地质灾害报告.ppt

应用地球物理与地质灾害勘查,,,提纲,一、问题的提出二、应用现状三、存在问题及前景,一、问题的提出二、应用现状三、存在问题及前景,,在自然地质作用或人为因素影响下，发生的对人民生命、财产安全造成一定损失、恶化地质环境的地质现象，即为地质灾害。据统计，全国因地质灾害造成的损失每年高达270亿元，目前共发现各类地质灾害点百余处，每年发生地质灾害达十余万次，有700多个县（市）、数万个村庄面临严重威胁。全国有24个省（区）存在地面塌陷灾害；46个城市和地区发生地面沉降和地裂缝灾害；人为引发地质灾害已占地质灾害总数的50。,,随着长江三峡工程移民迁建以及西气东输、南水北调和西部大量的铁路、公路等基础设施建设工程的开展，引发和加剧了西部地质灾害的发生，危害程度不断增加。例如，长江三峡库区的巴东、巫山、奉节等搬迁新县城址和一批乡镇新址，受到滑坡、泥石流灾害直接危害或潜在威胁。2001年5月1日发生于重庆市武隆县城北的滑坡灾害，造成79人惨死的悲剧；5月29日，贵州省兴义市白龙山山体裂缝造成大面积滑坡，使煤矿工人及过往群众近20人失踪，车辆被掩埋损毁。宝成铁路、成昆铁路、川藏公路长期受崩塌、滑坡、泥石流困扰，每年都发生阻断事件。,山西地处高原，地形高差大，地质条件复杂，降水量集中，形成崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等地质灾害动力条件充分，属自然地质灾害易发区，历史上自然地质灾害具有点多面广的特点。山西是一个矿业开发大省，随着采矿深度和广度的增大，全省由采矿引起的地面裂缝、地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等人为地质灾害频繁发生，造成的经济损失与人员伤亡十分严重。另外，山西铁路、公路的修建，重要城市附近地下水的集中超量开采，也一定程度上诱发了崩塌、滑坡、地面裂缝、地面沉降等人为地质灾害的发生。,阶梯状塌陷，落差可达2m以上,地裂缝,滑坡,据不完全统计，八十年代以来山西各类地质灾害造成的直接经济损失达数十亿元，死亡人数超过2000人，受潜在地质灾害威胁的人员（近50万人）和财产（上千亿）数量惊人。近几年，虽然山西省有关部门在自然与人为地质灾害防治方面做了大量的工作，取得了一定的成效，但由于省内地质灾害种类多，分布广，各种地质灾害的成因机制、成灾规律、分布现状尚未完全查清，地质灾害仍是影响山西人民生命财产安全和阻碍省内国民经济发展的重要因素。控制和减轻地质灾害已经成为山西省面临的一个重要现实问题。有效地防治地质灾害刻不容缓，要进行地质灾害防治，必须先进行地质灾害勘查。,地质灾害勘查方法众多，就地球物理勘查而言地质灾害可造成岩石（土）的电性、磁性、弹性、放射性等一系列物理性质的变化，采用不同的地球物理勘探方法，可方便、快捷地提供反映地质灾害体点、线、面上的丰富信息，为判定地质灾害的范围、内部结构、变形破坏的关键部位；建立灾害体地质模型、分析成灾机理；判断灾害地质体稳定程度及其发展趋势，进行灾害地质体的监测、防治等提供重要的基础资料。可知地球物理勘查是地质灾害勘查、防治不可缺少的重要手段。,一、问题的提出二、应用现状三、存在的问题及前景,在地质灾害调查中，作为基础技术手段的地球物理勘探具有显著的优势。具体是针对不同地质灾害体需查明的地质问题，可选择适宜的地表和地下（井中）地球物理勘探方法组合，进行经济、实用的立体勘查。应用各种地球物理勘探方法的层析成像技术，获得地质灾害体直观和形象的数字图像；可以提供引发地质灾害的地下水流向、流速等参数；可以提供灾害治理工程所需的弹性模数、泊松比、抗压强度等力学参数；提供用于地质灾害勘查中的各种地球物理勘探方法成果综合分析平台，实现多元信息（地质、钻孔、物探）的管理和分析。