摘要：本文能過(guò)高密度電阻率法、瞬變電磁法在某山區(qū)地段滑坡勘查中應(yīng)用效果的分析，明確了物探勘查滑坡的可行性和經(jīng)濟(jì)性，為物探方法在地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用提供了成功的借鑒經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：高密度電阻率法；瞬變電磁法；滑坡；采空區(qū)
前言
地球物理勘探，大致可分為電法、磁法、重力、地震四大類。而電法是其中方法種類最多、應(yīng)用面最廣、適應(yīng)性最強(qiáng)的一大類方法。它在深部構(gòu)造、固體礦產(chǎn)、能源和水文、工程、環(huán)境等地質(zhì)領(lǐng)域已經(jīng)和正在發(fā)揮重要作用，其物理前提是電性差異，以高密度電阻率法、瞬變電磁法在某山區(qū)地段滑坡勘查中應(yīng)用效果的分析為例，說(shuō)明電法可以在滑坡勘查中發(fā)揮顯著的作用。
1研究區(qū)概況及地質(zhì)背景
1.1研究區(qū)概況
某市山區(qū)大路山滑坡上拉張裂縫有擴(kuò)大，增長(zhǎng)、增多，變形加劇，產(chǎn)生速滑的趨勢(shì)。
研究區(qū)位于該市北西方向，直距17.8km，區(qū)內(nèi)屬低山丘陵地貌，最高點(diǎn)為北側(cè)的大路山，海拔203.4m，最低點(diǎn)為北東側(cè)楊村，海拔78m左右，相對(duì)高差125m左右。山體走向北東-南西向，兩側(cè)地形自然坡度一般在24°~40°。
區(qū)內(nèi)大約于20世紀(jì)70~80年代開(kāi)始采石煤，80年代達(dá)到高潮，到90年代初漸停歇，歷時(shí)20多年，從地上到地下形成規(guī)模不等的采坑、老硐等。大路山滑坡是由于開(kāi)采石煤形成采空區(qū)（老硐）塌陷及露采礦坑造成山體坡腳臨空高陡邊坡松動(dòng)，邊坡失去支撐失穩(wěn)而誘發(fā)的牽引式巖質(zhì)滑坡。因此，查明滑面以及引發(fā)滑坡的采空區(qū)的分布特征是本次滑坡勘查的重要內(nèi)容。
1.2地質(zhì)背景
研究區(qū)位于深斷裂帶的北西側(cè)。出露地層自上而下為第四系（Q）、寒武系下統(tǒng)荷塘組（εlh）和震旦系下統(tǒng)休寧組（ZIX）等組成。第四系（Q）由殘坡積層（el-dlQ）、人工堆填土（meQ4）和崩積物（cQ4）組成；寒武系下統(tǒng)荷塘組（εlh）的巖性為黑色含炭泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖，少量含炭硅質(zhì)巖和石煤層等組成。震旦系下統(tǒng)休寧組（ZLx）由火山碎屑巖等組成。與上覆寒武系下統(tǒng)荷塘組呈斷層接觸。
2方法原理及應(yīng)用效果
2.1方法原理
2.1.1地球物理特征
寒武系下統(tǒng)荷塘組（εlh）地層在電性上表現(xiàn)為良導(dǎo)低阻；震旦系下統(tǒng)休寧組火山碎屑巖為相對(duì)高阻；根據(jù)初步調(diào)查結(jié)果，區(qū)內(nèi)的采空區(qū)由于底板埋深大于80m均不充水而表現(xiàn)為絕緣高阻的特征。三者的電性均有較明顯的差異，為在本區(qū)利用電法進(jìn)行勘查提供了物理前提。
2.1.2高密度電阻率法
