地質災害治理勘查新技術

❶ 新時代哪些新技術能用在地質災害群策群防中發揮作用

①裂縫伸縮儀自動報警器
②雨量監測站自動報警器

❷ 以崩塌、滑坡、泥石流等災害勘查為例，談談地質災害勘察技術的認識。並說明它與岩土工程勘察的異同

勘查基本是純地質 一般不動鑽機 地調為主
岩土工程一般是結合其他勘察手段的 入物探什麼的 純地質的成分沒那麼大

❸ 地質災害勘察

現在地質災害防治已經進入實踐階段。這項工作怎麼做?當前呈現的是百花齊放，百家爭鳴的生動局面。現根據著者十餘年來參與這方面工作的經驗總結，粗淺地論述一下這個問題。地質災害防治工作中最關鍵的一環就是地質災害勘察。

1.地質科學實踐領域

首先談一下地質災害防治在地質工作中的地位。1983年著者在河南省地質學會年會的學術會議上曾提出，地質科學有兩大實踐領域，第一個是找寶，這是地質科學從它的形成開始到今天一直進行的一項工作，包括固體礦產資源、液體礦產資源及氣體礦產資源；第二個是防災，防治多種形式的地質災害包括三方面內容：①工程活動中誘發的地質災害防治，工程建設中的設計就是防災措施；②自然地質災害防治，這方面內容很多；③環境破壞和惡化防治，這是一種慢性危害，但是它威脅著人類的生存，也需要進行防治。隨著人類工程經濟活動的發展，地質災害發生愈來愈嚴重，具有成倍增長的趨勢，認識這一點很重要，可以主動地進行防治，減少災害造成的損失。著者在1989年曾經提出「減災就是增產」，只搞有形的增產，不搞無形的防災，有形的增產就被抵消了。所以說，防災具有重大的經濟效益，「減災就是增產」。減災事業，現在受到全世界的重視。

地質工程學原理

2.地質災害的定義

什麼是地質災害?有這樣那樣的定義，其說不一。著者給的定義是：造成人類生命、財產損失的地質事件為地質災害，其不造成人類生命財產損失的地質事件那隻是地質作用，構不成地質災害，自然地質作用它本身就在不斷地發展著，造成人類生命、財產損失的地質事件才構成地質災害。我們的任務就是通過我們的工作避免地質災害的危害和將地質災害造成的損失減少到最低限度。要做到這一點，我們首先要認識地質災害，只有認識了地質災害，才能防治地質災害，也就是說只有認識世界，才能改造世界，才能進行地質災害防治。地質災害勘察就是為認識地質災害工作的。不做這項工作，就去治理地質災害，很可能無的放矢，事倍功半。

3.地質勘察類型及服務對象

為了認識地質災害，我們已經開展了大量的地質災害勘察工作，探討了地質災害的形成規律、機制、理論，為鑒別地質災害提供理論依據。我們要充分利用已取得的基本理論和技術來鑒別是不是地質災害、地質災害形成過程、機制、危害及防治方案。我們怎樣開展這一系列工作呢?主要的手段是進行地質災害勘察。要認識地質災害，必須進行地質災害勘察，但是目前的地質災害勘察報告是五花八門的，很多是不符合地質災害勘察要求的。為了弄清地質災害勘察概念，我們必須弄清地質勘察類型和內容，為了簡明地闡述這個問題，歸納如表14-1。

表14-1 地質勘察類型及內容

表14-1所列的區域地質勘察又叫做區域地質普查，這項工作是探討地質構造區域規律，為規劃服務，為找礦規劃也好，為工程建設規劃也好，為國土整治規劃也好，都必須在認識區域地質構造發育規律基礎上來做；礦產資源勘察工作目標是為尋找某一種礦產資源，評價礦產資源賦存條件、儲量及開采條件，它是為工業建設服務的；工程地質勘察是工程地質工作者最熟悉的一項工作，它的工作內容是勘察工程地質條件，特別是不良的工程地質條件，為工程建設規劃、設計和施工服務，防止工程建設人工誘發地質災害；最近提出來的地質災害勘察是為地質災害防治服務的。

4.地質災害勘察的基本內容

地質災害勘察的基本內容包括6種：

（1）調查地質災害和孕災體分布范圍及規模；地質災害已經發生了，它的分布范圍和規模可以直接調查。對於已經有前兆，還沒有發生的應該作出預測，如果發生時，它的影響范圍和規模可能有多大為災情評估和預測做准備。

（2）已產生的地質災害災情調查及將要產生的地質災害災情預測和評估；

（3）地質災害產生原因、變形體或災害體結構、運動機制、變形趨勢預測（穩定性、影響范圍）調查研究；

（4）工程治理可能性研究（外動力作用——可治；內動力作用——難治）。

地質工程學原理

著者看到有一些地質災害勘察報告，特別是地質部門提供的地質災害勘察報告，在災情評估和預測問題上說不準，有的做得很大，有的做得很小，現在我們對變形體穩定性如何評價還有一些辦法，但是將來它一旦成災時的影響范圍有多大，這個問題目前研究還不多，這就影響到災情調查和預測，所以說災害產生的規模和影響范圍是地質災害勘察中的重要內容之一，災情調查和預測評估工作是地質災害勘察與其他類型的地質勘察的主要區別之處，是地質災害勘察的重要內容之一。沒有災情不好說該防治還是不該防治。災情包括經濟損失、社會影響及對環境的破壞，即常說的三大效益，災情評估應該包括這三個方面內容，這是地質災害勘察的獨特的地方，一定要認真做好。

第三方面內容是孕災條件、孕災體特徵、成災原因分析、變形體或災害體結構、運動機制、變形趨勢預測（穩定性、影響范圍）的研究。這是地質災害勘察的核心工作，這對研究防災方案來說是很重要的一環。有了這方面內容，我們才能進行工程治理可能性研究。工程治理可能性應該分別看待，比如說，外動力誘發的，包括人類活動和地質外營力誘發的地質災害，工程可以治理；內動力造成的，比如斷層活動，地震誘發的地質災害，一般來說是很難治理的，有的是無法治理的，可以採取躲和抗的辦法來防災，如地震，躲，有時也沒有辦法躲，我們可採取抗震設防來防災。外動力作用形成的地質災害也不都是要治理或值得治理的，防災方案有兩種，一種是抗和躲，進行工程加固和居民點搬遷，這種情況一般是經濟效益和社會效益都很低，治理投資很大還不如搬遷和適當地加固，如四川省雲陽縣東大井滑坡，災情很嚴重，但是治理的效益很低，而且三峽水庫建成2000年蓄水時，這個村子就要淹沒，顯然，治理是不合理的，還不如提前投資搬遷，這是合理的。搬遷、躲避和工程治理主要決定於防治效益。防治效益，前面已經提出過，包括經濟效益、社會效益和環境效益。經濟效益比較具體，好論證。社會效益比較復雜，牽扯到政治和文化，比如說，西藏有一個瓊結縣，正在受到泥石流的威脅，但是防治的經濟效益不大，可是社會效益很大，藏族的很多名勝古跡在那兒，松贊干布和文成公主合葬的大墓也在那兒，社會效益很重要，這個點就必須防治。還有環境效益，也很重要，要綜合判斷來確定該不該治。

另外一項勘察內容是變形監測。著者多次談到過這個問題，著者的意見是在地質災害勘察伊始就要把這項工作做起來。地質災害勘察工作至少需要一年時間，我們利用這一年時間進行變形監測、收集變形資料，對評價災害體或變形體的活動性是非常寶貴的。著者遇到很多情況是，根據計算結果，它是穩定的，可是觀測結果是裂縫還在發展。如鏈子崖危岩體的穩定性，有的計算得出的安全系數是3.7，有的計算得的安全系數是1.7，誰也沒有計算出它不穩定，可是觀測結果是變形繼續在發展。原因在於你的計算模型和計算參數很難選准。計算結果只能做參考，那怎麼辦?我們要尊重監測結果。變形還在發展，說明它是不穩定的，這個結論是可靠的，這說明變形監測是很重要的。第二個變形監測的重要性是監測施工過程的安全性，防止施工過程中產生意外事故。第三個重要意義是檢查治理效果。你說治理好了不行，要看治理的實際效果。效果檢驗不是一年半年就行的事，需要經過一段時間檢查。比如說，豆芽棚滑坡經過治理後變形明顯減小，但是還在微弱地活動，現在又在產生反彈，是否是變形就完了呢，還要繼續進行觀測。韓城電廠治理完工了以後，確實是不動了，後來又動了，這個問題應該引起重視，這是地質災害勘察的基本內容。

下面再談一下地質災害勘察報告編寫內容。1995年著者審查了6個地質災害勘察報告，比較合乎要求的只有一個，原因是沒有規范，著者認為地質災害勘察報告基本內容還是可以提出來的，有下面幾個部分：

