地质灾害治理勘查新技术

❶ 新时代哪些新技术能用在地质灾害群策群防中发挥作用

①裂缝伸缩仪自动报警器
②雨量监测站自动报警器

❷ 以崩塌、滑坡、泥石流等灾害勘查为例，谈谈地质灾害勘察技术的认识。并说明它与岩土工程勘察的异同

勘查基本是纯地质 一般不动钻机 地调为主
岩土工程一般是结合其他勘察手段的 入物探什么的 纯地质的成分没那么大

❸ 地质灾害勘察

现在地质灾害防治已经进入实践阶段。这项工作怎么做?当前呈现的是百花齐放，百家争鸣的生动局面。现根据著者十余年来参与这方面工作的经验总结，粗浅地论述一下这个问题。地质灾害防治工作中最关键的一环就是地质灾害勘察。

1.地质科学实践领域

首先谈一下地质灾害防治在地质工作中的地位。1983年著者在河南省地质学会年会的学术会议上曾提出，地质科学有两大实践领域，第一个是找宝，这是地质科学从它的形成开始到今天一直进行的一项工作，包括固体矿产资源、液体矿产资源及气体矿产资源；第二个是防灾，防治多种形式的地质灾害包括三方面内容：①工程活动中诱发的地质灾害防治，工程建设中的设计就是防灾措施；②自然地质灾害防治，这方面内容很多；③环境破坏和恶化防治，这是一种慢性危害，但是它威胁着人类的生存，也需要进行防治。随着人类工程经济活动的发展，地质灾害发生愈来愈严重，具有成倍增长的趋势，认识这一点很重要，可以主动地进行防治，减少灾害造成的损失。著者在1989年曾经提出“减灾就是增产”，只搞有形的增产，不搞无形的防灾，有形的增产就被抵消了。所以说，防灾具有重大的经济效益，“减灾就是增产”。减灾事业，现在受到全世界的重视。

地质工程学原理

2.地质灾害的定义

什么是地质灾害?有这样那样的定义，其说不一。著者给的定义是：造成人类生命、财产损失的地质事件为地质灾害，其不造成人类生命财产损失的地质事件那只是地质作用，构不成地质灾害，自然地质作用它本身就在不断地发展着，造成人类生命、财产损失的地质事件才构成地质灾害。我们的任务就是通过我们的工作避免地质灾害的危害和将地质灾害造成的损失减少到最低限度。要做到这一点，我们首先要认识地质灾害，只有认识了地质灾害，才能防治地质灾害，也就是说只有认识世界，才能改造世界，才能进行地质灾害防治。地质灾害勘察就是为认识地质灾害工作的。不做这项工作，就去治理地质灾害，很可能无的放矢，事倍功半。

3.地质勘察类型及服务对象

为了认识地质灾害，我们已经开展了大量的地质灾害勘察工作，探讨了地质灾害的形成规律、机制、理论，为鉴别地质灾害提供理论依据。我们要充分利用已取得的基本理论和技术来鉴别是不是地质灾害、地质灾害形成过程、机制、危害及防治方案。我们怎样开展这一系列工作呢?主要的手段是进行地质灾害勘察。要认识地质灾害，必须进行地质灾害勘察，但是目前的地质灾害勘察报告是五花八门的，很多是不符合地质灾害勘察要求的。为了弄清地质灾害勘察概念，我们必须弄清地质勘察类型和内容，为了简明地阐述这个问题，归纳如表14-1。

表14-1 地质勘察类型及内容

表14-1所列的区域地质勘察又叫做区域地质普查，这项工作是探讨地质构造区域规律，为规划服务，为找矿规划也好，为工程建设规划也好，为国土整治规划也好，都必须在认识区域地质构造发育规律基础上来做；矿产资源勘察工作目标是为寻找某一种矿产资源，评价矿产资源赋存条件、储量及开采条件，它是为工业建设服务的；工程地质勘察是工程地质工作者最熟悉的一项工作，它的工作内容是勘察工程地质条件，特别是不良的工程地质条件，为工程建设规划、设计和施工服务，防止工程建设人工诱发地质灾害；最近提出来的地质灾害勘察是为地质灾害防治服务的。

4.地质灾害勘察的基本内容

地质灾害勘察的基本内容包括6种：

（1）调查地质灾害和孕灾体分布范围及规模；地质灾害已经发生了，它的分布范围和规模可以直接调查。对于已经有前兆，还没有发生的应该作出预测，如果发生时，它的影响范围和规模可能有多大为灾情评估和预测做准备。

（2）已产生的地质灾害灾情调查及将要产生的地质灾害灾情预测和评估；

（3）地质灾害产生原因、变形体或灾害体结构、运动机制、变形趋势预测（稳定性、影响范围）调查研究；

（4）工程治理可能性研究（外动力作用——可治；内动力作用——难治）。

地质工程学原理

著者看到有一些地质灾害勘察报告，特别是地质部门提供的地质灾害勘察报告，在灾情评估和预测问题上说不准，有的做得很大，有的做得很小，现在我们对变形体稳定性如何评价还有一些办法，但是将来它一旦成灾时的影响范围有多大，这个问题目前研究还不多，这就影响到灾情调查和预测，所以说灾害产生的规模和影响范围是地质灾害勘察中的重要内容之一，灾情调查和预测评估工作是地质灾害勘察与其他类型的地质勘察的主要区别之处，是地质灾害勘察的重要内容之一。没有灾情不好说该防治还是不该防治。灾情包括经济损失、社会影响及对环境的破坏，即常说的三大效益，灾情评估应该包括这三个方面内容，这是地质灾害勘察的独特的地方，一定要认真做好。

第三方面内容是孕灾条件、孕灾体特征、成灾原因分析、变形体或灾害体结构、运动机制、变形趋势预测（稳定性、影响范围）的研究。这是地质灾害勘察的核心工作，这对研究防灾方案来说是很重要的一环。有了这方面内容，我们才能进行工程治理可能性研究。工程治理可能性应该分别看待，比如说，外动力诱发的，包括人类活动和地质外营力诱发的地质灾害，工程可以治理；内动力造成的，比如断层活动，地震诱发的地质灾害，一般来说是很难治理的，有的是无法治理的，可以采取躲和抗的办法来防灾，如地震，躲，有时也没有办法躲，我们可采取抗震设防来防灾。外动力作用形成的地质灾害也不都是要治理或值得治理的，防灾方案有两种，一种是抗和躲，进行工程加固和居民点搬迁，这种情况一般是经济效益和社会效益都很低，治理投资很大还不如搬迁和适当地加固，如四川省云阳县东大井滑坡，灾情很严重，但是治理的效益很低，而且三峡水库建成2000年蓄水时，这个村子就要淹没，显然，治理是不合理的，还不如提前投资搬迁，这是合理的。搬迁、躲避和工程治理主要决定于防治效益。防治效益，前面已经提出过，包括经济效益、社会效益和环境效益。经济效益比较具体，好论证。社会效益比较复杂，牵扯到政治和文化，比如说，西藏有一个琼结县，正在受到泥石流的威胁，但是防治的经济效益不大，可是社会效益很大，藏族的很多名胜古迹在那儿，松赞干布和文成公主合葬的大墓也在那儿，社会效益很重要，这个点就必须防治。还有环境效益，也很重要，要综合判断来确定该不该治。

另外一项勘察内容是变形监测。著者多次谈到过这个问题，著者的意见是在地质灾害勘察伊始就要把这项工作做起来。地质灾害勘察工作至少需要一年时间，我们利用这一年时间进行变形监测、收集变形资料，对评价灾害体或变形体的活动性是非常宝贵的。著者遇到很多情况是，根据计算结果，它是稳定的，可是观测结果是裂缝还在发展。如链子崖危岩体的稳定性，有的计算得出的安全系数是3.7，有的计算得的安全系数是1.7，谁也没有计算出它不稳定，可是观测结果是变形继续在发展。原因在于你的计算模型和计算参数很难选准。计算结果只能做参考，那怎么办?我们要尊重监测结果。变形还在发展，说明它是不稳定的，这个结论是可靠的，这说明变形监测是很重要的。第二个变形监测的重要性是监测施工过程的安全性，防止施工过程中产生意外事故。第三个重要意义是检查治理效果。你说治理好了不行，要看治理的实际效果。效果检验不是一年半年就行的事，需要经过一段时间检查。比如说，豆芽棚滑坡经过治理后变形明显减小，但是还在微弱地活动，现在又在产生反弹，是否是变形就完了呢，还要继续进行观测。韩城电厂治理完工了以后，确实是不动了，后来又动了，这个问题应该引起重视，这是地质灾害勘察的基本内容。