,在近年开展的地质灾害调查勘查中，已经证明有效的物探技术方法有直流电法电磁法弹性波法层析成像法放射性测量重力勘探,直流电法,自然电位法充电法电阻率剖面法电阻率测深法激发极化法高密度电阻率法,直流电法自然电位法,解决的问题探测滑坡体中地下水、流向，确定滑坡体边界；分析滑坡的活动性；探测隐伏断层、破碎带位置应用条件受地形、环境影响较小；适合地下水位较浅地方工作经济技术特点方法简便、资料直观、成本低,直流电法充电法,解决的问题探测滑坡体地下水流速，流向监测滑坡体位移应用条件受地形、环境影响较小经济技术特点方法简便，对一些特殊问题如地下水活动、位移监测有显效，成本低,直流电法电阻率剖面法,解决的问题探测隐伏断层、破碎带的位置；探测隐伏地下洞穴的位置、埋深，判断充填状况；探测拉张裂缝的位置、充填状况应用条件地形起伏小，要求场地宽敞经济技术特点资料简单直观，工作效率高，以定性解释为主，成本低,直流电法电阻率测深法,解决的问题探测覆盖层厚度，确定基岩面形态；划分基岩分化带，确定其厚度；探测滑坡体岩性结构，岩性接触关系；测定滑坡堆积体的厚度，确定堆积床形态应用条件地形无剧烈变化；电性变化大且地层倾角较陡地区不宜经济技术特点方法简单成熟较普及，资料直观，定性定量解释方法较成熟，成本较低,直流电法激发极化法,解决的问题测定地下水位埋深；探测隐伏断层、破碎带位置，含水特征；探测滑坡体软弱夹层或滑面埋深应用条件地形影响小，要求一定工作场地适合岩性变化较小地工作经济技术特点是研究岩石极化特征的方法，可以提供一些特殊信息，但机理复杂，需认真分析,直流电法高密度电阻率法,解决的问题探测隐伏断层、破碎带位置、产状和性质；探测后缘拉张裂缝、前缘鼓胀裂缝的位置、产状及充填状况；探测覆盖层厚度，确定基岩面形态；划分基岩分化带，确定其厚度；探测滑坡体地层结构，岩性接触关系；测定滑坡堆积体的厚度，确定堆积体形态应用条件地形无剧烈变化，要求一定工作场地；勘探深度一般较小经济技术特点兼具剖面、测深功能，装置形式多样，分辨率相对较高，质量可靠，资料为二维结果，信息丰富，便于整个分析，定量解释能力强，成本较高,电磁法,音频大地电场法电磁感应法甚低频电磁法电磁测深法瞬变电磁法探地雷达,电磁法音频大地电场法,解决的问题探测隐伏断层、破碎带位置探测拉张裂缝的位置应用条件受地形场地限制小天然场变影响较大时不宜工作输电线、变压器附近不宜工作经济技术特点仪器轻便，方法简单，适合地形复杂区工作，资料直观，以定性解释为主，适于初勘工作，成本低,电磁法电磁感应法,解决的问题探测隐伏断层、破碎带位置探测拉张裂缝的位置应用条件地形相对平坦强游散电流干扰地区不宜工作经济技术特点对低阻体较灵敏，方法组合较多，可针对不同地质体采用不同方式探测，资料结果较复杂，以定性解释为主，成本低,电磁法甚低频电磁法,解决的问题探测隐伏断层、破碎带位置探测拉张裂缝的位置应用条件有效勘探深度较小，一般数十米受电力传输线干扰易形成假异常经济技术特点被动源电磁法、较轻便，受地形限制较小，以定性解释为主，成本低,电磁法电磁测深法,解决的问题探测隐伏断层、破碎带位置、产状和性质探测滑坡体的地层结构，岩性接触关系测定滑坡堆积体的厚度，堆积床的形态应用条件适于地表岩性较均匀地区电网密集、游散电流干扰地区不宜工作经济技术特点工作简便，效率高，勘探分辨率较高，受地形限制较小，但在山区受静态影响严重，成本适中,电磁法瞬变电磁法,解决的问题探测隐伏断层、破碎带位置、产状和性质测定覆盖层厚度、确定基岩面形态划分基岩风化带，确定其厚度探测滑坡体的地层结构，岩性接触关系测定滑坡堆积体的厚度，确定