第一部分：闡述地質災害發生過程及歷史，災情調查及預測評估結果（直接的和間接的損失，經濟、社會和環境損失和破壞）；

第二部分：闡述地質災害形成的環境地質條件（氣象、水文、地理地貌、地質等）；

第三部分：地質災害區域特徵、可能產生的地質災害規模、孕災體（變形體）結構、邊界條件、物理力學參數，地質災害成因、成災因素、變形機制、穩定性分析、運動過程和影響范圍預測；

第四部分：論述治理的必要性：根據治理的經濟效益、社會效益、環境效益分析論證；論述治理的可能性；論證防災方案；

第五部分：結論。

❹ 地質災害防治工程中監測新技術的開發應用與展望

季偉峰

（中國地質科學院探礦工藝研究所，四川成都，610081）

【摘要】地質災害防治工程中對地質災害體的監測十分必要。本文簡要介紹了我國當前地質災害監測的主要方法及新技術在工程實踐中的應用，指出了地質災害監測工程實踐中存在的主要問題，展望了我國在本領域技術發展的趨勢。

【關鍵詞】地質災害監測技術應用展望

自然地質環境和人為活動是引發地質災害的兩大主要原因。在最近的20多年時間里，隨著我國人口的增加，經濟建設的快速發展，特別是基礎設施建設規模的擴大，建設與用地的矛盾十分突出。植被的破壞嚴重，使山體滑坡、泥石流、地面沉降等地質災害在全國許多地區頻繁發生，嚴重阻礙了災害發生地的經濟建設和社會發展。

1我國主要的地質災害形式及危害

1.1地質災害及常見形式

地質災害是指由自然地質作用和人為活動作用形成的，對人類生存和工程建設可能構成危害的各種特有的自然環境災害的總稱。

常見的地質災害形式主要有6種，它們是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫和地面沉降，簡稱為崩、滑、流、塌、裂、沉。

1.2三峽庫區的主要地質災害

三峽水利工程建成後將產生巨大的經濟效益和社會效益。但它的建設對庫區的自然環境也帶來一定的直接或潛在影響。三峽工程的一期蓄水、二期蓄水和新城鎮的建設已經給庫區帶來了不少地質災害問題。在淹沒區的新城鎮建設中，由於在選址時考慮地質環境因素不夠，使有些新城鎮從建設一開始就與地質災害結下了「不解之緣」。主要表現形式為人為高切坡和深基坑誘發的滑坡和崩塌。湖北的巴東、秭歸，重慶的巫山、奉節、雲陽、萬縣等地在新城鎮的建設中都引發了大量的地質災害，如何趨利避害是擺在我們面前的重大課題。

1.3地質災害的主要危害

地質災害的危害是顯而易見的。我國幅員遼闊，地質構造復雜，地貌千姿百態，山地和丘陵面積占國土總面積的2/3以上。全國34個省、直轄市、自治區以及特別行政區均存在著不同形式和不同程度的地質災害，每年都要造成慘重的人員傷亡和財產損失。其中滑坡、泥石流和山洪等突發性地質災害被定為國際減災10年的主要災種，由於這些災害具有潛在性和突發性，一旦發生，來勢兇猛，常造成斷道、斷航、構築物損毀、人員傷亡和財產損失。在我國，每年喪生地質災害的總人數達800～1000人，經濟損失超過100億元人民幣。

1.4地質災害監測的特點

（1）滑坡等變形體分布通常較為分散，成因機制復雜。開展監測工作前，需有一定前期地質環境勘察、研究工作基礎；

（2）地質災害體大多位於交通、通訊十分不便地區，電源接入也很困難；

（3）目前大多數監測以手動為主，數據匯交速度相對較慢，人工勞務成本較高；

（4）與大壩、橋梁、隧道等固定建築物、構築物的安全監測相比，地質災害監測具有開放的監測邊界，條件復雜，自動化監測和遙測等監測手段、監測儀器的選擇、固定安裝、運行等須注意儀器設備的環境適應性和抗干擾性能，保證正常使用和安全運行。

2地質災害防治工程中監測的必要性

地質災害防治工程的監測根據工程所處的不同階段，可分為施工安全監測、防治效果監測和長期穩定性監測，目前一般簡單地統稱為監測。在以往的工作實踐中經常發現，除經濟原因外，在地質災害的治理過程中存在一定的盲目性。有些地質災害進行了治理，理由是認為它不穩定。有些沒有進行治理，理由是認為它是穩定的。除一些簡單粗糙的勘察資料外，幾乎沒有充分的證據證明一個變形體穩定與否，是否需要進行工程治理。如果對滑坡等變形體進行必要的監測，將會減少這種盲目性，收到事半功倍的效果。

2.1對於已採取工程措施的地質災害體

對於已採取工程措施的地質災害防治工程，在治理過程中，根據監測結果進行效果評價，指導施工，及時對設計進行修改；防治工程竣工後，隨著周圍環境條件的變化，約束條件也會發生變化。如錨索的腐蝕和鬆弛、地下水位變化、臨空面加大、工程質量不高、巨大外力（如地震和大爆破）等，都有可能使一些已經治理過、暫時處於相對穩定的滑坡變形體重新失穩，如不進行持久的監測，它們具有更大的欺騙性和危險性，並非就可以高枕無憂，仍需通過必要的監測來評判它的治理效果和長期穩定性。

2.2對於未採取工程措施的地質災害體

對於一些未經治理、而又具有潛在危害的地質災害體，監測也是十分必要的。一些暫時沒有資金進行工程整治但又對人民生命財產構成較大潛在威脅的大型滑坡變形體，以投資較小的監測工作來彌補是有效的方法和途徑。通過有效的監測既可對其穩定性進行評價，監測結果又可為是否治理和如何治理提供設計依據。用監測的手段對滑坡等變形體進行有效的監控，是一項投資少、見效快的方法，目前已逐步被一些政府官員和業主所接受並推崇。他們也意識到用工程手段進行整治後應該用監測數據來驗證，否則是盲目的。但目前仍有相當多的管理和設計部門只注重被動的治理和亡羊補牢，而不注重防患於未然。

3當前地質災害監測的主要方法

以往作為監測工作的對象，主要是對一些重要的構築物和大型建設工程的變形、位移、沉降等進行監測，如水利水電大壩、大型橋梁、重要廠房、大型地下隱蔽工程、礦山邊坡和尾礦壩等。對復雜的地質災害體進行監測，則是近些年才逐漸開始應用的，當前採用的主要監測方法有以下幾種。

3.1地面絕對位移監測

絕對位移監測是最基本的常規監測方法，測量崩滑體測點的三維坐標，從而得出測點的三維變形位移量、位移方位與變形位移速率。主要使用經緯儀、水準儀、紅外測距儀、激光準直儀、全站儀和GPS等，應用大地測量法來測得變形體上某點的三維坐標。

3.2地面相對位移監測

地面相對位移監測是量測崩滑體重點變形部位點與點之間相對位移變化（張開、閉合、下沉、抬升、錯動等）的一種常用的變形監測方法。主要用於對裂縫、崩滑帶、采空區頂底板等部位的監測、沉降觀測等，是位移監測的重要內容之一。目前常用的監測儀器有振弦位移計、電阻式位移計、裂縫計、變位計、收斂計等。

3.3鑽孔深部位移監測

對於滑坡等變形地質體來講，不僅要監測其地表位移，也要監測其深部位移，這樣才能對整體的位移進行判斷監測。方法是先在滑坡等變形體上鑽孔並穿過滑帶以下至穩定段，定向下入專用測斜管，管孔間環狀間隙用水泥砂漿（適於岩體鑽孔）或砂、土石（適於鬆散堆積體鑽孔）回填固結測斜管；下入鑽孔傾斜儀，以孔底為零位移點，向上按一定間隔（一般為0.5m或1m）測量鑽孔內各深度點相對於孔底的位移量。常用的監測儀器有鑽孔傾斜儀、鑽孔多點位移計等。

3.4應力監測

對於滑坡等變形體不僅要監測其位移的變化，還需要監測其內部應力的變化。因為在地質體變形（或稱運動）的過程中必定伴隨著變形體內部應力變化和調整，所以監測應力的變化是十分必要的。常用的儀器有錨桿應力計、錨索應力計、振弦式土壓力計等。

3.5水環境監測

對於崩滑體來講，除了自然地質條件和人為擾動外，水是對滑坡的穩定狀態起直接作用的最主要因素，所以對水環境（含過程降雨及降雨強度、地表水的流量、地下水位、滲流量、滲流壓、孔隙水壓力、地下水溫度等）進行監測十分重要。常用的監測儀器有量水堰、遙測雨量計、測鍾、電測水位計、遙測水位計、滲壓計、滲流計、電測溫度計等。