下面再谈一下地质灾害勘察报告编写内容。1995年著者审查了6个地质灾害勘察报告，比较合乎要求的只有一个，原因是没有规范，著者认为地质灾害勘察报告基本内容还是可以提出来的，有下面几个部分：

第一部分：阐述地质灾害发生过程及历史，灾情调查及预测评估结果（直接的和间接的损失，经济、社会和环境损失和破坏）；

第二部分：阐述地质灾害形成的环境地质条件（气象、水文、地理地貌、地质等）；

第三部分：地质灾害区域特征、可能产生的地质灾害规模、孕灾体（变形体）结构、边界条件、物理力学参数，地质灾害成因、成灾因素、变形机制、稳定性分析、运动过程和影响范围预测；

第四部分：论述治理的必要性：根据治理的经济效益、社会效益、环境效益分析论证；论述治理的可能性；论证防灾方案；

第五部分：结论。

❹ 地质灾害防治工程中监测新技术的开发应用与展望

季伟峰

（中国地质科学院探矿工艺研究所，四川成都，610081）

【摘要】地质灾害防治工程中对地质灾害体的监测十分必要。本文简要介绍了我国当前地质灾害监测的主要方法及新技术在工程实践中的应用，指出了地质灾害监测工程实践中存在的主要问题，展望了我国在本领域技术发展的趋势。

【关键词】地质灾害监测技术应用展望

自然地质环境和人为活动是引发地质灾害的两大主要原因。在最近的20多年时间里，随着我国人口的增加，经济建设的快速发展，特别是基础设施建设规模的扩大，建设与用地的矛盾十分突出。植被的破坏严重，使山体滑坡、泥石流、地面沉降等地质灾害在全国许多地区频繁发生，严重阻碍了灾害发生地的经济建设和社会发展。

1我国主要的地质灾害形式及危害

1.1地质灾害及常见形式

地质灾害是指由自然地质作用和人为活动作用形成的，对人类生存和工程建设可能构成危害的各种特有的自然环境灾害的总称。

常见的地质灾害形式主要有6种，它们是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降，简称为崩、滑、流、塌、裂、沉。

1.2三峡库区的主要地质灾害

三峡水利工程建成后将产生巨大的经济效益和社会效益。但它的建设对库区的自然环境也带来一定的直接或潜在影响。三峡工程的一期蓄水、二期蓄水和新城镇的建设已经给库区带来了不少地质灾害问题。在淹没区的新城镇建设中，由于在选址时考虑地质环境因素不够，使有些新城镇从建设一开始就与地质灾害结下了“不解之缘”。主要表现形式为人为高切坡和深基坑诱发的滑坡和崩塌。湖北的巴东、秭归，重庆的巫山、奉节、云阳、万县等地在新城镇的建设中都引发了大量的地质灾害，如何趋利避害是摆在我们面前的重大课题。

1.3地质灾害的主要危害

地质灾害的危害是显而易见的。我国幅员辽阔，地质构造复杂，地貌千姿百态，山地和丘陵面积占国土总面积的2/3以上。全国34个省、直辖市、自治区以及特别行政区均存在着不同形式和不同程度的地质灾害，每年都要造成惨重的人员伤亡和财产损失。其中滑坡、泥石流和山洪等突发性地质灾害被定为国际减灾10年的主要灾种，由于这些灾害具有潜在性和突发性，一旦发生，来势凶猛，常造成断道、断航、构筑物损毁、人员伤亡和财产损失。在我国，每年丧生地质灾害的总人数达800～1000人，经济损失超过100亿元人民币。

1.4地质灾害监测的特点

（1）滑坡等变形体分布通常较为分散，成因机制复杂。开展监测工作前，需有一定前期地质环境勘察、研究工作基础；

（2）地质灾害体大多位于交通、通讯十分不便地区，电源接入也很困难；

（3）目前大多数监测以手动为主，数据汇交速度相对较慢，人工劳务成本较高；

（4）与大坝、桥梁、隧道等固定建筑物、构筑物的安全监测相比，地质灾害监测具有开放的监测边界，条件复杂，自动化监测和遥测等监测手段、监测仪器的选择、固定安装、运行等须注意仪器设备的环境适应性和抗干扰性能，保证正常使用和安全运行。

2地质灾害防治工程中监测的必要性

地质灾害防治工程的监测根据工程所处的不同阶段，可分为施工安全监测、防治效果监测和长期稳定性监测，目前一般简单地统称为监测。在以往的工作实践中经常发现，除经济原因外，在地质灾害的治理过程中存在一定的盲目性。有些地质灾害进行了治理，理由是认为它不稳定。有些没有进行治理，理由是认为它是稳定的。除一些简单粗糙的勘察资料外，几乎没有充分的证据证明一个变形体稳定与否，是否需要进行工程治理。如果对滑坡等变形体进行必要的监测，将会减少这种盲目性，收到事半功倍的效果。

2.1对于已采取工程措施的地质灾害体

对于已采取工程措施的地质灾害防治工程，在治理过程中，根据监测结果进行效果评价，指导施工，及时对设计进行修改；防治工程竣工后，随着周围环境条件的变化，约束条件也会发生变化。如锚索的腐蚀和松弛、地下水位变化、临空面加大、工程质量不高、巨大外力（如地震和大爆破）等，都有可能使一些已经治理过、暂时处于相对稳定的滑坡变形体重新失稳，如不进行持久的监测，它们具有更大的欺骗性和危险性，并非就可以高枕无忧，仍需通过必要的监测来评判它的治理效果和长期稳定性。

2.2对于未采取工程措施的地质灾害体

对于一些未经治理、而又具有潜在危害的地质灾害体，监测也是十分必要的。一些暂时没有资金进行工程整治但又对人民生命财产构成较大潜在威胁的大型滑坡变形体，以投资较小的监测工作来弥补是有效的方法和途径。通过有效的监测既可对其稳定性进行评价，监测结果又可为是否治理和如何治理提供设计依据。用监测的手段对滑坡等变形体进行有效的监控，是一项投资少、见效快的方法，目前已逐步被一些政府官员和业主所接受并推崇。他们也意识到用工程手段进行整治后应该用监测数据来验证，否则是盲目的。但目前仍有相当多的管理和设计部门只注重被动的治理和亡羊补牢，而不注重防患于未然。

3当前地质灾害监测的主要方法

以往作为监测工作的对象，主要是对一些重要的构筑物和大型建设工程的变形、位移、沉降等进行监测，如水利水电大坝、大型桥梁、重要厂房、大型地下隐蔽工程、矿山边坡和尾矿坝等。对复杂的地质灾害体进行监测，则是近些年才逐渐开始应用的，当前采用的主要监测方法有以下几种。

3.1地面绝对位移监测

绝对位移监测是最基本的常规监测方法，测量崩滑体测点的三维坐标，从而得出测点的三维变形位移量、位移方位与变形位移速率。主要使用经纬仪、水准仪、红外测距仪、激光准直仪、全站仪和GPS等，应用大地测量法来测得变形体上某点的三维坐标。

3.2地面相对位移监测

地面相对位移监测是量测崩滑体重点变形部位点与点之间相对位移变化（张开、闭合、下沉、抬升、错动等）的一种常用的变形监测方法。主要用于对裂缝、崩滑带、采空区顶底板等部位的监测、沉降观测等，是位移监测的重要内容之一。目前常用的监测仪器有振弦位移计、电阻式位移计、裂缝计、变位计、收敛计等。

3.3钻孔深部位移监测

对于滑坡等变形地质体来讲，不仅要监测其地表位移，也要监测其深部位移，这样才能对整体的位移进行判断监测。方法是先在滑坡等变形体上钻孔并穿过滑带以下至稳定段，定向下入专用测斜管，管孔间环状间隙用水泥砂浆（适于岩体钻孔）或砂、土石（适于松散堆积体钻孔）回填固结测斜管；下入钻孔倾斜仪，以孔底为零位移点，向上按一定间隔（一般为0.5m或1m）测量钻孔内各深度点相对于孔底的位移量。常用的监测仪器有钻孔倾斜仪、钻孔多点位移计等。

3.4应力监测

对于滑坡等变形体不仅要监测其位移的变化，还需要监测其内部应力的变化。因为在地质体变形（或称运动）的过程中必定伴随着变形体内部应力变化和调整，所以监测应力的变化是十分必要的。常用的仪器有锚杆应力计、锚索应力计、振弦式土压力计等。

3.5水环境监测

对于崩滑体来讲，除了自然地质条件和人为扰动外，水是对滑坡的稳定状态起直接作用的最主要因素，所以对水环境（含过程降雨及降雨强度、地表水的流量、地下水位、渗流量、渗流压、孔隙水压力、地下水温度等）进行监测十分重要。常用的监测仪器有量水堰、遥测雨量计、测钟、电测水位计、遥测水位计、渗压计、渗流计、电测温度计等。