堆积床的形态应用条件受地形、接地条件影响小电网密集、游散电流干扰地区不宜工作经济技术特点静态影响和地形影响较小，对低阻体反应灵敏，工作方式灵活多样，成本适中,电磁法探地雷达,解决的问题探测隐伏断层、破碎带位置、产状和性质探测拉张裂缝的位置、产状和性质测定覆盖层厚度、确定基岩面形态划分基岩风化带，确定其厚度测定滑动面的埋深，确定滑动面形态探测滑坡体的地层结构，岩性接触关系测定滑坡堆积体的厚度，确定堆积床的形态应用条件受地形、场地限制较小勘探深度较小，最大深度30m50m经济技术特点具有较高的分辨率，适用范围广，成本较高,弹性波法,浅层地震瑞雷波法声波法,弹性波法浅层地震,解决的问题探测隐伏断层位置、产状和性质测定覆盖层厚度、确定基岩面形态测定滑动面的埋深，确定滑动面形态探测滑坡体的地层结构，岩性接触关系测定滑坡堆积体的厚度，确定堆积床的形态应用条件人工噪音大的地区施工难度大要求一定范围的施工场地经济技术特点对地层结构、空间位置反映清晰，分辨率高，精度高，成本高,弹性波法瑞雷波法,解决的问题测定覆盖层厚度、确定基岩面形态测定滑坡堆积体的厚度，确定堆积床的形态应用条件受地形、场地条件限制较小勘探深度较小，目前一般在30m50m左右经济技术特点适合于复杂地形条件下工作，特别是对浅部精细结构反映清晰，分辨率高，工作效率高，资料直观，成本适中,弹性波法声波法,解决的问题探测隐伏裂缝的延深、产状测定崩塌体岩石力学性质，确定岩石完整程度探测破碎带、裂缝带，较弱地层的位置、厚度检测防治工程质量，确定其强度、均匀性，破坏情况应用条件钻孔测试需在下井管之前进行干孔测试需要特殊的耦合方式可对岩芯（样）进行测定经济技术特点测试工作技术简单，资料分析直观，效率高，效果明显，并可获得动力学参数，成本适中,层析成像法,电阻率层析成像地磁波层析成像地震层析成像声波层析成像,层析成像法电阻率层析成像,解决的问题探明滑坡体地层结构，确定地层、厚度、产状等探测隐伏断层、破碎带的位置、厚度探明拉张裂缝的位置、产状应用条件孔内无套管井-井探测有效距离小于120m剖面与孔深比一般要求小于1经济技术特点属近源探测，准确性较高，适合对重点部位地质要素的详细了解，资料结果比较直观、精确，成本较高,层析成像法地磁波层析成像,解决的问题探明滑坡体地层结构，确定地层、厚度、产状等探测隐伏断层、破碎带的位置、厚度探明拉张裂缝的位置、产状应用条件充水（液）孔、孔内无套管；井-井探测有效距离一般在100m以内剖面与孔深比一般要求小于1经济技术特点适合对重点部位地质要素的勘探，资料直观、精确，成本较高,层析成像法地震层析成像,解决的问题探明滑坡体地层结构，确定地层、厚度、产状等探测隐伏断层、破碎带的位置、厚度探明拉张裂缝的位置、产状应用条件钻孔的激发、接收条件应一致可在井管孔中施工井-井探测有效距离小于120m剖面与孔深比一般要求小于1经济技术特点适合对重点部位地质要素的了解，资料准确、直观，成本较高,层析成像法声波层析成像,解决的问题探明拉张裂缝的位置、产状探明滑动带、滑动面的形态埋深应用条件受发射能量限制，井-井跨距一般较小，最大约30m50m剖面与孔深比一般要求小于1经济技术特点为无损检测工作，孔内工作激发比较简单，可测声波参数多，信息量大，成本较高,放射性测量氡气法,解决的问题探测隐伏裂缝的位置、分布探测隐伏断层的位置、分布探测地下洞穴的位置、分布初步划分滑坡体的范围应用条件受地形、场地、环境的限制小测点尽可能避开近期的人工扰动地段经济技术特点方法简便，限制少，适于普查工作，成本低,重力勘探微重力测量,解决的问题探测隐伏裂缝、破碎带的位置探测地下洞穴的位置、分布探测地下塌陷的位置、范围探测岩石破裂塌陷应用条件要求精确的测地工作不受场地环境限制，在坑道，平硐中可开展工作经济技术特点测量条件简单，资料分析难度较大，适合于在某些特殊地质环境下的工作，成本高,电法勘探,电法勘探是当前国内外地质调查、找矿、找水和解决岩土工程问题的重要勘探方法。