单 波 王延辉 韩晓飞

(1.西北电力设计院，陕西 西安 710032；2.山西省地震灾害研究所，山西 太原 030002)

浅析地灾评估与物探方法在边坡中的应用研究

单 波1王延辉1韩晓飞2

(1.西北电力设计院，陕西 西安 710032；2.山西省地震灾害研究所，山西 太原 030002)

青藏高原地区地质条件极其恶劣，为了有效查明某区段塔基所处边坡稳定性问题，首先通过物探手段，综合利用地质雷达方法和电测深方法，对滑坡体厚度进行了初步勘察和详细判定，最后根据地灾评估方法，初步定性，然后采用Geostudio进行计算,模拟分析，得出定量评价结果，对区段内塔位边坡稳定性给出有效评价，对可能失稳塔位进行了移塔处理。

地灾评估,地质雷达，电测深，电力塔基

0 引言

西藏藏中与昌都联网工程500 kV线路工程，工程区位于青藏高原东南部喜马拉雅山脉中段北坡，线路跨越澜沧江、玉曲河、怒江、冷曲河和帕隆藏布江、雅鲁藏布江，翻越拉乌山、觉巴山、东达山、业拉山、安久拉山、通脉色季拉山等。

线路穿越地形总体特点是谷梁相间，地质条件极为复杂。沿线高山峡谷地段为地质灾害高易发区，为了查明塔基边坡稳定性，排除地质隐患，对该工程采用物探、钻探、地灾等手段进行综合评估，对地质灾害易发区进行合理避让，对于无法避开地段提出相应的处理措施。下面通过线路一区段的边坡稳定性中的滑坡问题进行实际应用分析。

1 研究区段地貌

本次研究区段为共约6个塔位(见图1)：6个塔位均位于滑坡体上，圈椅状地貌明显，后缘滑坡壁清晰可见，初步判断为基岩滑坡。目前，残余滑坡主要分布于4 470 m高程以下，滑坡舌部外有阶地分布。滑坡体组成物质松散，滑坡内塔基开挖施工难度大，侧壁土体稳定性差。由于输电塔塔位位于滑坡体之上，滑坡体稳定性直接影响塔基稳定性，为保障输电塔及线路安全运行，需对该滑坡及塔位进行稳定性评价。

2 方法原理和研究内容

2.1边坡稳定性评价

边坡在其形成过程中，由于侧向卸荷作用，使坡体内的应力重分布，在坡面附近，最大主应力方向发生偏转，并产生水平张应力和剪应力；坡脚形成明显的压应力和剪应力集中区。这种变化使得坡体原始应力平衡状态遭到破坏，一旦调整后的应力状态超过岩体或结构面的强度时，将导致边坡失稳。通过研究边坡的稳定条件，对边坡岩体抵抗变形和破坏的能力和可靠性作出评价[2-4]。

2.2地质雷达方法原理

地质雷达勘探利用一个天线发射高频(106 Hz～109 Hz)宽频带脉冲电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。电磁波在介质中传播时，当地层倾角不大时，反射波的全部路径几乎是垂直地面的，其路径、电磁场强度与波形将随通过介质的电性及几何形态而变化，因此根据接收到波的旅行时间、幅度与波形资料可推断介质结构。

本次地质雷达勘探采用的仪器为瑞典MALA公司生产的RAMACⅡ型地质雷达和美国地球物理公司生产的SIR-20型地质雷达。仪器参数设置通过现场实验确定。

2.3电测深方法原理

电阻率测深方法简称电测深，它是在地面的一个测深点上(即MN极的中点)，通过逐次加大供电电极，AB极距的大小，测量同—点的、不同AB极距的视电阻率ρS值，研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。

测量使用直流电法勘探类的对称四极电测深法，野外测量装置方式采用同时移动装置(即供电极距和测量极距同时移动的测量方法)。极距设计以能反映设计要求的探测深度为尺度，即最小供电电极距使得实测曲线左支有渐近线(AB/2=1.5 m)，最大供电极距能够满足设计要求(AB/2=250 m)。

