郭 奇，宋偉健，陳 鑫，郝忠友

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130062）

0 引言

滑坡體是水利水電工程中常見(jiàn)的一種不良地質(zhì)體。由于自然條件的變化及庫(kù)區(qū)蓄水位的抬高，原本松散的滑坡體有可能繼續(xù)向庫(kù)底下滑，輕者造成庫(kù)區(qū)的淤積，重者關(guān)系到大壩的安全，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。因此，對(duì)深厚滑坡體的調(diào)查研究很受重視。這次工作鑒于地形及地球物理?xiàng)l件限制等因素，地震、電法等常規(guī)物探手段在深厚滑坡體探測(cè)中均未能取得良好效果，而高頻大地電磁方法在規(guī)模大、埋藏深、復(fù)雜的地質(zhì)體勘察中，對(duì)覆蓋層的厚度探測(cè)中表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)，具有較好的效果。

1 工作方法原理

音頻大地電磁法（AMT），其工作原理是基于麥克斯韋方程組完整統(tǒng)一的電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)。利用天然場(chǎng)源，在探測(cè)目標(biāo)體的地表同時(shí)測(cè)量相互正交的電場(chǎng)分量和磁場(chǎng)分量，然后用卡尼亞電阻率計(jì)算公式得出視電阻率。根據(jù)大地電磁場(chǎng)理論可知，電磁波在大地介質(zhì)中穿透深度與其頻率成反比，當(dāng)?shù)叵码娦越Y(jié)構(gòu)一定時(shí)，電磁波頻率越低穿透深度越大，能反映出深部的地電特征；電磁波頻率越高，穿透深度越小，則能反映淺部地電特征。利用不同的頻率，可得到不同深度上的地電信息，以達(dá)到頻率測(cè)深的目的。

EH-4觀測(cè)的基本參數(shù)為：正交的電場(chǎng)分量（Ex，Ey）和磁場(chǎng)分量（Hx，Hy）的時(shí)間序列。然后通過(guò)傅立葉變化將時(shí)間域的電磁信號(hào)變成頻譜信號(hào)，得到Ex，Ey，Hx，Hy，最后計(jì)算卡尼亞電阻率：

EH-4電磁測(cè)深是基于平面波卡尼亞電阻率的混場(chǎng)源大地電磁法。

2 工作現(xiàn)場(chǎng)要求

2.1 儀器設(shè)備要求

EH-4電導(dǎo)儀；通道數(shù)：4道；頻率：10 Hz～100 kHz；模數(shù)轉(zhuǎn)換：18 Bit；工作溫度：0～50 ℃；不銹鋼電極5根；BE-26（帶電傳感器）的26 m電纜4根；BF-6感應(yīng)磁探頭，頻寬10～100 kHz2根；12 V供電電瓶1個(gè)；水平尺1根；手持GPS導(dǎo)航儀1臺(tái)；手持羅盤(pán)2臺(tái)。工作參數(shù)：25～50 m點(diǎn)距，張量測(cè)量，低、中、高頻段采用16次疊加。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)要求

1）感應(yīng)磁探頭要嚴(yán)格保持水平。

2）工作現(xiàn)場(chǎng)不應(yīng)電磁干擾。

3）工作環(huán)境無(wú)風(fēng)及振動(dòng)。

以上條件是保證數(shù)據(jù)采集可靠，準(zhǔn)確探查滑波體的關(guān)鍵。

3 西藏某水電站應(yīng)用EH-4勘察滑坡體的實(shí)例

3.1 工程概況

3.1.1 簡(jiǎn)況

西藏某水電站工程在西藏瀾滄江一級(jí)支流金河下游河段上，位于昌都市卡若區(qū)卡若鎮(zhèn)列巴村上游約2.0 km處，是一座以發(fā)電為主的大（2）型水電樞紐工程。壩址以上控制流域面積為6 714 km2，多年平均流量為70.8 m3/s。初擬該工程水庫(kù)正常蓄水位3 450.00 m，死水位3 438.00 m，水庫(kù)總庫(kù)容約1.5×108m3，為年調(diào)節(jié)水庫(kù)。電站總裝機(jī)容量為152 MW，保證出力為24.27 MW，多年平均發(fā)電量為6.01×108kW·h。樞紐建筑物有擋水建筑物、泄水建筑物和引水發(fā)電系統(tǒng)，擋水建筑物為混凝土拱壩，泄洪建筑物采用表孔跌流式，發(fā)電引水系統(tǒng)采用引水式壩后廠房。