3.6地震监测

地震监测适用于所有的崩滑监测。地震力是作用于崩滑体的特殊荷载之一，因此对崩滑体的稳定性起着重要作用。当地质灾害位于地震高发区时，应经常及时收集附近地震台站资料；必要且条件许可时，可采用地震仪等监测区内及外围发生的地震强度、发震时间等。分析震中位置、震源深度、地震烈度、评价地震作用对区内的崩滑体稳定性的影响。

3.7 人类相关活动监测

人类活动如掘洞采矿、削坡取土、爆破采石、加载及水利设施的运营等，往往造成人工型地质灾害或诱发产生地质灾害，在出现上述情况时，应予以监测并停止某项活动。对人类活动监测，应监测对崩滑体有影响的项目，监测其范围、强度、速度等。

3.8宏观地质调查监测

采用常规地质调查法，定期对崩滑体出现的宏观变形痕迹（如裂缝发生及发展、地面沉降、塌陷、坍塌、膨胀、隆起、建筑物变形等）和与变形有关的异常现象（如地声、地下水异常等）进行调查记录。该法具有直观性强、适应性强、可信程度高的特点，为崩滑监测的主要手段，也是群测群防的主要内容。适用于所有崩滑体，具有准确的预报功能。

4监测新技术的研究与工程实践

4.1国外监测新技术的研究与应用

发达国家在岩土工程及地质灾害监测领域不但有传统的监测方法和仪器，近年来已将高新技术应用于地质灾害预测、预警工程。美国的PDI公司、Geokon公司、意大利Sisgeo公司、瑞士Leica公司、瑞典Geotech公司、德国Zeiss公司、日本尼康公司等在监测方法的创新和新技术的应用方面都处于领先地位。红外技术、激光技术、微波技术、光纤技术、格区式光栅技术、机电一体化、自动化技术、卫星通讯技术、计算机及人工智能等高新技术在监测技术方法和仪器的开发研究中得到了广泛的应用。可以这样讲，作为岩土工程监测一个分支的地质灾害监测及监测仪器，已经不是传统意义上的大地测量仪器，而是实现了传统方法和仪器与现代高新技术的完美结合，把监测仪器的技术水平推到了一个崭新的阶段，并正在向更高层次发展。国外具有代表性的产品有 Leica公司的TCR1800全站仪、TCR2003测量机器人、Geomos系统、DNA电子水准仪、GPS,Zeiss公司的DiNi12系列电子水准仪、North America公司的钻孔多点位移计、Sicon公司的岩土工程监测系列仪器等。

4.2国内监测新技术的研究与应用

国内水电系统和国土资源部都开展了这方面的研究，如水利科学院、中科院有关院所、国土资源部技术方法研究所等。我所伴随着三峡工程的建设，在国土资源部的大力资助下，也开发了多种岩土工程及地质灾害防治监测仪器，如钻孔倾斜仪系列、应力测量系列、地面位移测量系列等监测仪器、多参数遥测系统等，还承担了科技部“崩滑地质灾害自动化监测系统”项目的研究，为测量仪器国产化做了大量的工作，产品在三峡库区和国家的重大工程中得到了较好的应用。我所近几年研究的成果并形成的产品主要有以下8项：

（1）DMY型激光隧道断面张敛测量系统；

（2）BYT型光纤崩滑体推力监测系统；

（3）DZQX新型多功能钻孔倾斜仪；

（4）崩塌无线自动化监测预报系统；

（5）PSD型微位移变形测量系统；

（6）MS型锚索（锚杆）测力系统；

（7）DHS型地层含水率仪；

（8）岩心定向与取心技术研究。

4.3工程监测实践

在研究开发的同时，我所用自己研究的成果积极参与国家重大基本建设工程的监测工作和三峡库区地质灾害防治的工程监测，取得了较好的经济效益和社会效益。最近几年承担的重大监测工程有：

（1）宝成复线清江大断面双线长隧道变形量测；

（2）成昆铁路电气化改造西昌南马鞍堡隧道变形量测；

（3）北京地铁复八线变形量测；

（4）上海地铁一号线人民广场站变形量测；

（5）青岛地铁试验段变形量测；

（6）成（都）—南（充）高速公路高陡边坡变形及量测；

（7）内（江）—宜（宾）高速公路高边坡变形量测；

（8）丹（东）—沈（阳）高速公路丹本（溪）段全线隧道验收工程；

（9）318国道二郎山—康定段 K2794+860～980滑坡的地面位移、深部位移及应力监测；

（10）奉节县、云阳县地质灾害监测工程。

5监测技术发展展望

（1）地质灾害的发生将更加频繁，危害程度更大，监测工作将受到更多的重视，监测成果应用将产生更大的社会效益。

（2）在我们的上级主管部门——中国地质调查局的支持下，我们的监测仪器研究及运行系统软件开发将会得到更多资助，并使我们的监测手段更加完备，登上一个新的台阶，具有更强的市场竞争能力。

（3）自动化监测和遥测是地质灾害监测的发展方向，但目前实施还有很多困难。

（4）地质灾害具有一定区域性，是一项公益性的事业，更需要政府的引导和支持。

6结语

通过几年的监测工程实践，目睹了不少由于忽视地质灾害的工程安全监测和失效工程而导致生命和财产的损失，也看到不少通过监测成功预报灾害而避免灾害发生的实例。在实行工程质量终生追究制的今天，对地质灾害及相关岩土工程的安全进行长期监测显得尤为重要和迫切。

监测工程是地质灾害防治工程体系的重要组成部分，不能重治轻防，应做到治理、防范、监测并重，有时甚至重于工程治理手段。

在一定时期内对滑坡变形体实施监测工程，可以节省大量的投资。

地质灾害防治工程应建立在科学监测的基础上，以监测指导设计、施工、工程效果评价，以科学的态度面对它，应从过去的凭经验和粗糙的勘察上升到定量阶段，只有这样，才能对滑坡变形体进行深入的认识和科学评价。

监测工作不是可有可无的，它是工程诊断的需要，是从事地质灾害研究和预测必不可少的一项工作。

防范重于救灾，监测胜于治理。

参考文献

[1]殷跃平等.地质工程设计支持系统与链子崖锚固设计.北京：地质出版社，1995

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[3]乔建平主编.滑坡减灾理论与实践.北京：科学出版社，1997

[4]唐邦兴主编.山洪泥石流滑坡灾害及防治.北京：科学出版社，1994

[5]国家技术监督局，建设部.工程测量规范.北京：中国计划出版社，2003

[6]国家技术监督局，建设部.工程岩体试验方法标准.北京：中国计划出版社，2001

[7]王永年，殷世华主编.岩土工程安全监测手册.北京：中国水利电力出版社，1999

[8]季伟峰主编.工程地质与地质工程.北京：地质出版社，1999.

❺ 地质灾害治理工程勘查是干什么的

什么是地质灾害治理工程？
答：地质灾害治理工程，是指对山体崩塌、滑坡、泥石流回、地答面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质灾害或者地质灾害隐患，采取专项地质工程措施，控制或者减轻地质灾害的工程活动。

勘查就是实地查看、现场调查的意思。勘查就是专门从事勘查的部门或人员利用现代科学原理、现代科技知识和方法，对需要取证的事实进行勘验、检查、调查访问、寻找、发现、固定和提取与有关的痕迹、物品等证据材料和信息，为科技鉴定、综合分析判断提供服务。如：现场勘查。

地质灾害治理工程勘查 就是采取专项地质工程措施，控制或者减轻地质灾害的工程活动的前期准备工作。

❻ 新技术新方法在地质灾害勘查设计中有哪些应用

各类地质灾害指的复是在自然或者人制为的因素条件下形成的,对于人民的生命财产安全造成了很大的损失,同时,各类地质灾害还会对我们的生存环境造成严重的破坏。最近几年,由于大自然的破坏,以至各类地质灾害屡屡发生,如滑坡、泥石流、崩塌等,到了夏季,暴雨频发,对于滑坡、泥石流等灾害更容易引发,这种灾害会导致水土流失人员伤亡、房屋倒塌、人员伤亡,给人民的生命财产安全造成极大损失。因此,对于滑坡、泥石流等地质灾害的的深入研究就成为了一项刻不容缓的而且具有重大社会意义的工作,这样,会在一定程度上减小这类地质灾害对于人类的损失。作为一项新的科研成果,物探技术成为了现代针对滑坡、泥石流等地质灾害的一项重大发明,作为一项新的现代化的勘探技术,它具备了准确、省时省力、经济、全面性的特点。因此,它在各类地质灾害的勘探与调查中起到了非常重要的作用。本文针对以滑坡为主的地质灾害所形成的原因,来分析物探技术,重点介绍高密度电阻率法和瑞雷波法在各类地质灾害中的实际应用

