王長風
(安徽省地質礦產(chǎn)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(xiāng),發(fā)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。
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(shù)據(jù)采集方面實現(xiàn)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(chǎn)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(nèi)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)壞點處理、反演參數(shù)設置以及選擇合適的反演色譜。最后根據(jù)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。
該滑坡點位于績溪縣荊州鄉(xiāng)政府所在地北端,周邊地形起伏較大,溝壑發(fā)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(qū)內(nèi)崩塌、滑坡、泥石流地質災害的主要物質來源。寒武系是中統(tǒng)楊柳崗組,巖性是條帶狀白云質灰?guī)r夾泥質灰?guī)r,局部泥質、碳質組份略增。表層第四系及下面強風化泥質灰?guī)r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。
根據(jù)地質任務,布置3條測線,具體布設見圖1:
圖1 滑坡點現(xiàn)狀圖
儀器采用DUK-2A高密度電法測量系統(tǒng)。經(jīng)現(xiàn)場裝置試驗,選用溫納裝置施工,電極距3m,隔離系數(shù)1~16。這種裝置信噪比高,顯示的斷面圖為倒梯形圖形。
野外數(shù)據(jù)采集完后,轉換成李曉晴格式,使用Geogiga RTomo 6.0軟件并進行數(shù)據(jù)處理,處理過程包括壞點剔除、數(shù)據(jù)圓滑、地形改正、反演計算。最后輸出反演數(shù)據(jù),用Surfer成圖。
根據(jù)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?guī)r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(nèi)的巖性是第四系粉質粘土及強風化泥質灰?guī)r;大于200Ω.m的是中風化及完整基巖(灰?guī)r),灰?guī)r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(qū)內(nèi),阻值稍低,但電性分層同樣明顯。3條剖面上強風化區(qū)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(qū)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(qū)(見圖1陰影部分)。
圖4 3線高密度成果圖
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(jù),它克服了單純依靠少量鉆孔無法控制滑動面形態(tài)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。