楊 杰，李 玥

(湖北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，湖北 武漢 430050)

0 引 言

滑坡是公路建設(shè)過程中常見的一種地質(zhì)災(zāi)害，影響公路的施工和正常運(yùn)營，大型滑坡災(zāi)害嚴(yán)重危害周圍建筑物和居民生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，準(zhǔn)確判斷滑坡體的工程地質(zhì)條件，為滑坡的治理設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)尤為重要。相比傳統(tǒng)的勘察手段，物探方法因其方便快捷、無損等優(yōu)勢在滑坡災(zāi)害的勘察中廣泛應(yīng)用?；驴辈熘谐Ｓ玫奈锾椒椒ㄓ校焊呙芏入姺╗1-3]、探地雷達(dá)法[4]、瑞雷面波法[5]、AMT法[6]等。其中高密度電法具有效率高、成本低、精度大、測量范圍廣的特點(diǎn)應(yīng)用最為廣泛，在不同類型滑坡中均得到較好的驗(yàn)證。

本文以某公路巖質(zhì)滑坡為例，采用高密度電法探測，結(jié)合現(xiàn)場勘察資料，從而為滑坡滑面的空間位置判斷提供依據(jù)。

1 工程概況與地質(zhì)地球物理特征

1.1 工程概況

滑坡體位于某擬建高速公路互通處,如圖1所示。該滑坡周界較清晰，主滑方向?yàn)?30°，近平行于線路滑動(dòng)；滑體上偶見有傾斜樹木等滑坡地貌特征，滑坡體中下部三道干砌片石擋墻均已產(chǎn)生明顯滑移破壞，說明該滑坡近年仍在活動(dòng)。

圖1 滑坡平面示意圖

1.2 地質(zhì)地球物理特征

1.2.1 地層巖性及地質(zhì)條件

據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查及勘探孔揭露，滑坡體物質(zhì)為(Qel+dl)碎石土及強(qiáng)-中風(fēng)化泥巖，下部穩(wěn)定地層為(S2f)中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。

地下水主要分兩大類：第四系堆積層孔隙潛水及基巖裂隙水。第四系堆積層孔隙潛水零星分布于地表淺層殘坡積土中?；鶐r裂隙水主要賦存于泥巖節(jié)理裂隙中，巖體破碎段中含基巖裂隙水，局部具承壓性，受上部地下水下滲及區(qū)域地下水側(cè)滲補(bǔ)給。

1.2.2 地球物理特征

根據(jù)現(xiàn)場測試及區(qū)域經(jīng)驗(yàn)，該場地各地層電阻率分布情況見表1。

表1 測試場地各地層電阻率

場地的碎石土、強(qiáng)-中風(fēng)化泥巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖都具有不同的電阻率屬性。同時(shí)，由于含水特征的不同，滑動(dòng)帶、裂隙、巖體破碎區(qū)等與完整巖體的電阻率有明顯的差別，這為用高密度電阻率法研究該滑坡提供了良好的地質(zhì)-地球物理前提。

2 方法原理與數(shù)據(jù)采集分析

2.1 高密度電法原理

高密度電法屬直流電阻率法。將直流電送入地下，建立起人工電場。根據(jù)電場的分布規(guī)律推斷地下電性不均勻體的空間分布特征，從而達(dá)到解決地質(zhì)問題的目的[7]。其工作流程如圖2所示。

圖2 高密度電法工作流程圖

2.2 數(shù)據(jù)采集

野外數(shù)據(jù)采集以溫納裝置(wenner array)、3m為最小電極距為參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作。共布設(shè)7條測線，其中L1-L5自坡頂向坡底平行推測滑動(dòng)方向布置、L6-L7垂直L1-L5布置，總長1749m。各測線平面布置示意圖如圖3所示。

圖3 測線布置示意圖

2.3 成果分析解釋

2.3.1 測線L1

所測斷面內(nèi)整體電阻率值較低，一般小于500 Ω·m；斷面內(nèi)存在兩處帶狀低阻異常區(qū)，異常帶近垂向且稍向坡腳傾斜，范圍如圖4所示，異常區(qū)內(nèi)電阻率值一般小于50 Ω·m，推測異常區(qū)帶附近巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育、完整性差。推測異常帶為滑坡滑面反映，所測剖面內(nèi)推測發(fā)育有三處裂隙或潛在滑面，滑面位置如圖所示；推測39 m和90 m處裂隙或滑面向深部延伸，推測90 m處上部滑面深度為0～10 m。

圖4 測線L1高密度電法解釋斷面圖

2.3.2 測線L2

所測斷面內(nèi)電阻率值高低不均、變化較大，斷面后段及坡頂局部電阻率值大于500Ω·m；斷面內(nèi)存在三處帶狀低阻異常區(qū)，異常帶兩處近垂向分布、一處近水平分布，范圍如圖5所示，異常區(qū)內(nèi)電阻率值一般小于80Ω·m，推測異常區(qū)帶附近巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育、完整性差。推測異常帶為滑坡滑面反映，滑面位置如圖所示，推測滑面深度為0～16 m。