它利用岩（矿）石间电磁学性质及电化学性质的差异，通过观测和研究人工建立的或天然存在的电磁场空间和时间分布规律，来勘查地质目标和解决地质问题。在地质灾害调查中,电法是使用频率最高，应用面最广和解决问题较好的方法。,探地雷达,探地雷达简称GPR是20世纪70年代发展起来的一种用于确定地下介质分布的广谱电磁法。自80年代末90年代初以来,随着信号处理技术和电子技术的飞速发展,探地雷达在技术装备上有了突破性的进展,大大扩展了该方法的应用领域。目前,探地雷达的应用已拓展到矿产勘查、环境工程、水文工程、城建工程、路桥、涵隧工程、水利水电工程、浅水水域工程、地质工程、考古调查、无损检测、桩基或混凝土检测等众多领域。任何地质灾害的发生都会在介质土层、岩层等中留下痕迹,即通常的介质界面,如地裂缝留下的裂隙、活动断裂留下的破碎带、滑坡留下的滑脱面以及塌陷留下的地穴或陷坑等,这些界面两侧介质的物性差异很大,致使电磁波穿过该界面时的反射能量发生增减，波形幅值出现明显变化,据此可解释出该界面的准确位置及大致形态等相关信息。探地雷达可用于勘查岩溶塌陷、地裂缝、滑坡、活动断裂、孤石体及小型不良地质体、地下洞室、煤田自燃区、陷落柱、多年冻土等地质灾害。,地震勘探,近年来，浅层高分辨率地震勘探面波勘探等技术是针对工程地质问题的挑战应运而生的地震勘探技术，这些先进的技术勘查对象广、施工周期短、费用低、解决问题的准确性和精度较高。,地震勘探,浅层地震勘探地震勘探要求探测深度一般不超过100～200m,被探测对象的规模小，形态和岩性纵横向变化大要求有较高的分辨率，因此可以使用浅层高分辨率地震勘探。目前，该方法在地质灾害勘查中已获得广泛应用，取得了明显的社会效益和经济效益。例如唐山市、湘潭市、徐州市地面岩溶塌陷,西安市地裂缝地质灾害，三峡黄腊石滑坡，三峡链子崖危岩体防治和深圳市罗湖区地壳稳定性评价等均应用了浅层高分辨率地震勘探。在地质灾害勘查中，浅层高分辨率地震勘探可进行隐伏断层、破碎带、溶洞、土洞、古河道及暗河探查，勘查滑坡，勘查地裂缝，勘查多年冻土，进行饱和砂土层的液化判别，预测岩爆探测煤矿陷落柱，探测煤层采空区，预测瓦斯富集带，预防井喷，探测煤矿突水巷道位置及埋深。浅层地震勘探在岩溶塌陷灾害勘查中可以取得较好的地质效果，它可用于查明岩溶区的基岩地质条件和覆盖层地质条件，圈定出潜在岩溶塌陷危险区或地段。,地震勘探,面波勘探面波勘探是近十几年来发展起来的一种新的浅层地震勘探方法,与传统地震勘探方法的差别在于它是利用了以前被视为干扰的面波－瑞雷波。瑞雷面波勘探有稳态法和瞬态法2种。为了克服这2种方法中存在的缺点,又发展了一种新的瑞雷面波勘探方法－瞬态多道瑞雷波勘探技术,它可以通过多次叠加和多道相关叠加,使得频谱能量加大,干扰减小,测试结果更为可靠。面波勘探在地质灾害勘查中可用于冻土勘查,滑坡调查,泥石流调查,地下空洞调查,饱和砂土层的液化判别,探测煤矿巷道顶板离层。,声波检测,声波测量是通过探测声波在岩土内的传播特征来研究岩土性质和完整性的一种物探方法。声波检测技术在灾害地质中的作用,可归结为两个大的方面一是灾害地质体的勘查,查明其构造及其有关物理力学参数包括勘查断层、破碎带、滑坡体滑床等，探测地下岩溶、古洞、空洞、埋设物、矿区采空区等的空间位置及规模，查明地下构造、渗漏带、水流通道和方位,圈定破碎带位置和范围,预测岩爆等;二是对地质灾害防治工程施工过程中的监测及检测包括检测岩体灌浆补强施工质量，检测混凝土灌注桩完整性，检测与评价地面混凝土构筑物强度，检测地面混凝土构筑物缺陷，检测边坡、洞室岩体爆破后松动范围，检测喷锚支护法喷射混凝土厚度等。