3.6地震監測

地震監測適用於所有的崩滑監測。地震力是作用於崩滑體的特殊荷載之一，因此對崩滑體的穩定性起著重要作用。當地質災害位於地震高發區時，應經常及時收集附近地震台站資料；必要且條件許可時，可採用地震儀等監測區內及外圍發生的地震強度、發震時間等。分析震中位置、震源深度、地震烈度、評價地震作用對區內的崩滑體穩定性的影響。

3.7 人類相關活動監測

人類活動如掘洞采礦、削坡取土、爆破採石、載入及水利設施的運營等，往往造成人工型地質災害或誘發產生地質災害，在出現上述情況時，應予以監測並停止某項活動。對人類活動監測，應監測對崩滑體有影響的項目，監測其范圍、強度、速度等。

3.8宏觀地質調查監測

採用常規地質調查法，定期對崩滑體出現的宏觀變形痕跡（如裂縫發生及發展、地面沉降、塌陷、坍塌、膨脹、隆起、建築物變形等）和與變形有關的異常現象（如地聲、地下水異常等）進行調查記錄。該法具有直觀性強、適應性強、可信程度高的特點，為崩滑監測的主要手段，也是群測群防的主要內容。適用於所有崩滑體，具有準確的預報功能。

4監測新技術的研究與工程實踐

4.1國外監測新技術的研究與應用

發達國家在岩土工程及地質災害監測領域不但有傳統的監測方法和儀器，近年來已將高新技術應用於地質災害預測、預警工程。美國的PDI公司、Geokon公司、義大利Sisgeo公司、瑞士Leica公司、瑞典Geotech公司、德國Zeiss公司、日本尼康公司等在監測方法的創新和新技術的應用方面都處於領先地位。紅外技術、激光技術、微波技術、光纖技術、格區式光柵技術、機電一體化、自動化技術、衛星通訊技術、計算機及人工智慧等高新技術在監測技術方法和儀器的開發研究中得到了廣泛的應用。可以這樣講，作為岩土工程監測一個分支的地質災害監測及監測儀器，已經不是傳統意義上的大地測量儀器，而是實現了傳統方法和儀器與現代高新技術的完美結合，把監測儀器的技術水平推到了一個嶄新的階段，並正在向更高層次發展。國外具有代表性的產品有 Leica公司的TCR1800全站儀、TCR2003測量機器人、Geomos系統、DNA電子水準儀、GPS,Zeiss公司的DiNi12系列電子水準儀、North America公司的鑽孔多點位移計、Sicon公司的岩土工程監測系列儀器等。

4.2國內監測新技術的研究與應用

國內水電系統和國土資源部都開展了這方面的研究，如水利科學院、中科院有關院所、國土資源部技術方法研究所等。我所伴隨著三峽工程的建設，在國土資源部的大力資助下，也開發了多種岩土工程及地質災害防治監測儀器，如鑽孔傾斜儀系列、應力測量系列、地面位移測量系列等監測儀器、多參數遙測系統等，還承擔了科技部「崩滑地質災害自動化監測系統」項目的研究，為測量儀器國產化做了大量的工作，產品在三峽庫區和國家的重大工程中得到了較好的應用。我所近幾年研究的成果並形成的產品主要有以下8項：

（1）DMY型激光隧道斷面張斂測量系統；

（2）BYT型光纖崩滑體推力監測系統；

（3）DZQX新型多功能鑽孔傾斜儀；

（4）崩塌無線自動化監測預報系統；

（5）PSD型微位移變形測量系統；

（6）MS型錨索（錨桿）測力系統；

（7）DHS型地層含水率儀；

（8）岩心定向與取心技術研究。

4.3工程監測實踐

在研究開發的同時，我所用自己研究的成果積極參與國家重大基本建設工程的監測工作和三峽庫區地質災害防治的工程監測，取得了較好的經濟效益和社會效益。最近幾年承擔的重大監測工程有：

（1）寶成復線清江大斷面雙線長隧道變形量測；

（2）成昆鐵路電氣化改造西昌南馬鞍堡隧道變形量測；

（3）北京地鐵復八線變形量測；

（4）上海地鐵一號線人民廣場站變形量測；

（5）青島地鐵試驗段變形量測；

（6）成（都）—南（充）高速公路高陡邊坡變形及量測；

（7）內（江）—宜（賓）高速公路高邊坡變形量測；

（8）丹（東）—沈（陽）高速公路丹本（溪）段全線隧道驗收工程；

（9）318國道二郎山—康定段 K2794+860～980滑坡的地面位移、深部位移及應力監測；

（10）奉節縣、雲陽縣地質災害監測工程。

5監測技術發展展望

（1）地質災害的發生將更加頻繁，危害程度更大，監測工作將受到更多的重視，監測成果應用將產生更大的社會效益。

（2）在我們的上級主管部門——中國地質調查局的支持下，我們的監測儀器研究及運行系統軟體開發將會得到更多資助，並使我們的監測手段更加完備，登上一個新的台階，具有更強的市場競爭能力。

（3）自動化監測和遙測是地質災害監測的發展方向，但目前實施還有很多困難。

（4）地質災害具有一定區域性，是一項公益性的事業，更需要政府的引導和支持。

6結語

通過幾年的監測工程實踐，目睹了不少由於忽視地質災害的工程安全監測和失效工程而導致生命和財產的損失，也看到不少通過監測成功預報災害而避免災害發生的實例。在實行工程質量終生追究制的今天，對地質災害及相關岩土工程的安全進行長期監測顯得尤為重要和迫切。

監測工程是地質災害防治工程體系的重要組成部分，不能重治輕防，應做到治理、防範、監測並重，有時甚至重於工程治理手段。

在一定時期內對滑坡變形體實施監測工程，可以節省大量的投資。

地質災害防治工程應建立在科學監測的基礎上，以監測指導設計、施工、工程效果評價，以科學的態度面對它，應從過去的憑經驗和粗糙的勘察上升到定量階段，只有這樣，才能對滑坡變形體進行深入的認識和科學評價。

監測工作不是可有可無的，它是工程診斷的需要，是從事地質災害研究和預測必不可少的一項工作。

防範重於救災，監測勝於治理。

參考文獻

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❺ 地質災害治理工程勘查是干什麼的

什麼是地質災害治理工程？
答：地質災害治理工程，是指對山體崩塌、滑坡、泥石流回、地答面塌陷、地裂縫、地面沉降等地質災害或者地質災害隱患，採取專項地質工程措施，控制或者減輕地質災害的工程活動。

勘查就是實地查看、現場調查的意思。勘查就是專門從事勘查的部門或人員利用現代科學原理、現代科技知識和方法，對需要取證的事實進行勘驗、檢查、調查訪問、尋找、發現、固定和提取與有關的痕跡、物品等證據材料和信息，為科技鑒定、綜合分析判斷提供服務。如：現場勘查。

地質災害治理工程勘查 就是採取專項地質工程措施，控制或者減輕地質災害的工程活動的前期准備工作。

❻ 新技術新方法在地質災害勘查設計中有哪些應用

各類地質災害指的復是在自然或者人制為的因素條件下形成的,對於人民的生命財產安全造成了很大的損失,同時,各類地質災害還會對我們的生存環境造成嚴重的破壞。最近幾年,由於大自然的破壞,以至各類地質災害屢屢發生,如滑坡、泥石流、崩塌等,到了夏季,暴雨頻發,對於滑坡、泥石流等災害更容易引發,這種災害會導致水土流失人員傷亡、房屋倒塌、人員傷亡,給人民的生命財產安全造成極大損失。因此,對於滑坡、泥石流等地質災害的的深入研究就成為了一項刻不容緩的而且具有重大社會意義的工作,這樣,會在一定程度上減小這類地質災害對於人類的損失。作為一項新的科研成果,物探技術成為了現代針對滑坡、泥石流等地質災害的一項重大發明,作為一項新的現代化的勘探技術,它具備了准確、省時省力、經濟、全面性的特點。因此,它在各類地質災害的勘探與調查中起到了非常重要的作用。本文針對以滑坡為主的地質災害所形成的原因,來分析物探技術,重點介紹高密度電阻率法和瑞雷波法在各類地質災害中的實際應用

❼ 加強地質災害防治隊伍建設和科技創新

國土資源部成立以來，大部分監測機構在交通設施、信息系統建設方面有較大改善，但目前從總體來看，監測工作的基礎設施薄弱，技術方法還不夠先進和現代，監測設施仍主要是幾十年前採用的測繩、測鍾、羅盤，較為先進的是手持遙感定位儀，基本沒有滑坡監測儀、地裂縫監測儀等精密而現代的監測儀器。各級監測站之間，監測站與管理部門之間還沒有建立網路系統。現有的監測機構物質基礎及技術方法科技含量還不高，遠遠不能滿足實現《規劃》目標的需要，因此迫切需要改善監測機構的監測、交通、信息設施，實現監測隊伍「精兵」加「現代化裝備」。