❼ 加强地质灾害防治队伍建设和科技创新

国土资源部成立以来，大部分监测机构在交通设施、信息系统建设方面有较大改善，但目前从总体来看，监测工作的基础设施薄弱，技术方法还不够先进和现代，监测设施仍主要是几十年前采用的测绳、测钟、罗盘，较为先进的是手持遥感定位仪，基本没有滑坡监测仪、地裂缝监测仪等精密而现代的监测仪器。各级监测站之间，监测站与管理部门之间还没有建立网络系统。现有的监测机构物质基础及技术方法科技含量还不高，远远不能满足实现《规划》目标的需要，因此迫切需要改善监测机构的监测、交通、信息设施，实现监测队伍“精兵”加“现代化装备”。

国土资源部保定水文地质工程地质技术方法研究所等单位做过大量的监测新技术新方法研究。国际上也有较为先进的监测技术方法。但主要是由于同目前国家的投入及监测机构的经济能力相比，价格昂贵，监测仪器在性能方面可能也还存在一定问题等原因而没有被普遍使用。今后要加强成本低、方便有效的监测仪器的研制，加以推广。

国土、铁道、科学院、院校等的有关专家都在滑坡、地裂缝、地面沉降等地质灾害的形成原因、形成机理方面做过大量研究，也有相当多的成果，为提高地质灾害防治工作水平打下了良好的基础。但目前的研究成果形不成理论和体系，地质灾害防治中关键的技术问题、难题，如斜坡稳定性、岩溶分布区地面稳定性判别的宏观标志、地质灾害监测预报判据等诸多问题没有解决。

应立足于“稳定队伍、提高素质、改善装备、提高成效”，不断地加强我国地质环境监测队伍建设。要逐步实现监测队伍“精兵”加“现代化装备”，重点是加强地质灾害监测仪器、交通工具、通讯设备、信息系统建设，提高监测质量、预警预报水平与应急处置的能力，通过市场竞争等机制，促进地质灾害防治相关单位不断完善自我，提高防治工程技术水平。

充分利用现代科学技术方法和手段，提高地质灾害综合防治的能力。特别要做好致灾地质体的综合勘查、评价和评估，加强地质灾害监测预报，提高灾害信息采集和快速处理水平；发展信息网络、数字化等新技术，建立灾害防治信息系统和信息共享机制；加强灾害防治研究，提高抗灾应急能力。

加强地质灾害防治的科学技术研究。特别是要分轻重缓急解决地质灾害防治中的关键技术问题、难题。近期首先要通过专门的研究，总结出斜坡稳定性、岩溶分布区地面稳定性判别的宏观标志等，迅速提高群测群防的科技含量；其次，要在资料积累的基础上，开展地质灾害监测预报判据的研究，逐步使高科技的监测技术从试验阶段逐步过渡到实用阶段；第三要逐步加强地质灾害防治工程理论研究、致灾地质作用过程模拟与过程控制研究，加快成本低而方便有效的地质灾害监测仪器的研制与推广，积极推广新理论、新技术、新方法。

充分发挥科研单位与院校的技术力量，实行“产学研”相结合，组织科技攻关，解决地质灾害防治工作中的难题。

加强国际合作与交流，吸收先进的地质灾害防治理论和技术方法。

❽ 地质灾害治理工程勘查与地质勘探，有什么区别，我公司想办安全生产许可证说有区别不给办。谢谢

如果是新立矿山企业应是采矿证置前然后才能办理安全生产许可证

❾ 三峡库区地质灾害勘察物探技术方法应用

李洪涛孙党生杨勤海杨进平

（中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所，河北保定，071051）

【摘要】本文简要叙述了在三峡库区地质灾害勘察中经常使用的物探技术方法以及一些典型的工程实例，以求为今后的工作带来一定示范效应，进一步为地质灾害勘察提供先进有效的测试手段。

【关键词】三峡库区地质灾害勘察物探技术方法

1前言

从1997年至2004年，中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所承担了三峡库区移民迁建新址重大地质灾害防治研究与论证综合地球物理勘查，奉节三马山小区物探勘察，巴东黄土坡滑坡、万州官塘口滑坡物探勘察，重庆14区县库岸调查等一批应用研究课题及物探勘察任务。先后在三峡库区的巴东、巫山、奉节、万州及丰都、石柱等地进行了大量的综合地球物理勘察。本文为地球物理勘探技术方法在三峡库区地质灾害防治工程中的应用实践经验总结和体会，以求为今后的工作带来一定示范效应，进一步为地质灾害勘察提供先进有效的测试手段。

2地球物理勘探技术方法

2.1浅层高分辨率地震勘探

2.1.1工作技术方法

（1）展开排列法

考虑到库区地形地质条件的复杂性，在奉节和巫山两地，在布置地震剖面之前，作为一种重要的试验方法，都采用了展开排列法。其作用是了解测区地震波波组中各种波的时序排列关系，进行震相分析，从而确定数据采集的仪器参数和观测系统，采取合适的激发与接收措施，进行地层介质速度参数的估算。展开排列法观测系统采用0m、10m、20m、30m、40m、50m等不同偏移距，道距2m或3m。

（2）共深度点多次水平叠加法（CDP)

CDP水平叠加法是在不同激发点和接收点上采集来自相同反射点的反射波，在得到的多张地震记录中抽出界面上共反射点道集，经过速度扫描、动静校正之后，进行叠加处理，以时间剖面的形式给出地质界面及构造信息，这种方法可以提高信噪比，对压制干扰波有显著的作用。CDP剖面观测系统中的偏移距的选择，是根据面波、声波等干扰波与目的层反射波的关系确定，分别采用30m、40m和69m。道距采用2m、3m和5m。水平叠加次数大部分为6次，部分用3次。

（3）地震高密度映像法

高密度映像技术采用单次激发、单次接收等偏移距信号采集，其工作模式与水域中声纳法类似，故又称为陆地声纳法。采集的信号经幅度压缩、彩色调制，以彩色映像的方式显示。高密度映像法的偏移距用2m，点距1m。

2.1.2野外数据采集设备

地震勘探采用北京水电物探研究所的SWS—1A型多功能面波仪与瑞典ABEM公司MARK6轻便多道地震仪。接收检波器用38HZ高灵敏数字检波器配CDP轻便覆盖电缆。根据探测目的层的深度，以及测区施工条件，分别采用锤击与炸药爆破两种震源。锤击震源锤重24磅，锤垫厚20mm。为增加有效信号，压制随机干扰，采用垂直叠加，叠加次数一般为5次。炸药震源一般在炮孔中激发，孔深1～2m，药量100～200g。

2.1.3资料数据处理

CDP剖面资料的数据处理采用CSP.3.3地震数据处理系统。针对本区地形坡度大且起伏剧烈的特点，在叠前和叠后均作了地形校正。处理内容还包括增益控制、噪音和干扰波切除、滤波、速度分析、动校正与水平叠加等，最终输出含有地形线的CDP水平迭加双程反射波时间剖面图，成果地质解释图是在AutoCAD14.0下完成的。处理流程如图1。

图1浅层地震数据处理流程图

2.2面波勘探

采用瞬态面波（瑞雷波）勘探。在地表用震源竖向激震时，一般会产生直达纵波、折射纵波、反射纵波和瑞雷波以及各种转换波。理论分析和实验表明，所有这些波中，瑞雷波的能量最强，约占67%。瑞雷波是一种沿地表传播的表面波，其传播的波阵面为一个圆柱体，传播的深度约为一个波长。利用瑞雷波的频散特性，即不同波长的瑞雷波传播特征反映不同深度地质体的特征，进行地质介质结构的探测。

2.2.1仪器设备

面波勘探采用北京水电物探研究所的SWS—1A型多功能面波仪，接收检波器采用4Hz低频检波器，面波剖面采用12道排列，道距1m，点距5m，偏移距分别为0m、5m、10m、15m和20m。

2.2.2资料处理

面波剖面采用 FKSWSA面波处理系统，通过多道三维傅里叶变换，在时间—空间（T—X）域和频率—波数（F—K）域内进行速度和波数（波长）滤波，消除非面波信号，有效地提取面波信息，绘制面波频散曲线，进行面波资料的反演解释。

FKSWSA面波处理系统的特点是可以进行拟合处理，即设定的地层结构参数与计算的地层参数，通过相关系数判断，确定最佳地层结构反演结果。

2.3地震层析成像（CT）

地震层析成像和其他科学技术领域的成像技术类似，是一种边界投影反演方法。从地震波的运动学与动力学特征出发，地震层析可分为射线层析和波动方程层析两类。它们分别测定地震波的走时、振幅、相位、周期等信息变化，反演地质介质三维速度结构或衰减特性，并以图像表示其结果。