,重力勘探,重力测量是通过野外观测,获得有关地质体或地质构造产生的重力异常,然后通过分析研究这些重力异常的变化规律,以达到解决有关地质问题的一种地球物理探测方法。重力测量在土木工程、环境地质勘查等浅层探测方面的应用直到70年代以后出现高精度微伽级重力仪后才成为现实。,重力勘探,在灾害地质调查中微重力方法可用于探测近地表岩溶、洞穴,探测废矿山巷道以及规模较小的断裂、断层等地质构造,探测煤矿陷落柱及地下采空区,勘探冻土。在水库、矿山巷道可以用微重力动态监测因岩层受力变化而可能诱发的岩爆,它还可用于滑坡、地面沉降及煤田火区的监测。然而,由于方法本身的局限性,如受各种干扰因素的影响强烈,测量成本较高野外作业复杂以及探测目标重力异常微弱等,在一定程度上限制了该方法的应用。,氡气测量,位于铀系中的氡22286Rn是一种放射性惰性气体，其半衰期较长，活动性强而化学性质稳定，易溶于水。凡是有物质存在的地方都存在氡，只是浓度不同而已。随着科学技术的发展，人们对氡气的认识也不断深化，氡气在国民经济各领域中的应用在不断扩大。近20年来，测氡被用于地质灾害和环境研究中，引起了世人的关注。氡测量在地质灾害勘查中可用于查明断裂构造，预报滑坡，探测岩溶塌陷，探测地裂缝，在矿山地质灾害勘查中可用于探测地下采空区、勘查煤田自燃火区的范围、探测煤矿断层裂隙带、探测岩溶陷落柱等。氡气本身也可以形成地质灾害，同时有关研究证实,氡是导致肺癌的一个重要因素,因此氡气测量得到关注。,一、问题的提出二、应用现状三、存在的问题及前景,1以往对地质灾害的勘查研究，多是在灾难发生后以被动、应急、营救的形式进行工作，缺乏超前性、全面性、预见性，缺少总体控制。只有全面深入掌握研究区地质灾害的分布、发展规律，及其类型、成因、才能有效地防治地质灾害。2地质灾害勘查中，除了查清影响灾害形成和发展的因素外，还应注意查明诱发成灾的次要因素。在特定历史环境条件下某些次要因素可能转化为主要因素，如地震、洪灾诱发的滑坡、泥石流等。,3一般来说，大部分用于矿产勘查的地球物理方法同样可以用于地质灾害勘查。但地质灾害体具有地质构造条件复杂，所处地带地形起伏悬殊，场地狭小，被测目的物的几何尺寸相对较小如裂缝、溶洞、断层破碎带、滑坡的滑带等特性，因此具体的方法、技术指标和工作方式有所不同。为适应灾害地质勘查工作的需要，勘查时需将现有的地球物理技术和方法作适当的改变。同时应提高常规地球物理方法的分辨率，设法消除地形影响，增加勘探深度，加强研究相应的现场测试方法，完善数据处理功能，研制、引进新型仪器。,4地质灾害种类较多，性质各异，涉及范围和领域较为广泛。因此，必须采用综合地球物理方法才能更好地解决地质问题。不同地球物理方法的综合应用，不仅可以解决地表浅层几厘米至几米的地质问题,而且可以解决较深几十米至几百米层次的地质问题,为解决地壳浅部地质灾害的调查提供了有力的手段和可靠的方法。综合地球物理方法的应用效果在很大程度上也取决于方法技术的合理选择和有效的组合。同时针对具体地质灾害问题，应考虑经济条件、约束条件及弱信息的识别能力等因素，缩小单一方法资料处理和解释的多解性。因此，应科学的选择地球物理的组合方法，以提高地质灾害的勘查效果。,5目前地球物理方法只用于各种地质灾害的监测及预报,今后除监测外应更多地转向对一些地质灾害如泥石流、沙漠化、旱灾等的治理研究,了解治理的进程及其效果。,总之，地质灾害的地球物理勘查是一个前景分广阔的领域，但还需要更多的实践和探索，不断高技术水平，扩大应用范围，提高勘探水平。,谢谢,