高密度電阻率法是集電剖面法和電測(cè)深的觀測(cè)優(yōu)點(diǎn)為一體的一種地學(xué)層析成像（Geotomography，簡(jiǎn)稱GT）技術(shù)，實(shí)行密集采樣來(lái)提高采樣率和“多次覆蓋”的方法提高信噪比。多次覆蓋是指由不同的供電電極、不同的測(cè)量電極以地電斷面上相同的“點(diǎn)”進(jìn)行多次測(cè)量，數(shù)據(jù)采集由微機(jī)控制處理。
采用重慶奔騰數(shù)控技術(shù)研究所生產(chǎn)的WDJD－2型多功能數(shù)字直流激電儀。
2.1.3瞬變電磁法
瞬變電磁法簡(jiǎn)稱TEM，其工作方法是利用不接地回線向地下發(fā)送一次脈沖磁場(chǎng)，在一次脈沖磁場(chǎng)的間歇期間利用另一回線或探頭接收由地下地質(zhì)體受激勵(lì)引起的渦流產(chǎn)生的隨時(shí)間變化的感應(yīng)二次場(chǎng)（按指數(shù)規(guī)律衰減），二次場(chǎng)的大小與地下地質(zhì)體的電性有關(guān)；低阻地質(zhì)體感應(yīng)二次場(chǎng)衰減速度較慢，二次場(chǎng)電壓較大；高阻地質(zhì)體感應(yīng)二次場(chǎng)衰減速度較快，二次場(chǎng)電壓較小。根據(jù)二次場(chǎng)衰減曲線的特征，可以判斷地下地質(zhì)體的電性、性質(zhì)、規(guī)模和產(chǎn)狀等，從而可以解決如斷層、陷落柱、采空區(qū)等地質(zhì)問(wèn)題。
采用地礦部物化探測(cè)所研制的WDC－2B瞬變電磁儀，５m×5m“∞”字形線框裝置。
2.2應(yīng)用效果
2.2.1高密度電阻率法探測(cè)滑面分布特征的效果
查明滑坡面的形態(tài)特征是滑坡勘查的重要內(nèi)容，是進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)計(jì)算的基礎(chǔ)。但利用鉆探的方法控制滑坡面的形態(tài)并不是一種經(jīng)濟(jì)的方法，僅靠幾孔之見(jiàn)了解滑面形態(tài)既缺乏整體性，又造成勘查周期長(zhǎng)、勘查費(fèi)用大的局面，物探方法顯然可以發(fā)揮其特有的優(yōu)越性。為查明滑面的形態(tài)特征，在區(qū)內(nèi)布置了高密度電法剖面2條，其中高密度電法2線與C－Cˊ勘探線重合。剖面北西向長(zhǎng)300m。由圖1可見(jiàn)，斷面上視電阻率Ps值在2～5000Ω?m之間變化。大致可分為兩段：①0/1～100/2為低阻分布區(qū)；上覆高阻為近地表的殘坡積土，視電阻率Ps＜32Ω?m的推測(cè)為寒武系下統(tǒng)荷塘組的炭質(zhì)泥巖。②100/1～295/1為高阻分布區(qū)，視電阻率Ps值多在250Ω?m以上。僅在中心130/1,埋深約10m處，出現(xiàn)視電阻率Ps＜150Ω?m的低阻異常。推測(cè)本段主要是震旦系統(tǒng)休寧組火山碎屑巖，局部低阻可能與巖石破碎后含水有關(guān)。
構(gòu)造在斷面上表現(xiàn)為視電阻率梯級(jí)變化的特征。在本測(cè)區(qū)中是寒武系下統(tǒng)荷塘組的炭質(zhì)泥巖與震旦系下統(tǒng)休寧組火山碎屑巖的接觸界線。在剖面2上，位于100/2，傾向北西，陡傾斜，傾角在60°左右。
