高密度电法在桂西某电站库区滑坡堆积体勘探中的应用

王自东陈任韦念基

摘要：我国国土面积辽阔，山地和丘陵地区众多，经常会发生山体崩塌、滑坡，泥石流等地质灾害。其中山体滑坡作为一种较为常见的地质灾害现象，对周围工程的施工建设及财产安全产生较大的影响及危害。因此，许多工程在施工前需要对周围山体进行勘查，查明是否有山体滑坡堆积体存在，勘查方法也多种多样。而高密度电法作为一种比较常用物探方法，能根据堆积体与下部基岩之间的电性差异，查出堆积体厚度及埋深形态，使得其在滑坡堆积体的勘察中得到了广泛的应用。

关键词：地质灾害；滑坡；高密度

随着国家对新能源的需求越来越大，各地都在大力推进新能源建设，其中主要包括风力发电和光伏发电。但是风电、光伏等新能源最大的问题，是发电不稳定。风力发电受到来风大小的影响，功率过小或过大对电网都有冲击。光伏发电也同样受到晴天、阴雨天的影响。因此在新能源系统中，必须要配备储能设施，对发电产生的电能进行调节，使输出功率更加稳定。为了解决这个问题，人们设计出了抽水蓄能这类电站，抽水蓄能电站是具有调峰、填谷、调频、调相、事故备用等多种功能的专用电源，具有运行灵活、反应快速等特点，在电力系统安全、稳定、经济运行中发挥着重要作用，所以近年来很多地方都在兴建各种新型抽水蓄能电站。而抽水蓄能电站的库址一般都选在山区地带，山体斜坡上的土层、松散堆积物及风化岩石等，受到大自然或人为因素影响，在重力作用下，容易沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动，形成滑坡地质灾害现象，对水电站的的建设及安全稳定性都带来严重的影响。受单位地质部门的委托，我们采用高密度电法对桂西某抽水蓄能电站的上水库区进行了滑坡堆积体的勘察，目的是查明库区滑坡堆积体的范围和埋深形态，为后期的治理提供一定的参考依据。

1、库区地质概况

水库位于桂西某屯北东向约1.0km处峡谷中，水库处于溪沟源头，库区范围总体地势北东高于南西，库区内支沟呈枝岔状分布，在上坝址上游50m汇入主溪沟，溪沟水流流向N～S向，库区蓄水后，水面呈“贝壳”状，南北水面约410m，东西水面约660m。库周东、北、西三面山体连绵雄厚，库周地表分水岭高程呈现东、北、西高三面南低，东侧地表分水岭高程1179.2m～1299.6m，北侧地表分水岭高程1158.3m～1242.9m，西侧地表分水岭高程1158.3m～1242.9m，均高于水库正常蓄水位1014.00m。水库蓄水后东、北、西三面分水岭最窄分别为980m、750m、550m。整体地形封闭条件好。

库（坝）区出露地层为第四系地层和三叠系中统下段。

第四系残坡积(Q4edl)：为褐黄色混碎石粉质粘土，结构较疏松，分布于山前缓坡地带。厚度0.0m～3.5m。

第四系冲洪积(Q4pal)：主要为漂石、块石、卵砾石，分布于水库溪沟内，厚度1m～3.2m。

第四系崩塌堆积物(Q4col)：主要为全、强风化碎石、块石及粉质粘土。共发育2处堆积体。分布于进/出水口的崩塌体长约305m，宽95m～120m，厚度1m～17.8m。规模较大，体积约31×104m3；分布于水库库尾处的崩塌体长约380m，宽90m～110m，厚度1.5m～31.9m。规模较大，体积约45×104m3。两处堆积体自然状况下处均于稳定状态。

三叠系中统下段(T2b1-1)为深灰色、灰黑色薄-中层泥岩为主夹中～薄层砂岩，岩体单层厚度0.012m～0.45m，局部片理化明显。

2、库区地球物理特征

库区范围岩性主要为泥岩和砂岩，浅表覆盖层主要为第四系地层，视电阻率相对较低，约为150-500Ω• m；堆积体夹杂粘土且含水量较高，视电阻率相对更低，约为30-200Ω• m，容易形成低阻异常区域；强风化岩体 、弱风化岩体视电阻率相对较高，约为500Ω• m以上。测区范围内的覆盖层、堆积体、强风化岩体 、弱风化岩体在电性存在差异， 具备了进行电法勘探的地球物理条件。