圖5 測線L2高密度電法解釋斷面圖

2.3.3 測線L3

所測斷面內(nèi)整體電阻率值低，一般小于260 Ω·m，斷面內(nèi)巖體完整性較差，推測斷面內(nèi)碎石土及強(qiáng)-中風(fēng)化泥巖厚度約1.5～13 m；該斷面坡頂下方存在一處低阻異常區(qū)，范圍如圖6所示，異常區(qū)內(nèi)電阻率值一般小于50 Ω·m，推測異常區(qū)附近巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育、完整性差。推測異常帶為滑坡滑面反映，推測滑面深度為0～13 m。

圖6 測線L3高密度電法解釋斷面圖

2.3.4 測線L4

所測斷面內(nèi)電阻率值高低不均、變化較大；斷面內(nèi)存在一處近平行坡向異常帶，其范圍如圖7所示，坡體上部異常區(qū)電阻率值一般小于50 Ω·m，坡體下部異常區(qū)電阻率值一般小于260 Ω·m，推測異常區(qū)帶附近巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育、完整性差。推測異常帶為滑坡滑面反映，推測滑面深度為0～14 m。

圖7 測線L4高密度電法解釋斷面圖

2.3.5 測線L5

所測斷面內(nèi)電阻率值高低不均、變化較大；斷面內(nèi)存在兩處低阻異常帶，其范圍如圖8所示，坡體上部異常近水平分布、坡體下部異常近平行坡向分布，兩處異常區(qū)內(nèi)電阻率值一般小于50 Ω·m，推測異常區(qū)帶附近巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育、完整性差。推測異常帶為滑坡滑面反映，推測滑面深度為0～13 m。

圖8 測線L5高密度電法解釋斷面圖

2.3.6 測線L6

所測斷面內(nèi)電阻率值高低不均、變化較大；斷面內(nèi)存在一處近水平異常帶，異常帶中部相對較厚較深、兩側(cè)相對較薄較淺，其范圍如圖9所示，異常區(qū)電阻率值一般小于120 Ω·m，推測異常區(qū)帶附近巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育、完整性差。推測異常帶為滑坡滑面反映，推測滑面深度為0～24 m。

圖9 測線L6高密度電法解釋斷面圖

2.3.7 測線L7

所測斷面內(nèi)整體電阻率值較低，一般小于500 Ω·m；斷面內(nèi)存在一處近水平異常帶，其范圍如圖10所示，異常區(qū)電阻率值一般小于50 Ω·m，推測異常區(qū)帶附近巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育、完整性差。推測異常帶為滑坡滑面反映，推測滑面深度為0～30 m。

圖10 測線L7高密度電法解釋斷面圖

通過對各測線電阻率剖面進(jìn)行分析，并與鉆孔資料進(jìn)行對比，二者成果一致性較好。

例如：鉆孔LSZK06位于測線L2的94 m處,同時(shí)也位于測線L6的103 m處，鉆孔深度0～2.9 m為碎石土、2.9～8.7 m為泥巖、8.7～9.3 m為滑帶、9.3～35 m為砂巖。對應(yīng)的，L2測線橫向94 m、豎向9 m附近恰見一低阻帶，其阻值約25 Ω·m，推測為滑面反映；L6測線橫向103 m、豎向9 m附近可見電阻率拐點(diǎn)，其上部電阻率值較高、下部電阻率值較均勻，該處電阻率突變亦可推測為滑面反映。測線L2和L6剖面對應(yīng)點(diǎn)豎向電阻率特征均與鉆孔LSZK06資料吻合。

此外，測線L1、L2、L4-L7電阻率剖面整體均顯示有高-低-高的豎向電阻率變化特征，該特征與滑坡體的基巖滑體、滑動(dòng)面、穩(wěn)定基巖的地層變化特征一致。

3 結(jié) 論

(1) 本次各測線高密度電法成果異常區(qū)電阻率與背景電阻率有明顯差異，目標(biāo)地質(zhì)體反應(yīng)明顯。通過與其他勘查成果對比，本次高密度電法探測成果與現(xiàn)場調(diào)查及鉆孔資料成果吻合度較好。

說明高密度電阻率法對于基巖滑坡滑面的探查具有較好的準(zhǔn)確性，高密度電阻率法是一種針對基巖滑坡勘察的有效探測方法。

(2) 通過對該滑坡的各橫、縱測線的電阻率剖面進(jìn)行分析歸納，并結(jié)合對比地質(zhì)鉆孔及地質(zhì)調(diào)查資料，認(rèn)為基巖滑坡的電阻率剖面特征不同于傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)的土質(zhì)滑坡特征。土質(zhì)滑坡的電阻率特征一般對應(yīng)滑體-穩(wěn)定基巖呈低-高顯示[8]，而此基巖滑坡的電阻率剖面分別對應(yīng)基巖滑體-滑動(dòng)面-穩(wěn)定基巖豎向反映為高-低-高的電阻率特征規(guī)律。