國土資源部保定水文地質工程地質技術方法研究所等單位做過大量的監測新技術新方法研究。國際上也有較為先進的監測技術方法。但主要是由於同目前國家的投入及監測機構的經濟能力相比，價格昂貴，監測儀器在性能方面可能也還存在一定問題等原因而沒有被普遍使用。今後要加強成本低、方便有效的監測儀器的研製，加以推廣。

國土、鐵道、科學院、院校等的有關專家都在滑坡、地裂縫、地面沉降等地質災害的形成原因、形成機理方面做過大量研究，也有相當多的成果，為提高地質災害防治工作水平打下了良好的基礎。但目前的研究成果形不成理論和體系，地質災害防治中關鍵的技術問題、難題，如斜坡穩定性、岩溶分布區地面穩定性判別的宏觀標志、地質災害監測預報判據等諸多問題沒有解決。

應立足於「穩定隊伍、提高素質、改善裝備、提高成效」，不斷地加強我國地質環境監測隊伍建設。要逐步實現監測隊伍「精兵」加「現代化裝備」，重點是加強地質災害監測儀器、交通工具、通訊設備、信息系統建設，提高監測質量、預警預報水平與應急處置的能力，通過市場競爭等機制，促進地質災害防治相關單位不斷完善自我，提高防治工程技術水平。

充分利用現代科學技術方法和手段，提高地質災害綜合防治的能力。特別要做好致災地質體的綜合勘查、評價和評估，加強地質災害監測預報，提高災害信息採集和快速處理水平；發展信息網路、數字化等新技術，建立災害防治信息系統和信息共享機制；加強災害防治研究，提高抗災應急能力。

加強地質災害防治的科學技術研究。特別是要分輕重緩急解決地質災害防治中的關鍵技術問題、難題。近期首先要通過專門的研究，總結出斜坡穩定性、岩溶分布區地面穩定性判別的宏觀標志等，迅速提高群測群防的科技含量；其次，要在資料積累的基礎上，開展地質災害監測預報判據的研究，逐步使高科技的監測技術從試驗階段逐步過渡到實用階段；第三要逐步加強地質災害防治工程理論研究、致災地質作用過程模擬與過程式控制制研究，加快成本低而方便有效的地質災害監測儀器的研製與推廣，積極推廣新理論、新技術、新方法。

充分發揮科研單位與院校的技術力量，實行「產學研」相結合，組織科技攻關，解決地質災害防治工作中的難題。

加強國際合作與交流，吸收先進的地質災害防治理論和技術方法。

❽ 地質災害治理工程勘查與地質勘探，有什麼區別，我公司想辦安全生產許可證說有區別不給辦。謝謝

如果是新立礦山企業應是采礦證置前然後才能辦理安全生產許可證

❾ 三峽庫區地質災害勘察物探技術方法應用

李洪濤孫黨生楊勤海楊進平

（中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所，河北保定，071051）

【摘要】本文簡要敘述了在三峽庫區地質災害勘察中經常使用的物探技術方法以及一些典型的工程實例，以求為今後的工作帶來一定示範效應，進一步為地質災害勘察提供先進有效的測試手段。

【關鍵詞】三峽庫區地質災害勘察物探技術方法

1前言

從1997年至2004年，中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所承擔了三峽庫區移民遷建新址重大地質災害防治研究與論證綜合地球物理勘查，奉節三馬山小區物探勘察，巴東黃土坡滑坡、萬州官塘口滑坡物探勘察，重慶14區縣庫岸調查等一批應用研究課題及物探勘察任務。先後在三峽庫區的巴東、巫山、奉節、萬州及豐都、石柱等地進行了大量的綜合地球物理勘察。本文為地球物理勘探技術方法在三峽庫區地質災害防治工程中的應用實踐經驗總結和體會，以求為今後的工作帶來一定示範效應，進一步為地質災害勘察提供先進有效的測試手段。

2地球物理勘探技術方法

2.1淺層高解析度地震勘探

2.1.1工作技術方法

（1）展開排列法

考慮到庫區地形地質條件的復雜性，在奉節和巫山兩地，在布置地震剖面之前，作為一種重要的試驗方法，都採用了展開排列法。其作用是了解測區地震波波組中各種波的時序排列關系，進行震相分析，從而確定數據採集的儀器參數和觀測系統，採取合適的激發與接收措施，進行地層介質速度參數的估算。展開排列法觀測系統採用0m、10m、20m、30m、40m、50m等不同偏移距，道距2m或3m。

（2）共深度點多次水平疊加法（CDP)

CDP水平疊加法是在不同激發點和接收點上採集來自相同反射點的反射波，在得到的多張地震記錄中抽出界面上共反射點道集，經過速度掃描、動靜校正之後，進行疊加處理，以時間剖面的形式給出地質界面及構造信息，這種方法可以提高信噪比，對壓制干擾波有顯著的作用。CDP剖面觀測系統中的偏移距的選擇，是根據面波、聲波等干擾波與目的層反射波的關系確定，分別採用30m、40m和69m。道距採用2m、3m和5m。水平疊加次數大部分為6次，部分用3次。

（3）地震高密度映像法

高密度映像技術採用單次激發、單次接收等偏移距信號採集，其工作模式與水域中聲納法類似，故又稱為陸地聲納法。採集的信號經幅度壓縮、彩色調制，以彩色映像的方式顯示。高密度映像法的偏移距用2m，點距1m。

2.1.2野外數據採集設備

地震勘探採用北京水電物探研究所的SWS—1A型多功能面波儀與瑞典ABEM公司MARK6輕便多道地震儀。接收檢波器用38HZ高靈敏數字檢波器配CDP輕便覆蓋電纜。根據探測目的層的深度，以及測區施工條件，分別採用錘擊與炸葯爆破兩種震源。錘擊震源錘重24磅，錘墊厚20mm。為增加有效信號，壓制隨機干擾，採用垂直疊加，疊加次數一般為5次。炸葯震源一般在炮孔中激發，孔深1～2m，葯量100～200g。

2.1.3資料數據處理

CDP剖面資料的數據處理採用CSP.3.3地震數據處理系統。針對本區地形坡度大且起伏劇烈的特點，在疊前和疊後均作了地形校正。處理內容還包括增益控制、噪音和干擾波切除、濾波、速度分析、動校正與水平疊加等，最終輸出含有地形線的CDP水平迭加雙程反射波時間剖面圖，成果地質解釋圖是在AutoCAD14.0下完成的。處理流程如圖1。

圖1淺層地震數據處理流程圖

2.2面波勘探

採用瞬態面波（瑞雷波）勘探。在地表用震源豎向激震時，一般會產生直達縱波、折射縱波、反射縱波和瑞雷波以及各種轉換波。理論分析和實驗表明，所有這些波中，瑞雷波的能量最強，約佔67%。瑞雷波是一種沿地表傳播的表面波，其傳播的波陣面為一個圓柱體，傳播的深度約為一個波長。利用瑞雷波的頻散特性，即不同波長的瑞雷波傳播特徵反映不同深度地質體的特徵，進行地質介質結構的探測。

2.2.1儀器設備

面波勘探採用北京水電物探研究所的SWS—1A型多功能面波儀，接收檢波器採用4Hz低頻檢波器，面波剖面採用12道排列，道距1m，點距5m，偏移距分別為0m、5m、10m、15m和20m。

2.2.2資料處理

面波剖面採用 FKSWSA面波處理系統，通過多道三維傅里葉變換，在時間—空間（T—X）域和頻率—波數（F—K）域內進行速度和波數（波長）濾波，消除非面波信號，有效地提取面波信息，繪制面波頻散曲線，進行面波資料的反演解釋。

FKSWSA面波處理系統的特點是可以進行擬合處理，即設定的地層結構參數與計算的地層參數，通過相關系數判斷，確定最佳地層結構反演結果。

2.3地震層析成像（CT）

地震層析成像和其他科學技術領域的成像技術類似，是一種邊界投影反演方法。從地震波的運動學與動力學特徵出發，地震層析可分為射線層析和波動方程層析兩類。它們分別測定地震波的走時、振幅、相位、周期等信息變化，反演地質介質三維速度結構或衰減特性，並以圖像表示其結果。

地震 CT數據採集採用井間與井地結合的方式。井地方式是在兩孔之間沿地面上激發彈性波，孔中接收；井間方式是在一孔內激發，另一孔內接收。接收點距2m和1m，炮距2m或視井中條件確定，構成上下交叉的觀測系統，以保證射線覆蓋測試區域，提高成像精度。

2.3.1儀器

SWS—1A多功能面波儀或 MARK6輕便多道地震儀。

接收採用串聯式氣囊檢波器與井壁耦合。

採用爆炸震源，電雷管激發。

2.3.2數據處理

數據處理採用CST for Windows地震層析成像系統。每個成像區域均按2m×2m單元剖分，每個單元塊上的射線節點密度為10個×10個。成果以波速等值線色譜圖展示，圖像輸出是通過Winsurf6.04實現的。處理流程如圖2。

