【摘要】目前，巖溶塌陷地區(qū)，如何選擇經(jīng)濟(jì)、有效的勘察評(píng)價(jià)方法仍處于探索階段。地質(zhì)雷達(dá)是地質(zhì)勘探的一種有效的勘探方法，其應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。本文結(jié)合筆者工程實(shí)踐，對(duì)探地雷達(dá)的探測(cè)原理及其應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查方面的可行性進(jìn)行了分析闡述，通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)在地裂縫、巖溶塌陷、滑坡以及活動(dòng)斷裂調(diào)查中的應(yīng)用實(shí)例分析。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)災(zāi)害；地質(zhì)雷達(dá)；防治調(diào)查；技術(shù)應(yīng)用

地質(zhì)災(zāi)害是指在自然或者人為因素的作用下形成的，對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)、環(huán)境造成破壞和損失的地質(zhì)作用（現(xiàn)象）。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽堿化，以及地震、火山、地?zé)岷Φ鹊慕y(tǒng)稱。近年來(lái)，許多地區(qū)各種地質(zhì)災(zāi)害（滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等）頻發(fā)，給當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。我們知道，任何地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展都會(huì)引起地球物理場(chǎng)的變化，因此，加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害勘查與治理過(guò)程中的物探工作研究是當(dāng)今環(huán)境地質(zhì)工作中的一項(xiàng)重要課題。

1.地質(zhì)雷達(dá)用于地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的可行性

通常我們所常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害主要有：如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、巖爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、黃土濕陷、巖土膨脹、砂土液化，土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽堿化，以及地震、火山、地?zé)岷Φ?。?yán)格地講，任何一種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生都會(huì)在介質(zhì)（土壤、巖層等）中留下痕跡，即通常所說(shuō)的介電界面，如地裂縫留下的裂隙、活動(dòng)斷裂留下的破碎帶、滑坡留下的滑脫面以及塌陷留下的地穴或陷坑等，這些界面兩側(cè)介質(zhì)的物性差異很大，致使電磁波穿過(guò)該界面時(shí)的反射能量發(fā)生增減、波形幅值出現(xiàn)明顯變化，據(jù)此可解譯出該界面的準(zhǔn)確位置及大致形態(tài)等相關(guān)信息，因而，探地雷達(dá)用于地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查是可行的。并且由于使用了高頻、寬頻帶、短脈沖及高速采樣等技術(shù)，其探測(cè)精度及速度均高于其它種類的物探手段。

2.地質(zhì)雷達(dá)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用

2.1工程概況

工程位置位于重慶市沙坪壩區(qū)，該區(qū)地表主要巖性為灰?guī)r，區(qū)內(nèi)橫向河谷發(fā)育，水源豐富，地表灰?guī)r有溶蝕環(huán)境。該區(qū)域近年多次發(fā)生塌陷地質(zhì)事故，部分民房出現(xiàn)不均勻沉降、開(kāi)裂等不良現(xiàn)象，且該現(xiàn)象有繼續(xù)加劇的趨勢(shì)。為提出合理的治理方案，需要對(duì)該區(qū)域的巖溶分布進(jìn)行較為詳細(xì)的了解，故采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行探測(cè)。由于測(cè)區(qū)位于居民區(qū)，房屋、沼氣池、溝渠、地形大起伏等原因?qū)走_(dá)探測(cè)效果均會(huì)造成一定的不良影響。

2.2探測(cè)原理及儀器

探測(cè)設(shè)備為用美國(guó)地球物理公司（GSSI）的SIR—2000型地質(zhì)雷達(dá)，100MHz地質(zhì)雷達(dá)天線。雷達(dá)波法檢測(cè)是利用高頻電磁脈沖波的反射來(lái)探測(cè)目標(biāo)體的，它通過(guò)發(fā)射天線向介質(zhì)發(fā)射高頻帶、短脈沖電磁波，通過(guò)接收天線接收其反射波。電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度、能量衰減及波形變化將隨所通過(guò)介質(zhì)的電磁學(xué)性質(zhì)及幾何形態(tài)的變化而變化。介質(zhì)的電磁學(xué)性質(zhì)主要包括導(dǎo)磁率μ、導(dǎo)電率σ和介電常數(shù)ε，它們與介質(zhì)的組成物質(zhì)、密實(shí)程度密切相關(guān)。根據(jù)雷達(dá)波的旅行時(shí)間、幅度與波形等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，即可探測(cè)介質(zhì)的構(gòu)造分布及其相關(guān)深度等。測(cè)試記錄如圖1。

