摘要：金属矿山边坡治理是矿山治理的重要环节，物探勘查可以为边坡治理提供重要依据。金属矿山边坡受含矿地层以及其他因素影响，物性条件复杂，使得单一的物探勘查方法无法进行准确有效勘查，文章以安徽省铜陵市某矿山边坡勘查为例，通过矿区地质背景，已有滑坡点分析，确定合理的物探方法对该区域进行物探工作，探讨金属矿山边坡物探勘查思路。

　　关键词：金属矿山,边坡,滑坡,物探方法研究

　　滑坡灾害是指斜坡上的土体或岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面，整体沿着分散地向下滑动的自然现象。滑坡发育分布规律主要受地形地貌、地层岩性、地质构造等条件控制，而降雨则是滑坡发生和加剧的诱发因素。铜陵市某矿业有限公司厂区道路存在一处边坡，边坡长约100m，最大高差为8m~9m，斜坡下设有2m~5m高浆砌石挡墙。经调查发现，该厂区道路边坡所处的斜坡堆土严重，如遇到强降雨，极易引发滑坡地质灾害，威胁私营工业园内铜陵市宏运达沙发厂、润田制衣职工宿舍和厂房的安全，为此需尽快对此处滑坡区域进行治理。

　　治理前需利用物探手段对滑坡进行勘查，查明滑坡的规模、滑体厚度、滑面位置形态、区富水区域及分布特征，查明这一滑坡发生的重要诱发因素。通过对该区的勘查，检测区域内是否存在断层、滑坡侧界及低阻含水带，为评价滑坡在各种工况条件下的稳定性，提出经济、合理、切实有效的防治建议措施。

　　1地质概况及地球物理特征分析

　　1.1地形地貌

　　该矿业厂区道路边坡原始地貌为山前坡地，后经矿山尾渣、碎石、黏土等堆积，形成边坡。坡长200m，一级坡高最大为8.5m，坡顶高程点最大为+80.2m，坡地高程为+71.5m。二级坡高最大为2.5m，坡顶高程最大为86.5m，坡底高程为79.5m。边坡坡度为18°~26°。边坡下方，地势平坦，地面标高为65.78m～65.86m。坡顶为一条路宽约3.8m碎石路。

　　1.2地质构造

　　铜陵地区大地构造单元属扬子准地台、下扬子台坳,沿江拱断褶带，安庆凹断褶束中的铜陵复式褶皱。其北东为繁昌断陷盆地，南东为宣广断陷盆地，西为沿江断陷盆地，故此作隆起状，近似为一复背斜式的构造单元。区内出露地层有二叠系下统栖霞组—三叠系下统殷坑组各组及第四系。项目区主体构造为铜官山背斜，为一单斜构造。铜官山背斜全长约17km，为一短轴不对称倾伏背斜，轴面呈“S”型扭曲。枢纽呈波状起伏，背斜轴线总的走向为45°,在本区为55°。背斜的核部为志留系，向两翼依次出露泥盆系上统—三叠系下统各组地层，本区地层倾向北西，倾角约65°。区内断裂构造不甚发育，规模较大的仅F8一条，该断层分布于笔山—罗家村—白家山一线，全长约3.5km，走向45°~55°,断层面倾向北西，倾角65°。该断层发育于栖霞组—殷坑组之间，区内发育于大隆组与殷坑组之间，为一纵向穿层逆断层

　　1.3地球物理特征

　　通常滑坡的产生和发展与地下水活动及降雨、地表水下渗等关系最为密切。地下水对滑坡的作用主要表现为增加滑坡体的容重，降低滑坡体中滑动带的抗剪强度等。由于水的作用，滑坡体内的岩石物性与未被破坏前的岩石不同。地下水的埋深及其运动特征对所有类型的滑坡都有较大影响，这类地下水指的是土壤水、层间水及尖灭于斜坡的裂隙水。地球物理勘探的任务是研究滑坡形成的重要因素—地下水的作用，即确定地下水的埋深、产状和划分稳定、不稳定的隔水层。地下水的活动是产生滑坡的诱发因素。当降水渗入土层或岩层时，在浮土与基岩界面或岩石中间的界面上，往往形成一种易于滑动的泥化层，日积月累，特别是在大雨后就容易形成滑坡。