圖2地震層析成像數據處理流程

2.4EH—4電導率成像

EH—4電導率成像方法屬部分可控源與天然場相結合的一種大地電磁測試法。不同於直流電法，它不是通過延長電纜和加大極距來增加勘探深度，而是在測點上，通過其變頻獲得深度信息。EH—4在奉節縣寶塔坪三萬塘地面塌陷坑調查中，在坑底布置了一條南北向剖面，點距5m，電偶極距15m，與剖面方向一致。在塌陷坑南側地表布置了一條剖面，點距5m，電偶極距10m。

2.4.1儀器設備

EH—4電導率成像系統是由美國 GEOMETRLCS和EMI公司聯合生產。是目前國際上較為先進的一種電磁法勘探儀器。

2.4.2EH—4的資料處理

包括現場數據處理和後續處理兩大部分。現場數據處理主要是一維分析，用於檢查野外採集的數據質量和調整參數。後續處理包括數據分析、一維數據處理和顯示及擬二維處理。數據分析軟體用於識別雜訊源，估計和調整發射機的信號電平，分析數據採集質量。一維數據處理和顯示是在經過數據分析後得到新的功率譜後的資料再處理，可刪除雜訊嚴重的數據以減少發散，增加信號的相關度。二維處理是採用EMAP法進行擬二維反演，有效地消除靜態效應，構造電阻率斷面圖，在現場給出解釋結果灰度圖，通過計算機二維反演，進行彩色成圖。

2.5聲波測井技術

聲波測井是以測定岩、礦的聲波速度和幅度為基礎，在劃分基岩岩性、風化破碎程度，確定破碎帶位置、基岩與覆蓋層分界面以及在覆蓋層、基岩內確定低速層等方面是一種較為有效的方法。

單孔全波列聲波測試是採用一發雙收探管，發射—接收源距50cm，間距30cm。在鑽孔內（裸孔）沿井壁發射、接收聲波信息，測井時將探管下至井底，按一定點距向上測試，由計算機完成全波列數據採集與數據存儲，室內通過回放和資料處理拾取縱、橫波，在全波列採集波形中根據波形干涉點、幅度、頻譜分析，確定縱橫、波初至走時，計算縱波、橫波速度繪製成果圖。

測試使用的儀器為SSJ—4D全波列聲波測井儀（中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所）。

井下探頭分採用干孔貼壁式和水耦合兩種類型。

3應用成果分析

3.1滑崩堆積體

滑崩堆積體是一種多成因、多期次的鬆散堆積體。其大部分是在構造和重力卸荷及岩溶作用下形成的滑坡體、崩塌體、泥石流堆積體和岩溶塌陷堆積體。地球物理勘探的目的是了解堆積體厚度及深部結構特徵，採用的主要工作方法是展開排列法、CDP剖面與面波法。

3.1.1巫山新城址凈壇路—祥雲路—集仙路深部結構特徵

該區由於地形起伏較大，加上沖溝人工回填等因素，給地震探測帶來了很大困難。圖3（剖面F）反映了凈壇路—祥雲路—集仙路方向的深部結構特徵。可以看出完整基岩埋深達40～50m，而在祥雲路至集仙路之間形成深達30m的深槽。圖4（剖面 H）橫切頭道溝，沖溝形態明顯。在時間剖面上，凡是在沖溝部位，由於切割、風化呈多同相軸形態，反映沖溝堆積物的復雜性。探測結果明顯反映了堆積體的順層特徵。

3.1.2滑崩堆積體精細結構特徵

為了進一步提示滑崩堆積體精細結構特徵，採用了面波探測來了解淺部的地質結構。圖5列出典型的頻散曲線及其地質解釋結果，可以看到面波勘探能夠很好地提供淺部地層細節及其速度分布資料。結果表明，滑崩堆積體內部可劃分為3層：

圖3巫山新址凈壇路—集仙路（剖面F）淺層地震勘探結果

第一層：0～3.15m，為含礫石粘土層，橫波速度330～470m/s。

第二層：3～8m，為碎石夾土層，橫波速度470～770m/s。

第三層：8～16m，為破碎岩層，橫波速度770～970m/s。

3.1.3成果解釋

滑崩堆積體埋深約40m，但是祥雲路至集仙路之間存在深達70m的凹槽。滑崩堆積體底面明顯順岩層方向，傾角達30°。在滑崩堆積體中，可細分為3層，其波速不超過1000m/s，說明其岩體完整性較差。

3.2 滑坡

滑坡勘查採用的技術方法主要是 CDP剖面法，勘查對象有巴東縣新城區黃土坡滑坡、巫山秀峰寺滑坡、重慶市萬州區關塘口滑坡、萬州區長江大橋—上沱口段庫岸滑坡等。本文僅對其中一部分有代表性的成果分述如下。

3.2.1巴東縣新城區黃土坡滑坡

（1）地震時間剖面波組特徵

巴東黃土坡滑坡共做了9條剖面，本文列舉2條剖面予以分析。從圖6(D剖面）、圖7(C剖面）中的時間剖面可以看出均存在一至二組反射波同相軸，其中T₁波組較穩定，時間在30～60ms左右，其深度為30～51m，這一層可以認為是第四系滑坡堆積體與下伏基岩的分界面，T₂波組時間在50～90ms左右，其深度為52～76m，這一層可認為是基岩風化岩層與完整基岩的分界面。從圖6(D剖面）及圖7(C剖面）可見均未發現有大的斷層形跡的顯示，但裂隙（節理）較發育，形成岩體破碎，從反射波的特徵來看，形成了雜亂弱反射或波組的錯斷標志。

圖4巫山新址祥雲路（剖面H）淺層地震勘探結果

圖5巫山新址凈壇路—集仙路面波勘探結果

圖6巴東黃土坡滑坡（D剖面）淺層地震勘探時間剖面

圖7巴東黃土坡滑坡（C₁、C₂剖面）淺層地震勘探時間剖面

（2）地質解釋

巴東黃土坡滑坡地震勘探結果基本查明了工作區內第四系鬆散堆積體的厚度及空間分布范圍、滑坡堆積體的厚度及分布范圍。推斷地質解釋圖直觀反映了基岩埋深及起伏形態，其埋藏深度分布范圍一般在50～90m左右。查明了工作區內基岩軟弱結構面的異常分布帶及位置，共解釋推斷基岩破碎帶及裂隙發育帶共計21處。

3.2.2巫山秀峰寺滑坡

（1）地震時間剖面的波組特徵

巫山秀峰寺滑坡共做了8條淺層地震剖面，本文列出其中典型的地震剖面1條見圖8，從時間剖面可以看出，均存在一至二組反射波同相軸，其中一組比較穩定，時間在50ms左右（消除地形影響後）。這一層可以認為是滑坡堆積體與下伏基岩的分界面，其深度一般為30m左右。對一些不同結構特徵的界面，如風化岩體也有所反映。時間一般為75ms左右，推斷為完整基岩與風化岩體或碎塊石層的分界面。另外，在圖8中，CDP點120～140反射波同相軸向下凹陷甚至尖滅，結合現場地質情況，這一位置為一古寺廟所處位置，在地震反射波中出現這一現象，可能是由於古代工程人工開挖造成地層波阻抗界面差異所致。

圖8巫山秀峰寺 D₃淺層地震勘探結果

（2）地質解釋

巫山秀峰寺滑坡所完成的8條淺層地震剖面，基本查明了滑坡堆積體的厚度和空間形態，推斷地質圖直觀反映了基岩的形態和覆蓋層的厚度變化。除基岩面之外，CDP剖面上還有一些同相軸，它們都是地震波地質信息的真實反映，如D₃線所反映的同相軸不連續現象與舊寺廟位置相吻合。秀峰寺滑坡的8條剖面展示了秀峰寺滑坡堆積體厚度約在25～35m之間。

3.2.3重慶萬州區長江大橋——上沱口段庫岸滑坡勘查

（1）地震剖面的波組特徵

萬州長江大橋上沱口段庫岸滑坡勘查共做了5條CDP淺地震剖面。圖9、圖10是其中兩條典型剖面，從圖7、圖8可見地震反射波的波組特徵較明顯，一般延續1～2個相位，從波的相位、能量、波形、連續性等方面來對比，其中T₁波組為第四系滑坡堆積層與下伏基岩（風化層）的分界面，該層反射波的連續性和相位特徵是分析判斷崩滑堆積層厚度變化的主要依據。T₂反射層推斷為基岩內部的反射，是推斷基岩埋深及起伏形態的主要依據，它反映了基岩風化殼及軟弱岩層的岩性橫向的變化特徵。

