综合物探方法在河北保定向阳村地面塌陷区调查中的应用
徐锦山，邓 波
【摘 要】摘要:向阳村地下土体层在水的作用下非均匀流失引起地面坑(洞)沉降、塌陷，直接造成房屋损毁，严重影响村民正常生产生活秩序。采用高密度电法和浅层地震勘探等综合物探方法，对地面塌陷灾害区开展调查工作，可查明调查区内地层分层结构、岩土层厚度和隐伏断裂破碎带分布状况，并预测划分出塌陷危险区、塌陷预防区和相对稳定区，为后续灾害治理工作确定具体范围，给治理施工设计提供科学依据。 【期刊名称】中国地质灾害与防治学报 【年(卷),期】2012(023)004 【总页数】5
【关键词】关键词:综合物探;地面塌陷;浅层地震;高密度电法
0 引言
保定市徐水县西部属于低山丘陵区，境内1958年修建以拦洪为主，灌溉为辅的瀑河水库，水库库容9750×104m3，，最高水位标高 45.18m［1］。从 1964 年开始，水库西侧的贾庄村、向阳村等多个村庄陆续出现地面沉降、塌陷地质灾害，1994年后灾害发展日趋严重，其中向阳村已出现塌陷坑20多处，涉及村民25户，至使30余间民房地基不均匀沉降，墙体开裂甚至房屋倒塌。2008年为对水库西侧村庄地面塌陷地质灾害开展有效防治，在向阳村投入浅层地震、高密度电法和钻探等方法，进行塌陷区灾害治理前期调查工作，通过调查分析该区地灾形成机理，掌握地面沉降、塌陷分布规律与发展趋势，确定具体治理范围，为灾害防治选择正确的技术路线和针对性的施工方法提供科学依
据。
1 地质及灾害概况
1.1 地质概况
向阳村东距瀑河水库约300m，西临西山山脚500m，地势较平缓，海拔高程56～47m。区内出露地层为第四系(Q)，主要是全新统冲洪积土层，经工程核实自上而下共分四层，其中地表层为褐色耕土层(Q4)，以粉土为主，厚度0.3～0.6m;中部为黄土状粉土层(Q3)，褐色，稍湿，含砂质土，厚度 7.7～9.1m;下部为粉质粘土层(Q2)，褐色，硬塑，湿，含铁、锰结核，厚度9.8～10.4m;底层为砾土层(Q1)，杂色，湿，中密，揭露厚度6m，碎石成分主要为强、中等风化石英砂岩，次为强风化泥质页岩等，呈棱角状，块状结构，一般粒径为3～6cm，裂隙发育，漏水严重。下覆震旦系(Z)基岩地层由老至新分别为铁岭组(Z2 t)含碎石条带白云岩、下马岭组(Z3x)千枚状泥质页岩、景儿峪组(Z3j)石英砂岩等，岩层产状较平缓，基岩顶板埋深为60m左右。调查区处于近南北向和近东西向两组断层构造中，基岩破碎比较发育。 1.2 地面塌陷情况
地面塌陷是岩土体覆盖层向下陷落，并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象［2］。向阳村地面塌陷的主要表现形式为土洞。土洞呈串珠状分布，以村东出现较多，一般已随现随填。土洞多呈不规则圆形，少量呈椭圆形，直径0.5～1m，深0.5～2m，洞壁上陡下缓，呈坛状，壁上分布有竖向节理、裂缝。地面塌陷集中在丰水年，特别是雨季中后期，塌陷发展较迅速，而干旱年相对平静。近年来降水量有所减少，塌陷发展相对平缓。地面塌陷空间上显示自西向东、自南向北的发展规律。
1.3 地面塌陷成因
向阳村地面塌陷是由地形地貌、地层岩性、地质构造、地表水、地下水等综合因素叠加引起。该村地形西高东低，西山地表降水自西向东流经村区形成地表水，地表水渗灌补给地下水，第四系中上层黄土状粉质土疏松多孔、吸水性强，湿陷性的粉质土吸入渗入水之后会向下部空间运移，由于下部的粉质粘土层，韧性中等，中压缩性，透水性较弱，起到了隔水层和阻止上层土向下流失的作用，一般粘土层稳定的区域内就不会产生塌陷灾害。但粘土层下覆的砾土层裂隙发育，透水性较强，加之基底层岩石断裂破碎发育，纵横交错的裂隙带构成地下水畅流的良好通道，当山区渗入汇集的地下水沿通道形成径流和砾土层内地下水位升降变化时，上覆的粘土层受到潜蚀作用，粘土层被掏挖流失，经长期地下水持续作用，粘土层变薄、陷落甚至消失，缺失了下部阻隔层的保护，粉土层再遇到地表水渗灌时，即会崩解、坍塌，形成上覆土层中的坑洞，最终导致了地面塌陷。
2 综合物探技术方法
2.1 物探方法前提
采用浅层地震和高密度电法等综合物探方法进行勘查测量，查明向阳村及周边第四系覆盖层内不同土层的厚度，以及厚度变化分布情况;查明基岩地层的结构、构造和隐伏产状，以及岩石遭受构造破坏情况，结合已知水文地质资料分析认识地层、构造与地面塌陷的关系，依地面塌陷形成机理，预测划分主要地面塌陷危险区域及分布范围，这是降低调查的成本，缩短调查周期的有效手段［3］。 调查区属于北方半干旱区，工作期间雨水较少，地下水水位较深，在勘查深度范围内的土质层、基岩层和破碎构造带均处于含水不饱和状态，湿度则因组成
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