地震 CT数据采集采用井间与井地结合的方式。井地方式是在两孔之间沿地面上激发弹性波，孔中接收；井间方式是在一孔内激发，另一孔内接收。接收点距2m和1m，炮距2m或视井中条件确定，构成上下交叉的观测系统，以保证射线覆盖测试区域，提高成像精度。

2.3.1仪器

SWS—1A多功能面波仪或 MARK6轻便多道地震仪。

接收采用串联式气囊检波器与井壁耦合。

采用爆炸震源，电雷管激发。

2.3.2数据处理

数据处理采用CST for Windows地震层析成像系统。每个成像区域均按2m×2m单元剖分，每个单元块上的射线节点密度为10个×10个。成果以波速等值线色谱图展示，图像输出是通过Winsurf6.04实现的。处理流程如图2。

图2地震层析成像数据处理流程

2.4EH—4电导率成像

EH—4电导率成像方法属部分可控源与天然场相结合的一种大地电磁测试法。不同于直流电法，它不是通过延长电缆和加大极距来增加勘探深度，而是在测点上，通过其变频获得深度信息。EH—4在奉节县宝塔坪三万塘地面塌陷坑调查中，在坑底布置了一条南北向剖面，点距5m，电偶极距15m，与剖面方向一致。在塌陷坑南侧地表布置了一条剖面，点距5m，电偶极距10m。

2.4.1仪器设备

EH—4电导率成像系统是由美国 GEOMETRLCS和EMI公司联合生产。是目前国际上较为先进的一种电磁法勘探仪器。

2.4.2EH—4的资料处理

包括现场数据处理和后续处理两大部分。现场数据处理主要是一维分析，用于检查野外采集的数据质量和调整参数。后续处理包括数据分析、一维数据处理和显示及拟二维处理。数据分析软件用于识别噪声源，估计和调整发射机的信号电平，分析数据采集质量。一维数据处理和显示是在经过数据分析后得到新的功率谱后的资料再处理，可删除噪声严重的数据以减少发散，增加信号的相关度。二维处理是采用EMAP法进行拟二维反演，有效地消除静态效应，构造电阻率断面图，在现场给出解释结果灰度图，通过计算机二维反演，进行彩色成图。

2.5声波测井技术

声波测井是以测定岩、矿的声波速度和幅度为基础，在划分基岩岩性、风化破碎程度，确定破碎带位置、基岩与覆盖层分界面以及在覆盖层、基岩内确定低速层等方面是一种较为有效的方法。

单孔全波列声波测试是采用一发双收探管，发射—接收源距50cm，间距30cm。在钻孔内（裸孔）沿井壁发射、接收声波信息，测井时将探管下至井底，按一定点距向上测试，由计算机完成全波列数据采集与数据存储，室内通过回放和资料处理拾取纵、横波，在全波列采集波形中根据波形干涉点、幅度、频谱分析，确定纵横、波初至走时，计算纵波、横波速度绘制成果图。

测试使用的仪器为SSJ—4D全波列声波测井仪（中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所）。

井下探头分采用干孔贴壁式和水耦合两种类型。

3应用成果分析

3.1滑崩堆积体

滑崩堆积体是一种多成因、多期次的松散堆积体。其大部分是在构造和重力卸荷及岩溶作用下形成的滑坡体、崩塌体、泥石流堆积体和岩溶塌陷堆积体。地球物理勘探的目的是了解堆积体厚度及深部结构特征，采用的主要工作方法是展开排列法、CDP剖面与面波法。

3.1.1巫山新城址净坛路—祥云路—集仙路深部结构特征

该区由于地形起伏较大，加上冲沟人工回填等因素，给地震探测带来了很大困难。图3（剖面F）反映了净坛路—祥云路—集仙路方向的深部结构特征。可以看出完整基岩埋深达40～50m，而在祥云路至集仙路之间形成深达30m的深槽。图4（剖面 H）横切头道沟，冲沟形态明显。在时间剖面上，凡是在冲沟部位，由于切割、风化呈多同相轴形态，反映冲沟堆积物的复杂性。探测结果明显反映了堆积体的顺层特征。

3.1.2滑崩堆积体精细结构特征

为了进一步提示滑崩堆积体精细结构特征，采用了面波探测来了解浅部的地质结构。图5列出典型的频散曲线及其地质解释结果，可以看到面波勘探能够很好地提供浅部地层细节及其速度分布资料。结果表明，滑崩堆积体内部可划分为3层：

图3巫山新址净坛路—集仙路（剖面F）浅层地震勘探结果

第一层：0～3.15m，为含砾石粘土层，横波速度330～470m/s。

第二层：3～8m，为碎石夹土层，横波速度470～770m/s。

第三层：8～16m，为破碎岩层，横波速度770～970m/s。

3.1.3成果解释

滑崩堆积体埋深约40m，但是祥云路至集仙路之间存在深达70m的凹槽。滑崩堆积体底面明显顺岩层方向，倾角达30°。在滑崩堆积体中，可细分为3层，其波速不超过1000m/s，说明其岩体完整性较差。

3.2 滑坡

滑坡勘查采用的技术方法主要是 CDP剖面法，勘查对象有巴东县新城区黄土坡滑坡、巫山秀峰寺滑坡、重庆市万州区关塘口滑坡、万州区长江大桥—上沱口段库岸滑坡等。本文仅对其中一部分有代表性的成果分述如下。

3.2.1巴东县新城区黄土坡滑坡

（1）地震时间剖面波组特征

巴东黄土坡滑坡共做了9条剖面，本文列举2条剖面予以分析。从图6(D剖面）、图7(C剖面）中的时间剖面可以看出均存在一至二组反射波同相轴，其中T₁波组较稳定，时间在30～60ms左右，其深度为30～51m，这一层可以认为是第四系滑坡堆积体与下伏基岩的分界面，T₂波组时间在50～90ms左右，其深度为52～76m，这一层可认为是基岩风化岩层与完整基岩的分界面。从图6(D剖面）及图7(C剖面）可见均未发现有大的断层形迹的显示，但裂隙（节理）较发育，形成岩体破碎，从反射波的特征来看，形成了杂乱弱反射或波组的错断标志。

图4巫山新址祥云路（剖面H）浅层地震勘探结果

图5巫山新址净坛路—集仙路面波勘探结果

图6巴东黄土坡滑坡（D剖面）浅层地震勘探时间剖面

图7巴东黄土坡滑坡（C₁、C₂剖面）浅层地震勘探时间剖面

（2）地质解释

巴东黄土坡滑坡地震勘探结果基本查明了工作区内第四系松散堆积体的厚度及空间分布范围、滑坡堆积体的厚度及分布范围。推断地质解释图直观反映了基岩埋深及起伏形态，其埋藏深度分布范围一般在50～90m左右。查明了工作区内基岩软弱结构面的异常分布带及位置，共解释推断基岩破碎带及裂隙发育带共计21处。

3.2.2巫山秀峰寺滑坡

（1）地震时间剖面的波组特征

巫山秀峰寺滑坡共做了8条浅层地震剖面，本文列出其中典型的地震剖面1条见图8，从时间剖面可以看出，均存在一至二组反射波同相轴，其中一组比较稳定，时间在50ms左右（消除地形影响后）。这一层可以认为是滑坡堆积体与下伏基岩的分界面，其深度一般为30m左右。对一些不同结构特征的界面，如风化岩体也有所反映。时间一般为75ms左右，推断为完整基岩与风化岩体或碎块石层的分界面。另外，在图8中，CDP点120～140反射波同相轴向下凹陷甚至尖灭，结合现场地质情况，这一位置为一古寺庙所处位置，在地震反射波中出现这一现象，可能是由于古代工程人工开挖造成地层波阻抗界面差异所致。

图8巫山秀峰寺 D₃浅层地震勘探结果

（2）地质解释

巫山秀峰寺滑坡所完成的8条浅层地震剖面，基本查明了滑坡堆积体的厚度和空间形态，推断地质图直观反映了基岩的形态和覆盖层的厚度变化。除基岩面之外，CDP剖面上还有一些同相轴，它们都是地震波地质信息的真实反映，如D₃线所反映的同相轴不连续现象与旧寺庙位置相吻合。秀峰寺滑坡的8条剖面展示了秀峰寺滑坡堆积体厚度约在25～35m之间。

3.2.3重庆万州区长江大桥——上沱口段库岸滑坡勘查

（1）地震剖面的波组特征

万州长江大桥上沱口段库岸滑坡勘查共做了5条CDP浅地震剖面。图9、图10是其中两条典型剖面，从图7、图8可见地震反射波的波组特征较明显，一般延续1～2个相位，从波的相位、能量、波形、连续性等方面来对比，其中T₁波组为第四系滑坡堆积层与下伏基岩（风化层）的分界面，该层反射波的连续性和相位特征是分析判断崩滑堆积层厚度变化的主要依据。T₂反射层推断为基岩内部的反射，是推断基岩埋深及起伏形态的主要依据，它反映了基岩风化壳及软弱岩层的岩性横向的变化特征。