（2）地質解釋

長江大橋上沱口段庫岸滑坡所完成的5條淺層地震剖面，基本查明了滑坡堆積體的厚度和空間形態。推斷地質圖直觀反映第四系崩滑堆積層的厚度及分布范圍，崩滑堆積層平均厚度為3.5～9m。基本確定了工區范圍內的基岩風化殼的厚度，基岩風化殼平均厚度為14～17m左右。確定了基岩埋深及起伏形態。對工區內基岩結構面的異常分布及結構特徵也作出了相應的地質推斷與解釋，共解釋推斷基岩破碎帶及裂隙發育帶共計11處。

3.2.4重慶萬州區關塘口滑坡群和巴東縣新城址滑坡體聲波測井

重慶萬州關塘口滑坡群、巴東縣新城址滑坡體進行聲波測井勘探，旨在結合地質調查，評估劃分岩性、完整性，確定滑帶、破碎帶位置。

圖9萬州長江大橋—上沱口段庫岸（塌岸）防護工程C—C′淺層地震勘查成果

圖10萬州長江大橋—上沱口段庫岸（塌岸）防護工程D—D′淺層地震勘查成果

萬州關塘口滑坡群總計對13口鑽孔進行了觀測，巴東黃土坡滑坡對12口鑽孔進行了觀測，圖11為關塘口 ZK3典型的聲（波）速—孔深曲線，它是由原始記錄聲波波列及其提取出的聲時時差—孔深曲線和計算後繪出的聲速—孔深曲線。由此，可對基岩及上覆層的界線明確地做出劃分，同時還可看出：基岩部分聲速在3500m/s以上，裂隙發育帶聲速有所低；上部覆蓋層可分為平均聲速1800m/s、2200m/s兩層，其速度變化說明塊石與土的含量、塊石岩性、地層結構均有不同程度的變化。圖12為聲波測試曲線圖與鑽孔柱狀圖的對比圖，20.5～24m之間曲線頻率低、聲波幅度小，為岩體疏鬆的反映。鑽孔20.5～24m表明完整岩體內部存在裂隙破碎帶（見圖12）。圖13為巴東ZK1典型的聲（波）速—孔深曲線，66.0～67.5m、77.5～84.5m兩段波速值明顯增高到3800m/s，認為已進入基岩，其間所夾68.0～77.0m段，從變面積圖像看接收波形頻率變低，速度變低，認為是一層軟弱夾層，並在後期治理工程中得到了驗證。

圖11官塘口滑坡勘察ZK3聲波測井成果圖

圖12ZK7聲波測試曲線圖與鑽孔柱狀圖的對比圖

圖13巴東黃土坡ZK1孔聲波測井成果圖

萬州關塘口滑坡群的13口鑽井聲波測試結果統計出不同地層岩性的聲速平均值如表1、表2。

表1關塘口滑坡群主要岩性波速

表2黃土坡滑坡主要地層岩性波速

根據測井資料、鑽孔資料分析推斷關塘口滑坡存在一個以上的滑帶。依據測試成果，本次推斷解釋的滑帶，其位置為上部覆蓋層與下伏基岩的岩性分界部位。從測試鑽孔整體分布位置分析，滑坡體的前後緣較淺，前緣埋深為20m，後緣埋深為30m，滑坡體的中間部位埋深在55m位置。

聲波測井在劃分基岩岩性、風化破碎程度、確定破碎帶位置、基岩與覆蓋層分界面以及在覆蓋層、基岩內確定低速層等方面是一種較為有效的方法。

3.3岩溶與洞穴

3.3.1岩溶塌陷

奉節縣寶塔坪小區趙家梁子西側三萬塘溝底緩坡處，於1997年5月30日下午2:30分發生塌陷，形成長短軸20～25m，深約20m的塌陷坑。剖面呈漏斗形，體積約6000～7000m³，東北側地面裂縫離新遷移民房不足4m。塌陷引起社會各界，特別是縣委各級領導的高度重視。為進一步查明塌陷坑的深度及延伸發育情況，課題組進行了專門的調研，並運用了先進的EH—4電導率成像系統、高分辨地震勘探、高密度電阻率法、音頻大地電場法及井間地震層析成像等綜合物探。

（1)EH—4電導率成像

圖14為塌陷坑底 EH—4勘測剖面。

圖14奉節寶塔坪塌陷坑底電法勘探剖面

從圖中可以看出，完整基岩界面自坑底向下深約55m，加上坑底至地表的距離，塌陷坑底界面距地表深度約70m，同時該剖面還反映了塌陷坑南北兩側基岩風化破碎程度的差異，北側粘土層覆蓋層厚，基岩風化破碎強烈，南側有一破碎基岩段，底部邊界距地表約55m，其下可能為岩溶發育通道。此解釋結果與地震 B剖面結果是吻合的。

（2）高解析度地震勘探

圖15反映了沿寶塔坪塌陷沖溝的深部結構特徵。剖面起自塌陷坑，測線長約200m，近南北向。該區地質結構可劃分為4層：

第一層：埋深0～40m，以塊碎石夾粘土層為主。

第二層：埋深40～70mm，為破碎松動的岩體。

第三層：埋深70～100mm，為較完整的岩體。

第四層：埋深100m以下，為完整岩體。

另外從順沖溝作了兩條近東西向的橫切剖面 B、C（圖16、圖17）。探測結果表明其地層結構與圖15所揭示的類似，但是，在塌陷坑南側反射界面呈現向上彎曲的拱狀，類似繞射波的特點，且局部不連續，推斷可能為岩溶異常點。其連線方向與沖溝方向一致。發育深度 B為55～60m,C剖面為60～65m。

（3）地震波 CT剖面

為了進一步查明塌陷坑的延伸與發育情況，有針對性地布置了3條地震 CT剖面，根據地震CT成像剖面圖的波速圖像特徵、波速等值線分布結合鑽孔資料綜合分析如下（見圖18）。

圖15奉節寶塔坪 A線淺層地震勘探結果

圖16奉節寶塔坪B線淺層地震勘探結果

圖17奉節寶塔坪 C線淺層地震勘探結果

圖18奉節寶塔坪淺震1線鑽孔 CT成像圖

a.整個工作區縱波速度分布較低，均在0.8～3.8km/s之間。其上部（50～60m）碎塊石土的波速分布在0.8～1.6km/s之間，基岩部分的波速僅為2.0～3.8km/s，即為鑽孔所揭露的破碎岩體段。

b.CT成像的速度分布呈現不均一狀，說明工作區基岩部分的節理裂隙發育，岩體破碎。上部碎塊石土堆積形態不一，結構復雜。

c.由圖18可以看到一系列由 NW向 SE傾的界面特徵，推測為地層產狀或岩性接觸面。這一點與淺震B、C剖面（圖16、圖17）解釋結果相一致。

綜上所述，寶塔坪趙家梁子塌陷坑附近，在CT剖面所處位置，基岩部分未發現較大的溶洞。但是高分辨地震與音頻大地電場顯示的結果都表明，在塌陷坑的下遊方向，順溝發育有一SN向構造破碎異常帶，形成地下水通道，對地層介質起到溶蝕、遷移作用，其深度在50～60m。3.3.2 溶洞

為配合「重慶巫山新城地質災害防治與利用示範研究」專題中有關淺部岩溶發育狀況研究，在巫山新城周家包統建房基礎作了三對地震波CT。圖19為巫山縣周家包ZB5—ZB6鑽孔CT成像圖。其速度分布在0.71～3.40km/s之間，與完整灰岩相比偏低，淺部岩溶極為發育。310m高程以下岩體相對完整，但其波速依然不高，推斷解釋為裂隙或小溶洞較多，尤其是ZB5—ZB6剖面的底部有一直徑3m左右的紅色區域，推斷為溶洞。從ZB5孔310m高程至ZB6孔280m高程有6個串珠狀分布的相對獨立閉合的紅色區域推斷為受構造影響形成的溶洞。

圖19巫山縣周家包ZB5—ZB6鑽孔CT成像圖

4結束語

地質災害受天然和人為的多種復雜因素影響和控制，其分布、形成、發生、發展和變化都十分復雜，特別是在三峽庫區，地質地理條件復雜、地質災害繁多、分布廣、發生頻繁。單純藉助傳統地質技術方法已不能完成勘查、監測、預報和防治的任務，新技術方法是改善常規地質勘查方法、實現地質工作現代化的有力武器，是地質工作取得新進展和突破的有力手段。在此次三峽庫區移民遷建的整個過程中，由於地質問題的復雜性，給移民遷建帶來了巨大的壓力，也為勘查新技術的應用提供了一個廣闊的用武之地。