　　由于水的导电性较强，而围岩电阻率都较高，运用电阻率法能很轻松地找到地下电阻率的分界面。通常情况下，低电阻率异常体代表着含水层的存在，而高阻体则表示该区域由于岩石孔隙度很小，含水量少。因此，通过这种地电性质，可以利用电阻率方法来找到富水区域或岩性分界面。同时滑动面为软弱层，表现在剪切波速上为相对低速，故目标滑动面为低阻低速带，这一特性构成了本次厂区道路边坡滑坡工程物探的地球物理前提。

　　2物探方法的实际运用及成果

　　2.1 1~3剖面物探勘探成果解释推断

　　1~3剖面位于勘探剖面西侧，垂直边坡，受两侧建筑影响，沿剖面方向布置面波1线~3线，边坡走向布置的高密度1线~3线以及面波7线穿过剖面，各方法勘查成果对应较好。面波勘探1线：该剖面包含15个勘查点，点距2m，剖面长度为28m，检波器道数为16道，道间距1m。从面波反演成果图来看浅部Vs呈低值反映，随着深度增加，Vs呈高值反映，整个断面的层位清晰，反映出了测区内地层的整体变化特点。

　　反演剖面在浅部波速值变化较大，反映了表层填土的不均匀性，4m~6m深度范围内，v<300m/s，解释为软弱土层的反映，对比钻孔资料，该工区滑动面波速V<300m/s，紫色线条表示滑动面所在深度，剖面下部8m~10m范围内Vs&gt;420m/s波速较大，推测为基岩反应；其中，12m~20m基岩面起伏较大。面波勘探2线：该剖面包含10个勘查点，点距2m，剖面长度为18m，检波器道数为16道，道间距1m。从面波反演成果图来看浅部Vs呈低值反映，随着深度增加，Vs呈高值反映,整个断面的层位清晰，反映出了测区内地层的整体变化特点。

　　反演剖面在浅部波速值变化较大，反映了表层填土的不均匀性，2m~6m深度范围内，V<300m/s，解释为软弱土层的反映，紫色线条表示滑动面所在深度，剖面下部8m~10m范围内Vs&gt;420m/s，波速较大且相对完整，推测为基岩反应。面波勘探3线：该剖面包含9个勘查点，点距2m，剖面长度为16m，检波器道数为16道，道间距1m。从面波反演成果图来看浅部Vs呈低值反映，随着深度增加，Vs呈高值反映,整个断面的层位清晰，反映出了测区内地层的整体变化特点。

　　反演剖面在浅部波速值变化较大，反映了表层填土的不均匀性，2m~5m深度范围内，V<300m/s，解释为软弱土层的反映，紫色线条表示滑动面所在深度，剖面下部0~10m范围内Vs&gt;420m/s波速较大且相对完整，推测为基岩反应。1~3线剖面位于西侧勘查区边坡上，
       3条剖面平行布置，从面波勘探反演断面图上分析：物性层位清晰，对边坡内部情况及滑坡发育情况有很好的反映。基岩面起伏较大。2.2 4~6剖面物探勘探成果解释推断4~6剖面位于勘探剖面东侧，垂直边坡，沿剖面方向布置面波4~6线以及高密度4~6线，边坡走向布置的高密度7线、8线穿过剖面，各方法勘查成果对应较好。

　　4剖面勘查成果：该剖面包含面波4线（19个点，剖面长度36m）以及高密度4线（剖面长度40m）。从反演成果图来看面波勘探浅部Vs呈低值反映，随着深度增加，Vs呈高值反映,高密度电法浅部电阻率变化较大，下部则表现出一定规律，整个断面层位清晰，反映出了测区内地层的整体变化特点。