區(qū)內(nèi)居民以康巴藏族為主，半農(nóng)半牧，民風(fēng)彪悍。214國(guó)道通過(guò)吉塘鎮(zhèn)，吉塘鎮(zhèn)至列巴村有簡(jiǎn)易公路相通，電站壩址區(qū)位于列巴村上游約3 km金河干流上，沿途山高谷深，岸坡陡峻，無(wú)路可通，交通極為不便，水庫(kù)區(qū)為無(wú)人區(qū)，庫(kù)區(qū)滑坡體規(guī)模較大，地形陡峻。

3.1.2 任務(wù)目的

這次采用高頻大地電磁法對(duì)庫(kù)區(qū)滑坡體進(jìn)行探查，為探測(cè)庫(kù)區(qū)滑坡體的厚度。

3.1.3 工作布置

在滑坡體垂直于山體走向布置一條物探測(cè)線，測(cè)線長(zhǎng)度440 m，大地電磁測(cè)深點(diǎn)點(diǎn)距選取25～50 m。

3.2 原始資料評(píng)價(jià)

工作中嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范（SL326-2005）《水利水電工程物探規(guī)范》。出工前使用儀器均經(jīng)檢驗(yàn)合格，工作期間儀器工作穩(wěn)定，滿足技術(shù)要求。外業(yè)采集數(shù)據(jù)的突變點(diǎn)、異常點(diǎn)均進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)。野外觀測(cè)記錄進(jìn)行了百分之百的檢查，為合格產(chǎn)品。

EH4儀器平行試驗(yàn)結(jié)果可以看出，X、Y兩個(gè)方向上的視電阻率、相位曲線形態(tài)一致，重合性好。說(shuō)明Stratagem EH-4連續(xù)電導(dǎo)率成像儀性能穩(wěn)定，一致性較好，符合相關(guān)電磁測(cè)量規(guī)范和技術(shù)要求。

3.3 成果分析

該地區(qū)基巖巖性為片巖，測(cè)線垂直于山體走向布置。下圖為EH4反演成果圖，資料解釋主要根據(jù)電阻率值的變化及等值線的形態(tài)變化等綜合因素考慮。覆蓋層物質(zhì)較為松散，其電阻率值相對(duì)基巖表現(xiàn)出低阻特征；另覆蓋層物質(zhì)成分復(fù)雜多變，其電性層分布特征，相對(duì)基巖表現(xiàn)出不均勻特征。因此，根據(jù)上述兩點(diǎn)特征，選定出相對(duì)低阻與不均勻電性層特征的范圍，選取一定值的電阻率等值線，即可了解覆蓋層的厚度分布情況。電阻率值在0～800 Ω·m之間，電阻率值較低，且電性層分布較為分散，推測(cè)為上部覆蓋層的反應(yīng)；底部電阻率值較高，且電性層分布較為均勻，推測(cè)為基巖（片巖）的反應(yīng)。

圖1 儀器平行試驗(yàn)電阻率、相位對(duì)比圖

4 EH-4在探測(cè)滑波體的應(yīng)用效果

這次工作取電阻率值為800 Ω·m的等值線作為劃分覆蓋層與基巖界限的基準(zhǔn)。資料表明，該滑坡體覆蓋層厚度較厚，最大深度約178 m，最小覆蓋層厚度約64 m。樁號(hào)0-300 m覆蓋層厚度呈變小趨勢(shì)，樁號(hào)300-440 m覆蓋層厚度變化較平緩。樁號(hào)0-380 m段基巖電阻率形態(tài)較為平緩，推斷基巖較為穩(wěn)定；380-440 m段基巖電阻率形態(tài)出現(xiàn)凹陷，推斷該處基巖穩(wěn)定性較差。后期該剖面經(jīng)鉆孔驗(yàn)證表明，這次探測(cè)成果誤差小，滿足規(guī)程規(guī)范要求，資料可靠。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)例表明，該方法對(duì)于深厚滑坡體的探查是成功有效的，由于常規(guī)物探手段受地形及地球物理?xiàng)l件的限制，高頻大地電磁在深厚覆蓋層探查的應(yīng)用表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，具有較好的推廣價(jià)值。但天然場(chǎng)高頻信號(hào)較弱，造成約50 m深度內(nèi)為探測(cè)盲區(qū)，為取得更好反演成果，應(yīng)使用人工場(chǎng)加以補(bǔ)充，從而是探測(cè)成果更為準(zhǔn)確。

［參 考 文 獻(xiàn)］

［1］曾憲強(qiáng)，沙椿.工程物探論文集［C］.昆明：云南科技出版社，2006.