（2）地质解释

长江大桥上沱口段库岸滑坡所完成的5条浅层地震剖面，基本查明了滑坡堆积体的厚度和空间形态。推断地质图直观反映第四系崩滑堆积层的厚度及分布范围，崩滑堆积层平均厚度为3.5～9m。基本确定了工区范围内的基岩风化壳的厚度，基岩风化壳平均厚度为14～17m左右。确定了基岩埋深及起伏形态。对工区内基岩结构面的异常分布及结构特征也作出了相应的地质推断与解释，共解释推断基岩破碎带及裂隙发育带共计11处。

3.2.4重庆万州区关塘口滑坡群和巴东县新城址滑坡体声波测井

重庆万州关塘口滑坡群、巴东县新城址滑坡体进行声波测井勘探，旨在结合地质调查，评估划分岩性、完整性，确定滑带、破碎带位置。

图9万州长江大桥—上沱口段库岸（塌岸）防护工程C—C′浅层地震勘查成果

图10万州长江大桥—上沱口段库岸（塌岸）防护工程D—D′浅层地震勘查成果

万州关塘口滑坡群总计对13口钻孔进行了观测，巴东黄土坡滑坡对12口钻孔进行了观测，图11为关塘口 ZK3典型的声（波）速—孔深曲线，它是由原始记录声波波列及其提取出的声时时差—孔深曲线和计算后绘出的声速—孔深曲线。由此，可对基岩及上覆层的界线明确地做出划分，同时还可看出：基岩部分声速在3500m/s以上，裂隙发育带声速有所低；上部覆盖层可分为平均声速1800m/s、2200m/s两层，其速度变化说明块石与土的含量、块石岩性、地层结构均有不同程度的变化。图12为声波测试曲线图与钻孔柱状图的对比图，20.5～24m之间曲线频率低、声波幅度小，为岩体疏松的反映。钻孔20.5～24m表明完整岩体内部存在裂隙破碎带（见图12）。图13为巴东ZK1典型的声（波）速—孔深曲线，66.0～67.5m、77.5～84.5m两段波速值明显增高到3800m/s，认为已进入基岩，其间所夹68.0～77.0m段，从变面积图像看接收波形频率变低，速度变低，认为是一层软弱夹层，并在后期治理工程中得到了验证。

图11官塘口滑坡勘察ZK3声波测井成果图

图12ZK7声波测试曲线图与钻孔柱状图的对比图

图13巴东黄土坡ZK1孔声波测井成果图

万州关塘口滑坡群的13口钻井声波测试结果统计出不同地层岩性的声速平均值如表1、表2。

表1关塘口滑坡群主要岩性波速

表2黄土坡滑坡主要地层岩性波速

根据测井资料、钻孔资料分析推断关塘口滑坡存在一个以上的滑带。依据测试成果，本次推断解释的滑带，其位置为上部覆盖层与下伏基岩的岩性分界部位。从测试钻孔整体分布位置分析，滑坡体的前后缘较浅，前缘埋深为20m，后缘埋深为30m，滑坡体的中间部位埋深在55m位置。

声波测井在划分基岩岩性、风化破碎程度、确定破碎带位置、基岩与覆盖层分界面以及在覆盖层、基岩内确定低速层等方面是一种较为有效的方法。

3.3岩溶与洞穴

3.3.1岩溶塌陷

奉节县宝塔坪小区赵家梁子西侧三万塘沟底缓坡处，于1997年5月30日下午2:30分发生塌陷，形成长短轴20～25m，深约20m的塌陷坑。剖面呈漏斗形，体积约6000～7000m³，东北侧地面裂缝离新迁移民房不足4m。塌陷引起社会各界，特别是县委各级领导的高度重视。为进一步查明塌陷坑的深度及延伸发育情况，课题组进行了专门的调研，并运用了先进的EH—4电导率成像系统、高分辨地震勘探、高密度电阻率法、音频大地电场法及井间地震层析成像等综合物探。

（1)EH—4电导率成像

图14为塌陷坑底 EH—4勘测剖面。

图14奉节宝塔坪塌陷坑底电法勘探剖面

从图中可以看出，完整基岩界面自坑底向下深约55m，加上坑底至地表的距离，塌陷坑底界面距地表深度约70m，同时该剖面还反映了塌陷坑南北两侧基岩风化破碎程度的差异，北侧粘土层覆盖层厚，基岩风化破碎强烈，南侧有一破碎基岩段，底部边界距地表约55m，其下可能为岩溶发育通道。此解释结果与地震 B剖面结果是吻合的。

（2）高分辨率地震勘探

图15反映了沿宝塔坪塌陷冲沟的深部结构特征。剖面起自塌陷坑，测线长约200m，近南北向。该区地质结构可划分为4层：

第一层：埋深0～40m，以块碎石夹粘土层为主。

第二层：埋深40～70mm，为破碎松动的岩体。

第三层：埋深70～100mm，为较完整的岩体。

第四层：埋深100m以下，为完整岩体。

另外从顺冲沟作了两条近东西向的横切剖面 B、C（图16、图17）。探测结果表明其地层结构与图15所揭示的类似，但是，在塌陷坑南侧反射界面呈现向上弯曲的拱状，类似绕射波的特点，且局部不连续，推断可能为岩溶异常点。其连线方向与冲沟方向一致。发育深度 B为55～60m,C剖面为60～65m。

（3）地震波 CT剖面

为了进一步查明塌陷坑的延伸与发育情况，有针对性地布置了3条地震 CT剖面，根据地震CT成像剖面图的波速图像特征、波速等值线分布结合钻孔资料综合分析如下（见图18）。

图15奉节宝塔坪 A线浅层地震勘探结果

图16奉节宝塔坪B线浅层地震勘探结果

图17奉节宝塔坪 C线浅层地震勘探结果

图18奉节宝塔坪浅震1线钻孔 CT成像图

a.整个工作区纵波速度分布较低，均在0.8～3.8km/s之间。其上部（50～60m）碎块石土的波速分布在0.8～1.6km/s之间，基岩部分的波速仅为2.0～3.8km/s，即为钻孔所揭露的破碎岩体段。

b.CT成像的速度分布呈现不均一状，说明工作区基岩部分的节理裂隙发育，岩体破碎。上部碎块石土堆积形态不一，结构复杂。

c.由图18可以看到一系列由 NW向 SE倾的界面特征，推测为地层产状或岩性接触面。这一点与浅震B、C剖面（图16、图17）解释结果相一致。

综上所述，宝塔坪赵家梁子塌陷坑附近，在CT剖面所处位置，基岩部分未发现较大的溶洞。但是高分辨地震与音频大地电场显示的结果都表明，在塌陷坑的下游方向，顺沟发育有一SN向构造破碎异常带，形成地下水通道，对地层介质起到溶蚀、迁移作用，其深度在50～60m。3.3.2 溶洞

为配合“重庆巫山新城地质灾害防治与利用示范研究”专题中有关浅部岩溶发育状况研究，在巫山新城周家包统建房基础作了三对地震波CT。图19为巫山县周家包ZB5—ZB6钻孔CT成像图。其速度分布在0.71～3.40km/s之间，与完整灰岩相比偏低，浅部岩溶极为发育。310m高程以下岩体相对完整，但其波速依然不高，推断解释为裂隙或小溶洞较多，尤其是ZB5—ZB6剖面的底部有一直径3m左右的红色区域，推断为溶洞。从ZB5孔310m高程至ZB6孔280m高程有6个串珠状分布的相对独立闭合的红色区域推断为受构造影响形成的溶洞。

图19巫山县周家包ZB5—ZB6钻孔CT成像图

4结束语

地质灾害受天然和人为的多种复杂因素影响和控制，其分布、形成、发生、发展和变化都十分复杂，特别是在三峡库区，地质地理条件复杂、地质灾害繁多、分布广、发生频繁。单纯借助传统地质技术方法已不能完成勘查、监测、预报和防治的任务，新技术方法是改善常规地质勘查方法、实现地质工作现代化的有力武器，是地质工作取得新进展和突破的有力手段。在此次三峡库区移民迁建的整个过程中，由于地质问题的复杂性，给移民迁建带来了巨大的压力，也为勘查新技术的应用提供了一个广阔的用武之地。