　　反演剖面在浅部波速值以及电阻率值变化较大，反映了表层填土的不均匀性，0~4m深度范围内，Vs&lt;300m/s、ρ<50Ω·m，推测为软弱土层的反映，紫色线条表示滑动面所在深度，剖面下部5m~7m范围内Vs&gt;420m/s，ρs&gt;100Ω·m，波速较大电阻率较高，推测为基岩反应。两种方法对应较好，基岩面有一定起伏，综合两种方法来看，推测坡顶无软弱滑动层。

　　5剖面勘查成果：该剖面包含面波5线（24个点，剖面长度46m）以及高密度5线（剖面长度45m）。从反演成果图来看面波勘探浅部Vs呈低值反映，随着深度增加，Vs呈高值反映,高密度电法浅部电阻率变化较大，下部则表现出一定规律，整个断面层位清晰，反映出了测区内地层的整体变化特点。

　　反演剖面在浅部波速值以及电阻率值变化较大，反映了表层填土的不均匀性，0~4m深度范围内，V<300m/s、ρ<;50Ω·m，推测为软弱土层的反映，紫色线条表示滑动面所在深度，剖面下部5m~10m范围内V<420m/s，ρ>100Ω·m，波速较大电阻率较高，推测为基岩反应。两种方法对应较好，基岩面有一定起伏坡脚基岩埋深较深。综合两种方法来看，测线大号浅部电阻率、波速值相对较高推测坡顶无软弱滑动层。

　　6剖面勘查成果：该剖面包含面波6线（19个点，剖面长度36m）以及高密度6线（剖面长度60m）。从反演成果图来看面波勘探浅部Vs呈低值反映，随着深度增加，Vs呈高值反映,高密度电法浅部电阻率变化较大，下部则表现出一定规律，整个断面层位清晰，反映出了测区内地层的整体变化特点。

　　反演剖面在浅部波速值以及电阻率值变化较大，反映了表层填土的不均匀性，0~5m深度范围内，V<300m/s、

　　ρ<50Ω·m，推测为软弱土层的反映，紫色线条表示滑动面所在深度，剖面下部5m~10m范围内Vs&gt;420m/s，ρ>100m/s波速较大电阻率较高，推测为基岩反应，基岩面有一定起伏且坡脚基岩埋深较深。

　　2.3其他物探勘查成果解释推断

　　边坡两侧为建筑以及柏油马路，为了更详细了解边坡现状，除去垂直边坡的1~6剖面，还沿边坡布置了高密度1线～3线、7线、8线以及面波勘探7线，其中高密度1线~3线位于西侧边坡，三条测线平行，穿过1~3剖面，面波7线与高密度2线重合；高密度7线、8线位于东侧边坡，两条测线互相平行穿过4~6剖面。各方法勘查成果对应较好。

　　高密度电法1线~3线：测线位于西侧勘查区边坡上，3条剖面平行布置，反演断面图上分析：物性层位清晰，对边坡内部情况及滑坡发育情况有很好的反映。其中浅部电阻率变化较大，下部层位清晰，电阻率抬高，基岩相对完整。