3 边坡稳定性评价应用

为了对该区段的边坡稳定性情况进行判断，运用了地灾评估、物探、钻探等方法进行了综合分析。

3.1地灾评估

经过现场调查，边坡总体上表现为东高西低、上陡下缓，滑坡主滑方向与坡向近一致，滑坡在地形上较为明显，边界易区分，前部被泥石流等堆积体覆盖，整体呈开口微闭的“马蹄形”，后壁较平直光滑，可见“圈椅状”地形。

坡体上存在崩坡积物、滑坡堆积体以及河流相沉积物，其中滑坡体是主要组成部分。坡体从上至下发育两级缓倾坡外的平台，平台后部发育冲沟，从上部缓倾平台往坡下至下部缓倾平台，植被不发育，坡体上亦主要为块碎石土，未见基岩出露，下部缓倾平台至坡脚主要为块碎石堆积体以及卵砾石堆积体，在下部缓倾平台之下分布有多处泉点及渗水带，由于该滑坡发生时间久远，现今滑坡体上基本难以见到明显的变形破坏特征。滑床主要为基岩，层面倾向坡内。

基岩倾向坡内，且板岩、凝灰岩硬度大，因此边坡较为陡峻。边坡上部海拔较高，风化、冻融作用强烈，再加之岩体发育有两组倾向坡外的结构面，倾坡外的结构面在上述作用下逐渐向下发展贯通。此外，坡体前缘河流侵蚀坡脚形成临空面，后期可能受上部崩坡积体荷载、前缘河流侵蚀、地震等作用，山体上部可能产生垮塌、滑移，坡体下部岩体受剪切作用，最后坡体沿着贯通的结构面形成滑坡。其演化过程大致可分为以下几个阶段：岩体结构面向下发育→岩体结构面逐渐贯通→结构面完全贯通，下部产生剪切破坏滑坡形成→滑坡堆积体前部受河流侵蚀形成现今地貌。经分析坡体整体失稳的可能性较小，但10L337塔位边坡前部发育冲沟，为进一步定量评价其在荷载、暴雨工况、地震工况下的稳定性，拟采用Geostudio进行计算分析，得出定量评价结果，见图2，图3。

各工况计算结果如表1所示，详细分析列于表后。天然工况下塔位边坡稳定性系数为1.342，稳定性好，天然工况下加上输电塔后稳定性略有降低，但塔位边坡仍基本稳定。在暴雨情况下(40 mm/d)塔位边坡稳定性明显降低，稳定性系数为1.022，接近极限平衡状态。暴雨情况下加上输电塔荷载后，塔位边坡稳定性系数降为0.976，其失稳的可能性较大，因此分析认为在暴雨工况下，塔位边坡局部可能会出现垮塌，影响塔基的安全。

表1 10L337各工况计算结果

为了进一步查明古滑坡碎石层厚度，我们又采用了地质雷达和电测深方法进行针对性综合探测。

3.2地质雷达

为了对滑坡体的地层埋深情况进行了解，采用地质雷达方法进行了探测。为了与滑坡区段内古滑坡上的塔位进行有效对比分析，在区段外也进行了一些塔位的探测。由于工期较为紧张，区段外采用SIR-20型地质雷达对10R334塔基、10L335塔基进行了探测，区段内采用RAMACⅡ型地质雷达对10L337号塔基、10R337号塔基同时进行了探测。

塔基采集处理解释剖面见图4～图7，成果汇总见表2，可以看出地质雷达方法在有效探测范围内在滑坡区段外的几个塔位能够有效探测到基岩面，而在滑坡体上在测深范围内未能有效反映出基岩界面。