通常由于滑坡體成分相對(duì)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)相對(duì)破碎，導(dǎo)致視電阻率較為零亂，若被低阻介質(zhì)充填則為低阻反映，否則呈高阻反映；而滑床的視電阻率則表現(xiàn)出值高且完整的特征，以此可對(duì)滑動(dòng)面的特征進(jìn)行分析�？梢钥闯觥Ｆ拭�2上的滑面較為規(guī)整而且特征明顯，滑坡體的厚度在150/2處最大。
2.2.2瞬變電磁法探測(cè)采空區(qū)分布特征的效果
由于研究區(qū)位于省道的北側(cè)，給高密度電法的布置工作帶來(lái)不可克服的困難，因此考慮采用瞬變電磁法。結(jié)合地形條件不均勻地布置了9條剖面，點(diǎn)距5m。
從多測(cè)道電壓剖面圖上分析，6測(cè)道以后在3#~4#點(diǎn)、6＃~7#點(diǎn)處出現(xiàn)明顯的高電壓異常，尤以6#~7#點(diǎn)最低3#~4#點(diǎn)次之，推斷該兩處為煤礦采空區(qū)，而1#~2#點(diǎn)5#點(diǎn)、8#~13#點(diǎn)出現(xiàn)較為明顯的高電壓異常，推斷為未采區(qū)，而12#~13#點(diǎn)的低電壓異常，推斷為震旦系下統(tǒng)休寧組地層的反映；從等視電阻率斷面層圖分析，在深度14m左右，距離為5~10m、25m、40~60m段出現(xiàn)60~110Ω?m的低阻閉合圈或半閉合圈，推斷為未采區(qū)，而距離15~20m、30~35m段出現(xiàn)了140
Ω?m以上的高阻閉合圈，推斷為煤礦采空區(qū)，距離為60~65m段出現(xiàn)的高阻半閉合圈推斷為震旦系地層的反映。綜合分析認(rèn)為，該測(cè)線的2.5#~4.5#點(diǎn)、5.5#~7.5#點(diǎn)為煤礦采空區(qū)。
將所有測(cè)線所反應(yīng)的采空區(qū)異常展到地形圖上進(jìn)行相連，便得到區(qū)內(nèi)采空區(qū)的分布狀況。區(qū)內(nèi)的采空區(qū)按兩個(gè)帶分布，分別編號(hào)為①和②。①采空區(qū)主要分布在測(cè)區(qū)的東南部，開(kāi)采規(guī)模相對(duì)較小，其目的主要為向工作面運(yùn)送巷道，保證運(yùn)煤和通風(fēng)。②采空區(qū)主要分布在測(cè)區(qū)西南部、中部及北部，開(kāi)采規(guī)模較大，為其主要工作面。
2.2.3效果驗(yàn)證
為充發(fā)利用本次物探工作的成果，在應(yīng)用瞬變電磁法探測(cè)采空區(qū)的過(guò)程中，對(duì)地面瞬變電磁法圈定的采空區(qū)異常進(jìn)行了驗(yàn)證。建議的驗(yàn)證孔位分別位于6/Ⅱ和6/Ⅲ，其中位于6/Ⅲ點(diǎn)處的ZK6-1孔雖未見(jiàn)老硐，但根據(jù)巖芯中裂隙面上有較強(qiáng)的氧化跡象，判斷鉆孔打在采空區(qū)邊緣。驗(yàn)證結(jié)果充分表明，本次瞬變電磁法所取得資料是可靠的，推斷的成果是可信的。由高密度電阻率法探測(cè)滑面分布特征，經(jīng)與鉆探查明的滑面形態(tài)特征進(jìn)行比較，基本一致。
3結(jié)束語(yǔ)
研究結(jié)果表明，高密度電阻率法，瞬變電磁法都是對(duì)滑坡進(jìn)行勘查的有效的物探方法，這些方法的有效性取決于探測(cè)目標(biāo)存在明顯的物性差異。同時(shí)也認(rèn)為物探方法的選擇既要針對(duì)所要解決的地質(zhì)問(wèn)題，又要考慮開(kāi)展該方法的局限性，以確保投入的方法取得明顯的地質(zhì)效果。
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