在庫區地質災害勘查防治與合理開發利用的全過程中，地球物理勘查得到了較為廣泛的應用。尤其在地質災害調查中，勘查新技術的應用無論從涉及的地質災害類型、選擇的方法種類及其適宜性和投入的工作都是前所未有的，所取得的成果也是多方面的、突出的，歷年來我所採用先進的CT層析成像、淺層地震探測、面波勘探、高密度映像、聲波探測、EH—4等方法，對三峽庫區岩溶分布規律、塌陷坑、滑坡體結構、人防工程分布等進行了示範研究，為地質災害的預防提供了科學的依據，具有重要的實用價值與指導意義。然而由於物探方法理論基礎所決定的地質解釋多解性的局限，以及三峽庫區復雜的地質條件、惡劣的工作環境，某些物探工作成果中往往不免存在一些差強人意之處。這要求我們以鍥而不舍的精神，通過合理有效地利用地球物理勘探新技術（包括根據不同的地質條件和目的，正確地選擇物探方法及其最佳組合形式）對現有物探方法的工作布置方式、數據採集和解釋處理方法提出改進，以適應三峽庫區特殊的工作環境。

❿ 地質災害監測方法技術現狀與發展趨勢

【摘要】20世紀末期以來，監測理論和技術方法有長足發展，常規技術方法趨於成熟，設備精度、設備性能已具較高水平，並開發了部分高精度（微米級位移識別率）、自計、遙測、自動傳輸的監測設施。未來，將充分綜合運用光學、電學、信息學、計算機和通信等技術（諸如光纖技術—BOTDR、時域反射技術—TDR、激光掃描技術、核磁共振技術、NUMIS、GPS技術、合成孔徑干涉雷達技術—InSAR及互聯網通訊技術等），進一步開發經濟適用、有效可行的地質災害監測新技術，提高精度、准確性和及時性，最大程度地減小地質災害造成的損失。

【關鍵詞】地質災害監測技術方法新技術優化集成

20世紀80年代以來，我國地質災害時空分布特點呈現新的變化。隨著人類工程活動越來越強，人為地質災害日趨嚴重，規模、數量和分布范圍呈增加趨勢；人口密集、經濟發達地區地質災害造成的損失越來越大。崩塌、滑坡和泥石流等突發性地質災害發生頻度和造成的損失不斷加大，地面沉降、海水入侵等緩慢性地質災害的范圍逐漸增加。據相關統計資料顯示，1995～2002年，地質災害共造成9000多人失蹤或死亡，突發性地質災害共造成直接經濟損失524億元，緩慢性地質災害造成直接經濟損失590億元，間接經濟損失2700億元。地質災害已經成為嚴重製約我國經濟發展的重要因素之一。

為了摸清我國地質災害的分布情況，我國系統地開展了地質災害調查工作，先後出台了《地質災害防治管理辦法》和《地質災害防治條例》，明確指出：防治地質災害，實行「以人為本，防治結合，統籌規劃，突出重點，分期實施，逐步到位」的方針。並於2003年4月啟動了全國性地質氣象預報。對已經查明的地質災害體，特別是對生產建設、人民生命財產安全構成嚴重威脅的地質災害，若能運用適當、有效、經濟可行的監測措施，作出科學的監測預報，則可最大程度地減小災害損失。

滑坡監測在不同條件、不同時期其作用不同，總的來說有以下幾個方面：

（1）通過綜合分析多種監測方法的監測數據，確定地質災害穩定狀態及發展趨勢，及時作出預測，防止或減輕災害損失。

（2）研究導致災害體變形破壞的主導因素、作用機理，為防治工程設計提供依據。

（3）在防治工程施工過程中，監測、分析災害體變形發展趨勢及工程施工的擾動，保障施工安全。

（4）施工結束後，進行工程效果監測。

（5）綜合利用長觀監測資料，分析災害體變形破壞機制和規律，檢驗在防治工程設計中所採用的理論模型及岩土體性質指標值的准確性，對已有的監測預報理論及模型進行驗證改進，改善、提高監測預測預報技術方法。

1地質災害監測技術綜述

地質災害監測的主要任務為監測地質災害時空域演變信息（包括形變、地球物理場、化學場）、誘發因素等，最大程度獲取連續的空間變形數據，應用於地質災害的穩定性評價、預測預報和防治工程效果評估。

地質災害監測是集地質災害形成機理、監測儀器、時空技術和預測預報技術為一體的綜合技術。地質災害的形成機理是開展地質災害監測工作的基礎；監測儀器是開展工作的手段；更為重要的是只有充分利用時空技術，才能有效發揮地質監測的作用；預測預報是開展地質災害監測的最終目的。

崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害，具有爆發周期短、威脅性及破壞性顯著、成因復雜等特點，因此，當前地質災害的監測技術方法的研究和應用多是圍繞突發性地質災害進行的。1.1監測方法

監測方法按監測參數的類型分為四大類：即變形、物理與化學場、地下水和誘發因素監測（見表1）。

表1主要地質災害監測方法一覽表

1.1.1 變形監測

主要包括以測量位移形變信息為主的監測方法，如地表相對位移監測、地表絕對位移監測（大地測量、GPS測量等）、深部位移監測。該類技術目前較為成熟，精度較高，常作為常規監測技術用於地質災害監測。由於獲得的是災害體位移形變的直觀信息，特別是位移形變信息，往往成為預測預報的主要依據之一。

1.1.2物理與化學場監測

監測災害體物理場、化學場等場變化信息的監測技術方法主要有應力監測、地聲監測、放射性元素（氡氣、汞氣）測量、地球化學方法以及地脈動測量等。目前多用於監測滑坡等地質災害體所含放射性元素（鈾、鐳）衰變產物（如氡氣）濃度、化學元素及其物理場的變化。地質災害體的物理、化學場發生變化，往往同災害體的變形破壞聯系密切，相對於位移變形，具有超前性。

1.1.3地下水監測

地下水監測主要是以監測地質災害地下水活動、富含特徵、水質特徵為主的監測方法。如地下水位（或地下水壓力）監測、孔隙水壓力監測和地下水水質監測等。大部分地質災害的形成、發展均與災害體內部或周圍的地下水活動關系密切，同時在災害生成的過程中，地下水的本身特徵也相應發生變化。

1.1.4誘發因素監測

誘發因素類主要包括以監測地質災害誘發因素為主的監測技術方法，如氣象監測、地下水動態監測、地震監測、人類工程活動等。降水、地下水活動是地質災害的主要誘發因素；降雨量的大小、時空分布特徵是評價區域性地質災害（特別是崩、滑、流三大地質災害的判別）的主要判別指標之一；人類工程活動是現代地質災害的主要誘發因素之一，因此地質災害誘發因素監測是地質災害監測技術的重要組成部分。

1.2監測儀器

1.2.1按從監測儀器同災害體的相對空間關系分為接觸類和非接觸類

（1）接觸類：是指必須安裝於災害體現場或進行現場施測的監測儀器系列。如滑坡地表或深部位移監測、物理和化學場監測等。該類儀器所獲得的信息多為災害體細部信息，信息量豐富。

（2）非接觸類：是指於現場安裝簡易標志或直接於災害體外圍施測的監測儀器系列。該類監測方法多以獲得災害體地表的絕對變形信息為主，易採用網式施測；特別是突發性地質災害的臨災前後，具有安全、快捷等特點。如激光微位移監測、測量機器人、遙感雷達監測等。

1.2.2按監測組織方式分為簡易監測、儀表監測、控制網監測、自動遙測

（1）簡易監測：採用簡易的量測工具（皮尺、鋼尺、卡尺）對災害體地表的裂縫等部位進行監測。

（2）儀表監測：採用機測或電測儀表（安裝、埋設感測器）對滑坡進行地表及深部的位移、應力、地聲、水位、水壓、含水量等信息監測。

（3）控制網監測：在滑坡變形破壞區及周邊穩定地帶，布設大地測量或GPS衛星定位測量控制點網，進行滑坡絕對位移三維監測。

（4）自動遙測：利用有線和無線傳輸技術，對儀表監測所得信息進行遠距離遙控自動採集、傳輸，可實現全天候不間斷監測。

2地質災害監測方法技術現狀

地質災害監測技術是集多門技術學科為一體的綜合技術應用，主要發展於20世紀末期。伴隨著電子技術、計算機技術、信息技術和空間技術發展，國內外地質災害調查與監測方法和相關理論得到長足發展，主要表現在：

（1）常規監測方法技術趨於成熟，設備精度、設備性能都具有很高水平。目前地質災害的位移監測方法均可以進行毫米級監測，高精度位移監測方法可以識別0.1mm的位移變形。

（2）監測方法多樣化、三維立體化。由於採用了多種有效方法結合對比校核以及從空中、地面到災害體深部的立體化監測網路，使得綜合判別能力加強，促進了地質災害評價、預測能力的提高。

（3）其他領域的先進技術逐漸向地質災害監測領域進行滲透。隨著高新技術的發展和應用的深入，衛星遙感、航空遙感等空間技術的精度逐漸提高，一些高精度物探（如電法、核磁共振等技術）的發展，使得地質災害的勘查技術與監測技術趨於融合，通過技術上的處理、提升，該類技術逐漸適用於區域性的地質災害和單體災害的監測工作。