測(cè)試按現(xiàn)行《水電水利工程物探規(guī)程》（DL/T5010—2005）、《城市工程地球物理探測(cè)規(guī)范》CJJ7—2007標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，儀器參數(shù)設(shè)置如下：增益：0～66db；采樣點(diǎn)數(shù)：2048點(diǎn)；發(fā)射速率：主要為50脈沖/秒；時(shí)間窗口：500ns；濾波系統(tǒng)：20MHz～200MHz。

2.3地質(zhì)雷達(dá)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用

2.3.1地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用范圍

2.3.1.1在地裂縫調(diào)查中的應(yīng)用。地裂縫是一種常見(jiàn)且比較嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，地下水過(guò)量超采、地面不均勻沉降、斷裂活動(dòng)、砂土液化以及地震活動(dòng)等均可引起地裂縫。由于地裂縫在地表斷續(xù)出露，剛出現(xiàn)時(shí)規(guī)模較小，甚至寬僅數(shù)mm，不易引起人們的注意。由于其規(guī)模較小，以往常用的超聲波法很難探測(cè)其橫向及縱向的延伸變化情況，而使用地質(zhì)雷達(dá)則可有效地解決這些問(wèn)題。

2.3.1.2在巖溶塌陷調(diào)查中的應(yīng)用。在隱伏基巖為灰?guī)r及白云巖等可溶性巖石的地區(qū)，巖溶塌陷是一種較為常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，由于地下水的溶蝕作用，基巖中出現(xiàn)溶洞，溶洞的擴(kuò)大可導(dǎo)致其上部覆蓋層中形成土洞而造成塌陷。由于這一切均發(fā)生在地下，隱蔽性較強(qiáng)，不易引起人們重視，隱患也就更大。在這方面的調(diào)查中，地質(zhì)雷達(dá)具有較大的優(yōu)勢(shì)。

2.3.1.3在滑坡調(diào)查中的應(yīng)用。在斜坡地貌發(fā)育的地區(qū)，滑坡是一種較為常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，地表流水的侵蝕、地下水的潛蝕和溶蝕以及工程荷載和地震作用等都可能引發(fā)滑坡?；麦w下滑時(shí)與母體之間的分界面稱滑坡面。在工程方面，為了對(duì)滑坡災(zāi)害采取有效的防治措施，首先必須要找出滑坡面。一般采用的是電測(cè)法及地震勘測(cè)法，但這兩種方法的花費(fèi)較高，且受地質(zhì)因素的干擾較大，遠(yuǎn)不及地質(zhì)雷達(dá)快速、高效和經(jīng)濟(jì)。

2.3.1.4在活動(dòng)斷裂調(diào)查中的應(yīng)用。活動(dòng)斷裂作為一種巨大的災(zāi)害隱患已引起人們的注意和重視，它可以誘發(fā)地震、地裂縫以及地面沉降等多種地質(zhì)災(zāi)害，危害極大，如果能準(zhǔn)確地確定出活動(dòng)斷裂的位置，從而在以后的工程建設(shè)中避開(kāi)或采取有效的防護(hù)措施，可以最大限度地減少損失。在活動(dòng)斷裂的調(diào)查方面，快速、高效、經(jīng)濟(jì)的地質(zhì)雷達(dá)已逐漸取代了鉆探及變形監(jiān)測(cè)等傳統(tǒng)方法。

2.3.2探測(cè)結(jié)果

本次測(cè)試共計(jì)14條測(cè)線，長(zhǎng)1479m。各測(cè)線所得雷達(dá)測(cè)試圖像清晰，滿足預(yù)期探測(cè)要求。本文對(duì)其中3條測(cè)線進(jìn)行了分析闡述。

2.3.2.1測(cè)線1。測(cè)線長(zhǎng)145m，覆蓋層厚度為1.2～2.5m之間。詳細(xì)探測(cè)結(jié)論見(jiàn)表1與圖2。

3.結(jié)束語(yǔ)

探地雷達(dá)作為一種快速、高效和經(jīng)濟(jì)的高新探測(cè)技術(shù)，在工程建設(shè)、地災(zāi)防治以及其它領(lǐng)域的作用日益顯著，尤其在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查方面，探地雷達(dá)以其無(wú)損、快速、準(zhǔn)確的工作特點(diǎn)，正逐漸取代鉆探、電法及超聲波等傳統(tǒng)方法，隨著對(duì)電磁波研究的日益深入，其應(yīng)用前景將日益寬廣。

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