在库区地质灾害勘查防治与合理开发利用的全过程中，地球物理勘查得到了较为广泛的应用。尤其在地质灾害调查中，勘查新技术的应用无论从涉及的地质灾害类型、选择的方法种类及其适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，历年来我所采用先进的CT层析成像、浅层地震探测、面波勘探、高密度映像、声波探测、EH—4等方法，对三峡库区岩溶分布规律、塌陷坑、滑坡体结构、人防工程分布等进行了示范研究，为地质灾害的预防提供了科学的依据，具有重要的实用价值与指导意义。然而由于物探方法理论基础所决定的地质解释多解性的局限，以及三峡库区复杂的地质条件、恶劣的工作环境，某些物探工作成果中往往不免存在一些差强人意之处。这要求我们以锲而不舍的精神，通过合理有效地利用地球物理勘探新技术（包括根据不同的地质条件和目的，正确地选择物探方法及其最佳组合形式）对现有物探方法的工作布置方式、数据采集和解释处理方法提出改进，以适应三峡库区特殊的工作环境。

❿ 地质灾害监测方法技术现状与发展趋势

【摘要】20世纪末期以来，监测理论和技术方法有长足发展，常规技术方法趋于成熟，设备精度、设备性能已具较高水平，并开发了部分高精度（微米级位移识别率）、自计、遥测、自动传输的监测设施。未来，将充分综合运用光学、电学、信息学、计算机和通信等技术（诸如光纤技术—BOTDR、时域反射技术—TDR、激光扫描技术、核磁共振技术、NUMIS、GPS技术、合成孔径干涉雷达技术—InSAR及互联网通讯技术等），进一步开发经济适用、有效可行的地质灾害监测新技术，提高精度、准确性和及时性，最大程度地减小地质灾害造成的损失。

【关键词】地质灾害监测技术方法新技术优化集成

20世纪80年代以来，我国地质灾害时空分布特点呈现新的变化。随着人类工程活动越来越强，人为地质灾害日趋严重，规模、数量和分布范围呈增加趋势；人口密集、经济发达地区地质灾害造成的损失越来越大。崩塌、滑坡和泥石流等突发性地质灾害发生频度和造成的损失不断加大，地面沉降、海水入侵等缓慢性地质灾害的范围逐渐增加。据相关统计资料显示，1995～2002年，地质灾害共造成9000多人失踪或死亡，突发性地质灾害共造成直接经济损失524亿元，缓慢性地质灾害造成直接经济损失590亿元，间接经济损失2700亿元。地质灾害已经成为严重制约我国经济发展的重要因素之一。

为了摸清我国地质灾害的分布情况，我国系统地开展了地质灾害调查工作，先后出台了《地质灾害防治管理办法》和《地质灾害防治条例》，明确指出：防治地质灾害，实行“以人为本，防治结合，统筹规划，突出重点，分期实施，逐步到位”的方针。并于2003年4月启动了全国性地质气象预报。对已经查明的地质灾害体，特别是对生产建设、人民生命财产安全构成严重威胁的地质灾害，若能运用适当、有效、经济可行的监测措施，作出科学的监测预报，则可最大程度地减小灾害损失。

滑坡监测在不同条件、不同时期其作用不同，总的来说有以下几个方面：

（1）通过综合分析多种监测方法的监测数据，确定地质灾害稳定状态及发展趋势，及时作出预测，防止或减轻灾害损失。

（2）研究导致灾害体变形破坏的主导因素、作用机理，为防治工程设计提供依据。

（3）在防治工程施工过程中，监测、分析灾害体变形发展趋势及工程施工的扰动，保障施工安全。

（4）施工结束后，进行工程效果监测。

（5）综合利用长观监测资料，分析灾害体变形破坏机制和规律，检验在防治工程设计中所采用的理论模型及岩土体性质指标值的准确性，对已有的监测预报理论及模型进行验证改进，改善、提高监测预测预报技术方法。

1地质灾害监测技术综述

地质灾害监测的主要任务为监测地质灾害时空域演变信息（包括形变、地球物理场、化学场）、诱发因素等，最大程度获取连续的空间变形数据，应用于地质灾害的稳定性评价、预测预报和防治工程效果评估。

地质灾害监测是集地质灾害形成机理、监测仪器、时空技术和预测预报技术为一体的综合技术。地质灾害的形成机理是开展地质灾害监测工作的基础；监测仪器是开展工作的手段；更为重要的是只有充分利用时空技术，才能有效发挥地质监测的作用；预测预报是开展地质灾害监测的最终目的。

崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害，具有爆发周期短、威胁性及破坏性显著、成因复杂等特点，因此，当前地质灾害的监测技术方法的研究和应用多是围绕突发性地质灾害进行的。1.1监测方法

监测方法按监测参数的类型分为四大类：即变形、物理与化学场、地下水和诱发因素监测（见表1）。

表1主要地质灾害监测方法一览表

1.1.1 变形监测

主要包括以测量位移形变信息为主的监测方法，如地表相对位移监测、地表绝对位移监测（大地测量、GPS测量等）、深部位移监测。该类技术目前较为成熟，精度较高，常作为常规监测技术用于地质灾害监测。由于获得的是灾害体位移形变的直观信息，特别是位移形变信息，往往成为预测预报的主要依据之一。

1.1.2物理与化学场监测

监测灾害体物理场、化学场等场变化信息的监测技术方法主要有应力监测、地声监测、放射性元素（氡气、汞气）测量、地球化学方法以及地脉动测量等。目前多用于监测滑坡等地质灾害体所含放射性元素（铀、镭）衰变产物（如氡气）浓度、化学元素及其物理场的变化。地质灾害体的物理、化学场发生变化，往往同灾害体的变形破坏联系密切，相对于位移变形，具有超前性。

1.1.3地下水监测

地下水监测主要是以监测地质灾害地下水活动、富含特征、水质特征为主的监测方法。如地下水位（或地下水压力）监测、孔隙水压力监测和地下水水质监测等。大部分地质灾害的形成、发展均与灾害体内部或周围的地下水活动关系密切，同时在灾害生成的过程中，地下水的本身特征也相应发生变化。

1.1.4诱发因素监测

诱发因素类主要包括以监测地质灾害诱发因素为主的监测技术方法，如气象监测、地下水动态监测、地震监测、人类工程活动等。降水、地下水活动是地质灾害的主要诱发因素；降雨量的大小、时空分布特征是评价区域性地质灾害（特别是崩、滑、流三大地质灾害的判别）的主要判别指标之一；人类工程活动是现代地质灾害的主要诱发因素之一，因此地质灾害诱发因素监测是地质灾害监测技术的重要组成部分。

1.2监测仪器

1.2.1按从监测仪器同灾害体的相对空间关系分为接触类和非接触类

（1）接触类：是指必须安装于灾害体现场或进行现场施测的监测仪器系列。如滑坡地表或深部位移监测、物理和化学场监测等。该类仪器所获得的信息多为灾害体细部信息，信息量丰富。

（2）非接触类：是指于现场安装简易标志或直接于灾害体外围施测的监测仪器系列。该类监测方法多以获得灾害体地表的绝对变形信息为主，易采用网式施测；特别是突发性地质灾害的临灾前后，具有安全、快捷等特点。如激光微位移监测、测量机器人、遥感雷达监测等。

1.2.2按监测组织方式分为简易监测、仪表监测、控制网监测、自动遥测

（1）简易监测：采用简易的量测工具（皮尺、钢尺、卡尺）对灾害体地表的裂缝等部位进行监测。

（2）仪表监测：采用机测或电测仪表（安装、埋设传感器）对滑坡进行地表及深部的位移、应力、地声、水位、水压、含水量等信息监测。

（3）控制网监测：在滑坡变形破坏区及周边稳定地带，布设大地测量或GPS卫星定位测量控制点网，进行滑坡绝对位移三维监测。

（4）自动遥测：利用有线和无线传输技术，对仪表监测所得信息进行远距离遥控自动采集、传输，可实现全天候不间断监测。

2地质灾害监测方法技术现状

地质灾害监测技术是集多门技术学科为一体的综合技术应用，主要发展于20世纪末期。伴随着电子技术、计算机技术、信息技术和空间技术发展，国内外地质灾害调查与监测方法和相关理论得到长足发展，主要表现在：

（1）常规监测方法技术趋于成熟，设备精度、设备性能都具有很高水平。目前地质灾害的位移监测方法均可以进行毫米级监测，高精度位移监测方法可以识别0.1mm的位移变形。

（2）监测方法多样化、三维立体化。由于采用了多种有效方法结合对比校核以及从空中、地面到灾害体深部的立体化监测网络，使得综合判别能力加强，促进了地质灾害评价、预测能力的提高。

（3）其他领域的先进技术逐渐向地质灾害监测领域进行渗透。随着高新技术的发展和应用的深入，卫星遥感、航空遥感等空间技术的精度逐渐提高，一些高精度物探（如电法、核磁共振等技术）的发展，使得地质灾害的勘查技术与监测技术趋于融合，通过技术上的处理、提升，该类技术逐渐适用于区域性的地质灾害和单体灾害的监测工作。

