，它分四極模式和三極模式，這兩種模式又各自分了幾個裝置類型，目前用的較多的是四極模式中的溫納（Wenner）裝置、施倫貝爾(Schluberger)裝置。室內數據處理時，利用反演軟件進行二維電阻率反演，反演算法采用最小二乘法，計算雅可比矩陣，進行迭代反演，最后生成視電阻率反演斷面圖。在進行反演之前，還要對數據壞點處理、反演參數設置以及選擇合適的反演色譜。最后根據視電阻率反演斷面圖進行剖面電性層劃分，進行地質解譯推斷。

2 地理特征及地質概況

該滑坡點位于績溪縣荊州鄉政府所在地北端，周邊地形起伏較大，溝壑發育，滑坡點坡度32°。地層主要是第四系及寒武系地層，第四系為含碎石粉質粘土，厚度一般0.5m～2m。其結構松散、孔隙度高，為區內崩塌、滑坡、泥石流地質災害的主要物質來源。寒武系是中統楊柳崗組，巖性是條帶狀白云質灰巖夾泥質灰巖，局部泥質、碳質組份略增。表層第四系及下面強風化泥質灰巖為低阻，完整基巖是高阻，具有較大的電性差異，完全具備高密度電法勘察的前提。

3 工作方法

根據地質任務，布置3條測線，具體布設見圖1：

圖1 滑坡點現狀圖

儀器采用DUK-2A高密度電法測量系統。經現場裝置試驗，選用溫納裝置施工，電極距3m，隔離系數1～16。這種裝置信噪比高，顯示的斷面圖為倒梯形圖形。

4 數據處理

野外數據采集完后，轉換成李曉晴格式，使用Geogiga RTomo 6.0軟件并進行數據處理，處理過程包括壞點剔除、數據圓滑、地形改正、反演計算。最后輸出反演數據，用Surfer成圖。

5 地質成果解釋

根據3條剖面的視電阻率反演斷面圖進行地質解譯，繪制相應的物探成果圖（見圖2～圖4）。

圖2 1線高密度成果圖

圖3 2線高密度成果圖

此次滑坡的原因主要是表層浮土及強風化基巖滲水，在重力作用下，沿含泥質的灰巖面滑動，這次勘查就是劃定這個滑動面。從3張成果圖上可看出，3條剖面視電阻率反演斷面圖上，電性分層明顯，200Ω.m以內的巖性是第四系粉質粘土及強風化泥質灰巖；大于200Ω.m的是中風化及完整基巖（灰巖），灰巖阻值可達n×103Ω.m；1線、2線平行布設，二者皆垂直于滑動面，電阻率反演斷面相似，3線沿著滑動面且位于滑坡區內，阻值稍低，但電性分層同樣明顯。3條剖面上強風化區域深度（1m～10m）不等。

每條剖面都進行了解譯推斷，劃分出第四系及強風化區域，即是已滑塌或將來有可能滑坡的位置：57-90/1線；33-84/2線；36-124/3線。再結合3條剖面線的平面位置，進行實地查看，結合地質分析，勾繪了災害危險區（見圖1陰影部分）。

圖4 3線高密度成果圖

6 結語

通過本次高密度電法工作，再結合工程鉆探，為該處滑坡治理及預防設計提供了依據，它克服了單純依靠少量鉆孔無法控制滑動面形態及埋深的弱點。再次凸顯了它滑坡體勘探中的重要作用。

目前高密度解譯以二維為主，但本次采用垂直布設測線的方法，客觀上也取得了三維的效果。