表2 塔基地质雷达探测成果表

塔基布线方向资料解释10R334沿BA腿方向布置测线塔基表层为碎石,各腿碎石厚度大约为1.5m～2m,下伏为基岩,强风化板岩底板埋深约为8m～9m10L335沿AB腿方向布置测线塔基表层为碎石,各腿碎石厚度大约为1.5m～2.5m,下伏为基岩,强风化板岩底板埋深约为9m～10m10L337沿AB腿方向布置测线在测深范围内均为碎石10R337沿CB腿方向布置测线在测深范围内均为碎石

3.3电测深

由于在滑坡区段内，坡体上存在崩坡积物、滑坡堆积体，覆盖深度相对较厚，地质雷达探测深度有限，在测深范围内解释均为碎石，未能探测到基岩面，因此为了进一步了解情况，采用了电法勘探，运用了电测深方法进行探测。本次探测在滑坡区段内共布置4个测点。

由于滑坡体与滑床之间存在一定滑动界面，虽然本次探测的区段属于古滑坡，年代久远，破碎体与滑床之间粘合度较好，滑动阻力较大，但是地下泉水较为发育，因此滑动面之间可能含水量较高，因此基岩与碎石体之间应该有明显的电阻率差异。经过资料处理解释，结果如表3所示。由表3可以看出，10R335塔位基岩面埋深大致20.0 m，10L336塔位基岩面埋深大致21.8 m，10L337塔位基岩面埋深大致29.1 m，10L338塔位基岩面埋深大致39.0 m，上述解释基本上能够大致勾勒滑动面的埋深情况。

表3 电法勘探解释成果表

4 结语

经过地灾评估，结合地质雷达和电测深方法的物探资料，综合判断，不仅从宏观上定性的对该滑坡有所了解，更能够定量的深入掌握滑坡的发育稳定性。

综合野外调查、物探探测结果及室内资料分析认为，整个区段内塔位边坡堆积体较厚，整体坡度较大，地下水发育，且为古滑坡堆积体。滑坡堆积体上游边界处，生有古树，树木未见弯曲等变形现象。说明滑坡发生后，堆积体稳定性较好，未发生次级滑动，近期也没有产生明显的蠕滑变形。且现今堆积体前部延伸远，坡脚位置不存在陡倾的临空面，且现今的泥石流堆积体堆积在坡前，这多种因素使得坡体向前滑动方向受阻，抗滑力较大。此外基岩为板岩，且层面倾向坡内，增大了坡体与基岩的摩擦阻力，抗滑力亦随之增加，有利于坡体稳定，故定性分析认为边坡整体稳定性较好。但10L337等个别塔位由于所处位置位于堆积体坡肩部位，塔腿后缘平台形成的汇水面通过斜坡坡面冲沟自然排泄，坡面受冲刷影响，地形较破碎，坡面易松动变形，塔基不稳，应考虑移塔位，后经过综合对比论证，该塔位进行移动处理，避免了边坡失稳这一隐患。

[1] 李大心.探地雷达方法与应用[M].北京：地质出版社，1994.

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Studyontheapplicationofgrounddisasterassessmentandgeophysicalmethodinslope

ShanBo1WangYanhui1HanXiaofei2

(1.NorthwestElectricPowerDesignInstituteLtd.,Xi’an710032,China;2.EarthquakeAdministrationofShanxiProvince,Taiyuan030002,China)

In the Qinghai-Tibet Plateau region geological conditions is extremely poor, in order to effectively identify the slope stability of a section of the power tower base, first through the means of geophysical, geological radar method and electric sounding method were used, the thickness of the landslide was investigated and judged detailedly, finally, according to the geological disaster assessment method, with preliminary qualitative analysis, and then use Geostudio to calculate, simulate and analyze, get quantitative evaluation results, the effective evaluation of the tower slope stability in the section is given, the destabilizing tower was moved to a new location.

geological disaster assessment, GPR, electrical sounding, power tower base

P631

A

1009-6825(2017)26-0069-04

2017-07-08

单 波(1982- )，男，硕士，高级工程师