3、高密度电阻率方法技术及质量评价

高密度电阻率法属于直流电阻率法的范畴，是一种阵列勘探方法，根据地下不同岩性体的电阻率特征差异，在建立人工电流场的基础上，以一定的极距系列观测同一测点不同深度岩层的视电阻率的变化，通过研究垂直方向的地电断面变化，查明地质构造及地层岩性分布情况等。高密度电阻率法是集电剖面和电测深为一体采用高密度布点，进行二维地电断面测量的一种电阻率法勘查技术。野外工作时将数十根电极一次性布设完毕，每根电极既是供电电极，又是测量电极。通过适配器电极转换开关和主机实施数据的自动、快速采集。

高密度电法野外数据信息采集量大，一次性布极，大大减少了数据采集的人为误差。高密度电法层析成像技术自动化程度高，经数字滤波和人工经验修正后，可消除各种人为的测量误差，使其所探测的调查对象更加形象直观，数据处理软件对数据的处理程序更加合理，更加实际，大大减少了解释的多解性。本次勘探采用重庆奔腾数控研究所生产的WDJD-4高密度电法系统，采集使用施伦贝谢尔装置（α2）。采用120个电极，5米点距。

4、资料处理及成果解释

高密度电法的内业资料处理主要是野外工作完成后，将仪器内数据导入计算机，整理数据，检查突变或异常数据，发现问题及时处理，检查合格的数据存盘，运用RES2DINV反演软件进行反演计算成图。根据电阻率的等值线变化形态及大小对电性异常带进行地质方面的解释。

本次勘探围绕库区按垂直于等高线方向均匀布置了9条剖面线，通过原始采集数据的整理并运用反演软件得出的反演图中，我们发现其中4条剖面线含有明显电阻率异常，分别为1-1’线，2-2’线，5-5’线， 6-6’线。

1-1’剖面：从反演断面图4-1可以看出，整条剖面地形起伏较大，电阻率分布特征较为规律，大致表现为浅部低深部高。在剖面长度223m~535m处有一处明显的电阻率值异常带(编号Y1)，上部电阻率值较低，下部电阻率值相对较高，形成一条较为清晰的分界线，其形态大致符合堆积体的特征。结合过线钻孔SK130地质资料，该孔揭露堆积体厚16.3m，由此推测此处异常带为一处堆积体，此部分堆积体厚0m～29.6m。

图4-1  1-1’线反演断面图

2-2’剖面：从反演断面图4-2可以看出，整条剖面地形起伏较大，电阻率分布特征较为规律，大致表现为浅部低深部高。在剖面长度420m~642m处有一处明显的电阻率值异常带(编号Y2)，上部电阻率值较低，下部电阻率值相对较高，形成一条较为清晰的分界线，其形态大致符合堆积体的特征。结合过线钻孔SK146地质资料，该孔揭露堆积体厚13.1m，由此推测此处异常带为一处堆积体，此部分堆积体厚0m～24.9m。

图4-2  2-2’线反演断面图

5-5’剖面：从反演断面图4-3可以看出，整条剖面地形起伏较大，电阻率分布不均匀。在剖面长度208m~423m处有一处明显的电阻率值异常带(编号Y3)，上部电阻率值较低，下部电阻率值相对较高，形成一个低阻区，其形态大致符合堆积体特征。结合过线附近钻孔SK17地质资料，该孔揭露堆积体厚23.5m，由此推测此处异常带为一处堆积体，此部分堆积体厚0m～23.4m。

图4-3  5-5’ 线反演断面图

6-6’剖面：从反演断面图4-4

图4-4  6-6’ 线反演断面图

可以看出，整条剖面地形起伏较大，电阻率变化趋势较为清晰。在剖面长度247m~716m处有一处明显的电阻率值异常带(编号Y4)，上部电阻率值较低，下部电阻率值相对较高，形成一个低阻区，其形态大致符合堆积体特征。结合过线钻孔SK113、SK18、SK16地质资料，此3个钻孔分别揭露堆积体厚21.4m、25.2m、31.9m，由此推测此处异常带为一处堆积体，此部分堆积体厚0m～31.9m。

5、结语

本次高密度电法勘探，大致推断出了4处滑坡堆积体，厚度范围为0m～31.9m。此次高密度电法在滑坡堆积体的勘探中效果显著，得出的推断与已知的钻孔资料基本吻合。由此可见，高密度电法在滑坡堆积体勘探中还是比较实用的。当然，仅仅运用一种勘探方法也许还不能完全查明库区所有的滑坡堆积体，为了取得更好的勘探效果，建议多种方法相结合，必要时增加一些钻探工作加以佐证。

参考文献;

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[3]张勇，蓝红珠.高密度电法在滑坡勘察中的应用[J].《科技广场》.2010年第9期