　　反演剖面在浅部波速值以及电阻率值变化较大，反映了表层填土的不均匀性，1m~5m深度范围内，ρ>;50Ω·m，推测为软弱土层的反映，紫色线条表示滑动面所在深度，剖面下部8m~10m范围内ρs&gt;100Ω·m，波速较大电阻率较高，推测为基岩反应。面波7线：测线位于西侧勘查区边坡上，平行边坡布置，与高密度电法2线重合，包含52个勘查点，点距1m，剖面长度为51m，检波器道数为16道，道间距1m。浅部Vs呈低值反映，随着深度增加，Vs呈高值反映,整个断面的层位清晰，反映出了测区内地层的整体变化特点。反演剖面在浅部波速值变化较大，反映了表层填土的不均匀性，4m~6m深度范围内，Vs&lt;300m/s，解释为软弱土层的反映，紫色线条表示滑动面所在深度，剖面下部8m~10m范围内Vs&gt;420m/s波速较大，推测为基岩反应。高密度电法7线、8线：测线位于东侧勘查区边坡上，2条剖面平行布置，从高密度电法反演断面图上分析：物性层位清晰，对边坡内部情况及滑坡发育情况有很好的反映。其中浅部电阻率变化较大，下部层位清晰，电阻率抬高，基岩相对完整反演剖面在浅部波速值以及电阻率值变化较大，反映了表层填土的不均匀性，0~4m深度范围内，ρ>50Ω·m，推测为软弱土层的反映，紫色线条表示滑动面所在深度，剖面下部8m～10m范围内ρs&gt;100Ω·m，波速较大电阻率较高，推测为基岩反应。

　　高密度电法9线：本剖面布置于滑坡西北侧，全长均为87m，滑坡面长约30m。从图像分析：电阻率大致均匀分布，物性层位清晰，有一定规律，能够反映边坡内部情况及滑坡发育情况。阻值变化范围较大，除在测量段45m~51m及63m~66m地表向下5m的深度处有低阻地质体（电阻率在5Ω·Μ~20Ω·Μ),推测为岩溶发育引起的异常。0~30m测量段低阻地质体（电阻率在5Ω·Μ~30Ω·Μ),为土层松散含水所致。表层覆盖层碎石、和下伏风化基岩电阻率在100Ω·Μ~400Ω·Μ。

　　高密度电法10线：本剖面布置于滑坡中部，全长87m，滑坡面长约30m。从图像分析：电阻率分布规律明显，物性层位清晰，阻值变化范围较明显，能够反映边坡内部情况及滑坡发育情况。从高密度电法WN装置上看，在0~60m测量段上（电阻率在5Ω·Μ~20Ω·Μ),埋深在10m~15m的深度上有一明显的低阻层位，推测这层位为滑动面，在土层和强风化基岩接触面上。

　　高密度电法11线：本剖面布置于东滑坡东侧，全长87m，剖面2线，滑坡面长约30m。从图像分析：电阻率分布规律明显，物性层位清晰，阻值变化范围较明显，能够反映边坡内部情况及滑坡发育情况。覆盖层及强风化基岩阻值处于5Ω·Μ~30Ω·Μ之间，从高密度电法WN装置上看，在0~55m测量段上（电阻率在5Ω·Μ~20Ω·Μ),埋深在10m~15m的深度上有一明显的低阻层位，推测这层位为土层和强风化基岩接触面上。

　　通过多种方法的联合作用对滑坡分析可知，9线、10线、11线所穿过区域主要的地质条件在电阻率剖面图中均有较明显的反映。低阻与高阻分界明显，变化梯度大，可能是滑坡面的界面。在实测现场，我们可以观测到裂缝，这是形成该区域内低阻现象的主要原因。

　　高密度电法12线：从高密度电法反演断面图上分析：物性层位清晰，对边坡内部情况及滑坡发育情况有良好的反映。纵向上，电阻率基本保持在10Ω·Μ~200Ω·Μ的范围内，在0～-15m范围内出现了明显的低阻的层位，推测为含水层或者松散土层含水带。右侧的测量段（105m~120m）处，电阻率纵向上明显低阻段，即在105m~115m处存在断层F，明显错开基岩基底。

　　3结论

　　高密度电法以及面波勘探综合分析对测区内地层情况有一定了解，两种方法对应较好，物探成果与该区域地质资料以及钻孔揭露地层对应良好。金属矿山边坡条件复杂，综合物探方法利用不同的物性进行勘查，通过综合分析归纳总结，能较好的达到勘查目的。