“八五”以来，我国在地质灾害监测技术研究方面取得了丰硕的成果，并积累了丰富的经验，使我国的地质灾害监测预警水平得到很大程度的提高；但是还存在一定的局限性，主要表现在：

（1）地质灾害监测技术、仪器设施多种多样，应用重复性高，受适用程度、精度、设施集成化程度、自动化程度和造价等因素的制约，常造成设备资源浪费，效果不明显。

（2）所取得的研究成果多侧重于某一工程或某一应用角度，在地质灾害成灾机理、诱发因素研究的基础上，对各种监测技术方法优化集成的研究程度较低。

（3）监测仪器设施的研究开发、数据分析理论同相关地质灾害目标参数定性、定量关系的研究程度不足，造成监测数据的解释、分析出现较大的误差。

因此，要提高地质灾害预警技术水平，必须在地质灾害研究同开发监测技术方法相结合的基础上，进行地质灾害监测优化集成方案的研究。

3地质灾害监测技术方法发展趋势

3.1高精度、自动化、实时化的发展趋势

光学、电学、信息学及计算机技术和通信技术的发展，给地质灾害监测仪器的研究开发带来勃勃生机；能够监测的信息种类和监测手段将越来越丰富，同时某些监测方法的监测精度、采集信息的直观性和操作简便性有所提高；充分利用现代通讯技术提高远距离监测数据信息传输的速度、准确性、安全性和自动化程度；同时提高科技含量，降低成本，为地质灾害的经济型监测打下基础。

监测预测预报信息的公众化和政府化。随着互联网技术的发展普及，以及国家政府的地质灾害管理职能的加强，灾害信息将通过互联网进行实时发布，公众可通过互联网了解地质灾害信息，学习地质灾害的防灾减灾知识；各级政府职能部门可通过所发布信息，了解灾情的发展，及时做出决策。

3.2新技术方法的开发与应用

3.2.1调查与监测技术方法的融合

随着计算机的高速发展，地球物理勘探方法的数据采集、信号处理和资料处理能力大幅度提高，可以实现高分辨率、高采样技术的应用；地球物理技术将向二维、三维采集系统发展；通过加大测试频次，实现时间序列的地质灾害监测。

3.2.2 智能传感器的发展

集多种功能于一体、低造价的地质灾害监测智能传感技术的研究与开发，将逐渐改变传统的点线式空间布设模式；由于可以采用网式布设模式，且每个单元均可以采集多种信息，最终可以实现近似连续的三维地质灾害信息采集。

3.3新技术新方法

3.3.1光纤技术（BOTDR）

光导纤维监测技术又称布里渊散射光时域光纤监测技术（BOTDR），是国际上20世纪70年代后期才迅速发展起来的一种现代化监测技术，在航空、航天领域中已显示了其有效性。在土木、交通、地质工程及地质灾害防治等领域的应用才刚刚开始，并受到各发达国家研究机构的普遍重视，发展前景十分广阔。

通过合理的光纤敷设，可以监测整个灾害体（特别是滑坡）的应变信息。

3.3.2时间域反射技术（TDR）

时间域反射测试技术（Time Domain Reflectometry）是一种电子测量技术。许多年来，一直被用于各种物体形态特征的测量和空间定位。早在20世纪30年代，美国的研究人员开始运用时间域反射测试技术检测通讯电缆的通断情况。在80年代初期，国外的研究人员将时间域反射测试技术用于监测地下煤层和岩层的变形位移等。90年代中期，美国的研究人员将时间域反射测试技术开始用于滑坡等地质灾害变形监测的研究，针对岩石和土体滑坡曾经做过许多的试验研究，国内研究人员已经开始该方法的研究工作，并已经在三峡库区投入试验应用阶段，同时开展了与之相关的定量数据分析理论研究。

所埋设电缆即是传感器，又可传输测试信号；该方法相对于深部位移钻孔倾斜仪监测具有安装简单、使用安全和经济实用等特点。

3.3.3激光扫描技术

该技术在欧美等发达国家应用较早，我国近期开始逐渐引进。主要是用于建筑工程变形监测以及实景再现，随着扫描距离的加大，逐渐向地质灾害调查和监测方向发展。

该技术通过激光束扫描目标体表面，获得含有三维空间坐标信息的点云数据，精度较高。应用于地质灾害监测，可以进行灾害体测图工作，其点云数据可以作为地质灾害建模、地质灾害监测的基础数据。

3.3.4核磁共振技术（NUMIS）

核磁共振技术是国际上较为先进的一种用来直接找水的地球物理新方法。它应用核磁感应系统，通过从小到大地改变激发电流脉冲的幅值和持续时间，探测由浅到深的含水层的赋存状态。我国于近期开始引进和研究，目前已经在三峡库区的部分滑坡体进行了应用试验，效果较好。

应用于地质灾害监测，可以确定地下是否存在地下水、含水层位置以及每一含水层的含水量和平均孔隙度，进而可以获知如滑坡面的位置、深度、分布范围等信息，从而对滑坡体进行稳定性评价，并对滑坡体的治理提出科学依据。

3.3.5合成孔径干涉雷达技术（InSAR）

运用合成孔径雷达干涉及其差分技术（InSAR及D-InSAR）进行地面微位移监测，是20世纪90年代逐渐发展起来的新方法。该技术主要用于地形测量（建立数字化高程）、地面形变监测（如地震形变、地面沉降、活动构造、滑坡和冰川运动监测）及火山活动等方面。

同传统地质灾害监测方法相比，具有如下特点：

（1）覆盖范围大；

（2）不需要建立监测网；

（3）空间分辨率高，可以获得某一地区连续的地表形变信息；

（4）可以监测或识别出潜在或未知的地面形变信息；

（5）全天候，不受云层及昼夜影响。

但由于系统本身因素以及地面植被、湿度及大气条件变化的影响，精度及其适用性还不能满足高精度地质灾害监测。

为了克服该技术在地面形变监测方面的不足，并提高其精度，国内外技术人员先后引入了永久散射点（PS）的技术和GPS定位技术，使InSAR技术在城市及岩石出露较好地区地面形变监测精度大大提高，在一定的条件下精度可达到毫米级。永久散射（PS）技术通过选取一定时期内表现出稳定干涉行为的孤立点，克服了许多妨碍传统雷达干涉技术的分辨率、空间及时间上基线限制等问题。

随着卫星雷达系统资源的改进和发展，以及相应数据处理软件的提高，该技术在地质灾害监测领域的应用将趋于成熟。

3.4地质灾害监测技术的优化集成

3.4.1问题的提出

（1）监测方法的适应性。对于各种监测方法所使用的监测仪器设施，均有各自的应用方向和使用技术要求；针对不同地质灾害灾种、类型，其使用技术要求（包括测点布设模式、安装使用技术要求等）不同。

（2）地质灾害不同的发展阶段。对于崩塌、滑坡等突发性地质灾害，不同发展阶段所适用的监测方法和仪器设施各异，监测数据采集周期频度不同。

（3）监测参数与监测部位。实践证明，一方面，不同的监测参数（地表位移、深部位移、应力、地下水动态、地声等）在不同类型的灾害体监测中具有不同程度的表现优势；另一方面，同一灾害体不同部位的监测参数随时间变化趋势特点并不相同，即存在反映灾害体关键部位特征的监测点，又存在仅反映局部单元（不具有明显的代表性，甚至是孤立的）特征的监测点。因此，监测要素（监测参数、监测部位）的优化选择，是整个监测设计工作的基础。

（4）自动化程度。决定于设备的集成度、控制模式、数据标准化程度和信息发布方式。

（5）经济效益。决定于地质灾害的规模、危害程度、监测技术组合、设备选型等因素。

3.4.2设计原则

地质灾害监测技术优化集成方案遵循以下原则：

（1）监测技术优化原则：针对某一类型地质灾害，确定优势监测要素，进行监测内容、监测方法优化组合，使监测工作高效、实用。

（2）经济最优原则：首先，不过于追求高、精、尖的监测技术，而应选择发展最为成熟、应用程度较高的监测技术；其次，对于危害程度较大的大型地质灾害体，可选择专业化程度较高的监测技术方法，由专业人员进行操作、维护，对于危害程度低，规模小的灾害体，可选择操作简单、结果直观的宏观监测技术，由群测群防级人员进行操作。

3.4.3最终目标

根据不同种类地质灾害和不同类型地质灾害的物质组成、动力成因类型、变形破坏特征、外形特征、发育阶段等因素，研究适用于不同类型地质灾害的监测要素（监测参数、监测点位的集合）、监测方法、监测点网的时空布置模式、监测技术要求，建立典型地质灾害监测的优化集成方案。