「八五」以來，我國在地質災害監測技術研究方面取得了豐碩的成果，並積累了豐富的經驗，使我國的地質災害監測預警水平得到很大程度的提高；但是還存在一定的局限性，主要表現在：

（1）地質災害監測技術、儀器設施多種多樣，應用重復性高，受適用程度、精度、設施集成化程度、自動化程度和造價等因素的制約，常造成設備資源浪費，效果不明顯。

（2）所取得的研究成果多側重於某一工程或某一應用角度，在地質災害成災機理、誘發因素研究的基礎上，對各種監測技術方法優化集成的研究程度較低。

（3）監測儀器設施的研究開發、數據分析理論同相關地質災害目標參數定性、定量關系的研究程度不足，造成監測數據的解釋、分析出現較大的誤差。

因此，要提高地質災害預警技術水平，必須在地質災害研究同開發監測技術方法相結合的基礎上，進行地質災害監測優化集成方案的研究。

3地質災害監測技術方法發展趨勢

3.1高精度、自動化、實時化的發展趨勢

光學、電學、信息學及計算機技術和通信技術的發展，給地質災害監測儀器的研究開發帶來勃勃生機；能夠監測的信息種類和監測手段將越來越豐富，同時某些監測方法的監測精度、採集信息的直觀性和操作簡便性有所提高；充分利用現代通訊技術提高遠距離監測數據信息傳輸的速度、准確性、安全性和自動化程度；同時提高科技含量，降低成本，為地質災害的經濟型監測打下基礎。

監測預測預報信息的公眾化和政府化。隨著互聯網技術的發展普及，以及國家政府的地質災害管理職能的加強，災害信息將通過互聯網進行實時發布，公眾可通過互聯網了解地質災害信息，學習地質災害的防災減災知識；各級政府職能部門可通過所發布信息，了解災情的發展，及時做出決策。

3.2新技術方法的開發與應用

3.2.1調查與監測技術方法的融合

隨著計算機的高速發展，地球物理勘探方法的數據採集、信號處理和資料處理能力大幅度提高，可以實現高解析度、高采樣技術的應用；地球物理技術將向二維、三維採集系統發展；通過加大測試頻次，實現時間序列的地質災害監測。

3.2.2 智能感測器的發展

集多種功能於一體、低造價的地質災害監測智能感測技術的研究與開發，將逐漸改變傳統的點線式空間布設模式；由於可以採用網式布設模式，且每個單元均可以採集多種信息，最終可以實現近似連續的三維地質災害信息採集。

3.3新技術新方法

3.3.1光纖技術（BOTDR）

光導纖維監測技術又稱布里淵散射光時域光纖監測技術（BOTDR），是國際上20世紀70年代後期才迅速發展起來的一種現代化監測技術，在航空、航天領域中已顯示了其有效性。在土木、交通、地質工程及地質災害防治等領域的應用才剛剛開始，並受到各發達國家研究機構的普遍重視，發展前景十分廣闊。

通過合理的光纖敷設，可以監測整個災害體（特別是滑坡）的應變信息。

3.3.2時間域反射技術（TDR）

時間域反射測試技術（Time Domain Reflectometry）是一種電子測量技術。許多年來，一直被用於各種物體形態特徵的測量和空間定位。早在20世紀30年代，美國的研究人員開始運用時間域反射測試技術檢測通訊電纜的通斷情況。在80年代初期，國外的研究人員將時間域反射測試技術用於監測地下煤層和岩層的變形位移等。90年代中期，美國的研究人員將時間域反射測試技術開始用於滑坡等地質災害變形監測的研究，針對岩石和土體滑坡曾經做過許多的試驗研究，國內研究人員已經開始該方法的研究工作，並已經在三峽庫區投入試驗應用階段，同時開展了與之相關的定量數據分析理論研究。

所埋設電纜即是感測器，又可傳輸測試信號；該方法相對於深部位移鑽孔傾斜儀監測具有安裝簡單、使用安全和經濟實用等特點。

3.3.3激光掃描技術

該技術在歐美等發達國家應用較早，我國近期開始逐漸引進。主要是用於建築工程變形監測以及實景再現，隨著掃描距離的加大，逐漸向地質災害調查和監測方向發展。

該技術通過激光束掃描目標體表面，獲得含有三維空間坐標信息的點雲數據，精度較高。應用於地質災害監測，可以進行災害體測圖工作，其點雲數據可以作為地質災害建模、地質災害監測的基礎數據。

3.3.4核磁共振技術（NUMIS）

核磁共振技術是國際上較為先進的一種用來直接找水的地球物理新方法。它應用核磁感應系統，通過從小到大地改變激發電流脈沖的幅值和持續時間，探測由淺到深的含水層的賦存狀態。我國於近期開始引進和研究，目前已經在三峽庫區的部分滑坡體進行了應用試驗，效果較好。

應用於地質災害監測，可以確定地下是否存在地下水、含水層位置以及每一含水層的含水量和平均孔隙度，進而可以獲知如滑坡面的位置、深度、分布范圍等信息，從而對滑坡體進行穩定性評價，並對滑坡體的治理提出科學依據。

3.3.5合成孔徑干涉雷達技術（InSAR）

運用合成孔徑雷達干涉及其差分技術（InSAR及D-InSAR）進行地面微位移監測，是20世紀90年代逐漸發展起來的新方法。該技術主要用於地形測量（建立數字化高程）、地面形變監測（如地震形變、地面沉降、活動構造、滑坡和冰川運動監測）及火山活動等方面。

同傳統地質災害監測方法相比，具有如下特點：

（1）覆蓋范圍大；

（2）不需要建立監測網；

（3）空間解析度高，可以獲得某一地區連續的地表形變信息；

（4）可以監測或識別出潛在或未知的地面形變信息；

（5）全天候，不受雲層及晝夜影響。

但由於系統本身因素以及地面植被、濕度及大氣條件變化的影響，精度及其適用性還不能滿足高精度地質災害監測。

為了克服該技術在地面形變監測方面的不足，並提高其精度，國內外技術人員先後引入了永久散射點（PS）的技術和GPS定位技術，使InSAR技術在城市及岩石出露較好地區地面形變監測精度大大提高，在一定的條件下精度可達到毫米級。永久散射（PS）技術通過選取一定時期內表現出穩定干涉行為的孤立點，克服了許多妨礙傳統雷達干涉技術的解析度、空間及時間上基線限制等問題。

隨著衛星雷達系統資源的改進和發展，以及相應數據處理軟體的提高，該技術在地質災害監測領域的應用將趨於成熟。

3.4地質災害監測技術的優化集成

3.4.1問題的提出

（1）監測方法的適應性。對於各種監測方法所使用的監測儀器設施，均有各自的應用方向和使用技術要求；針對不同地質災害災種、類型，其使用技術要求（包括測點布設模式、安裝使用技術要求等）不同。

（2）地質災害不同的發展階段。對於崩塌、滑坡等突發性地質災害，不同發展階段所適用的監測方法和儀器設施各異，監測數據採集周期頻度不同。

（3）監測參數與監測部位。實踐證明，一方面，不同的監測參數（地表位移、深部位移、應力、地下水動態、地聲等）在不同類型的災害體監測中具有不同程度的表現優勢；另一方面，同一災害體不同部位的監測參數隨時間變化趨勢特點並不相同，即存在反映災害體關鍵部位特徵的監測點，又存在僅反映局部單元（不具有明顯的代表性，甚至是孤立的）特徵的監測點。因此，監測要素（監測參數、監測部位）的優化選擇，是整個監測設計工作的基礎。

（4）自動化程度。決定於設備的集成度、控制模式、數據標准化程度和信息發布方式。

（5）經濟效益。決定於地質災害的規模、危害程度、監測技術組合、設備選型等因素。

3.4.2設計原則

地質災害監測技術優化集成方案遵循以下原則：

（1）監測技術優化原則：針對某一類型地質災害，確定優勢監測要素，進行監測內容、監測方法優化組合，使監測工作高效、實用。

（2）經濟最優原則：首先，不過於追求高、精、尖的監測技術，而應選擇發展最為成熟、應用程度較高的監測技術；其次，對於危害程度較大的大型地質災害體，可選擇專業化程度較高的監測技術方法，由專業人員進行操作、維護，對於危害程度低，規模小的災害體，可選擇操作簡單、結果直觀的宏觀監測技術，由群測群防級人員進行操作。

3.4.3最終目標

根據不同種類地質災害和不同類型地質災害的物質組成、動力成因類型、變形破壞特徵、外形特徵、發育階段等因素，研究適用於不同類型地質災害的監測要素（監測參數、監測點位的集合）、監測方法、監測點網的時空布置模式、監測技術要求，建立典型地質災害監測的優化集成方案。