温纳低压顺序阀(「收藏」滑坡常用勘查技术方法大全)

本文选自《滑坡防治技术指南》一书

目前滑坡常用的勘查技术方法主要包括工程地质测绘、勘探（钻探、山地工程、物探）、取样和试验、监测等。滑坡勘查应根据需要查明的问题的性质和要求，选择适当的勘查技术方法。

滑坡地质灾害

5.1 工程地质测绘

工程地质测绘是钻探、山地工程、物探等滑坡勘探工作的基础，在诸项勘查方法中最先开展，是滑坡初步勘查阶段和详细勘查阶段的重要技术手段，相关要求如下。

1）滑坡工程地质测绘应在充分利用遥感解译成果和已有的区域地质资料基础上进行，测绘的范围应包括滑坡地段及其邻区，后部应包括滑坡后壁以上一定范围的稳定斜坡或汇水洼地，前部应包括剪出口以下的稳定地段，两侧应到达滑体以外一定距离或邻近沟谷，涉水滑坡尚应到河（库）水面或对岸，一般控制在滑坡边界外50~100m。同时，应包含可能造成危害及派生灾害成灾的范围。

在某些情况下，纵向拓宽至坡顶、谷肩、谷底、岩性或坡度等重要变化处，横向应包括地下水露头及重要的地质构造等。

2）滑坡勘查的不同阶段，对工程地质测绘的比例尺与精度要求不同，相关的技术要求也不同，各阶段具体技术要求见本指南第四章的介绍。

3）工程地质测绘方法采用全面查勘法，对于重要的地质现象如边界、裂缝、软夹层、剪出口，应进行追索。

4）在被覆盖或现象不明显地段，应有人工揭露点，以保证测绘精度和查明主要工程地质问题。

5.2 勘探

滑坡勘探技术方法主要包括钻探、山地工程（井探、槽探、硐探）及物探。勘探是滑坡勘查工作中的重要组成部分，应根据滑坡区地质条件的复杂程度决定投入工作量及工作方法。滑坡勘探主要任务是查明滑坡体的范围、厚度、物质组成、滑动面（带）的个数、形状及各滑动带的物质组成；基本查明滑坡体内地下水含水层的个数、分布、来源、动态及各含水层的水力联系。

5.2.1 钻探

钻探用于了解地质灾害体内部组成与结构，包括岩土组成、滑面（带）的情况、崩塌危岩控制性结构面的情况及地下水状态，观测深部位移，采集各类岩土样品。通过钻孔采集的岩心，结合钻探施工中钻速、空钻、卡钻、冲洗液漏失等现象，可判断滑坡体结构及赋存于滑坡体内的地下水含水层位置、埋深等。利用钻孔还可以进行抽水试验、注水试验、物探测井等，测定地下水水位、涌水量等水文地质参数，采取水样进行水质分析等水文地质工作。滑坡勘查钻孔后续还可用于对滑坡深部位移和地下水进行长期监测。

钻探是滑坡勘探工作最重要、最常用的技术手段，应根据滑坡区地质条件的复杂程度及勘查阶段技术要求，决定投入的工作量。

5.2.1.1　钻探技术方法的选择

1）要尽量选择对滑坡地层扰动小的钻探方法，以提高岩心采取率。

2）滑体内地下水位以上的黏性土、粉土、人工填土和不易塌孔的砂土应采取干法钻进。

3）滑体内地下水位以下的岩土层，以及在滑带及其上下5m范围内应采取对滑坡岩土扰动小的钻进方法钻进，如双管单动、双管双动、无泵反循环等钻进方法。

5.2.1.2　滑坡钻探新技术———空气潜孔锤跟管取心钻进技术

针对第四系堆积层、破碎岩层以及滑坡地层等复杂地层钻探岩心采取率低，钻探效率低，钻进液漏失影响地层稳定性等技术难题，中国地质科学院探矿工艺研究所采用空气钻进原理，将工程钻探领域的潜孔锤跟管钻进技术和岩心钻探领域的取心钻进技术进行结合，通过优化设计，形成一种钻进速度快、取心质量好、对地层稳定性无影响的钻探新技术———空气潜孔锤跟管取心钻进技术，

并研发了GGQX系列潜孔锤跟管取心钻具等核心技术产品，形成了GGQX－168、GGQX－146、GGQX－127三种产品规格。空气潜孔锤取心跟管钻进技术的技术特点如下:

1. 具有潜孔锤随钻跟管护壁效果好和钻进速度快的优势，机械钻速一般3m/h左右，是常规岩心钻探方法的2~3倍。
2. 岩心采取率高（≥90％），质量好（岩心层次清晰、无串层、无污染）。
3. 采用空气（干钻）钻进，冲洗介质对滑坡稳定性无影响。
4. 滑坡防治工程的常用设备（全液压锚固钻机、中风压空压机等）一般能够满足使用条件。

（1）潜孔锤跟管取心钻具

A.钻具结构

如图5.1所示，钻具主要由气动冲击器（潜孔锤）、中心取心钻具、套管靴总成三部件组成。前两者连接为一体，为可随钻杆升降（为了采取岩心）的部分。后者与套管柱连接，始终留在孔内保护孔壁。

图5.1　潜孔锤跟管取心钻具

B.钻具特点

• 钻具采用同步、同心跟管钻进原理，随钻跟进的套管及时隔离孔壁，创造了良好的取心钻进条件。
• 采用中心钻头（唇面）超前套管钻头的阶梯钻进原理，同时将高压气流通道与低压通道分开，使高压气流直接从高压排气孔排除，避免高压气流冲刷孔底岩心；采用强制性挤压岩心进入岩心管，能够取得高质量的岩心。
• 具有潜孔锤跟管钻进速度快和护壁效果好的优势，又具有采集高质量岩心的能力。
• 钻具结构简单，操作简便，具有较好的实用性。

C.钻具规格、主要技术参数

钻具规格及其主要技术参数见表5.1。

表5.1 空气潜孔锤跟管取心钻具主要技术参数

表5.1 空气潜孔锤跟管取心钻具主要技术参数

（2）配套潜孔锤取心钻具

由于潜孔锤跟管取心钻具的钻进孔深能力一般不超过40m，为了解决孔深大于40m钻孔的钻探要求，同时为了处理潜孔锤跟管取心钻具钻进中可能出现的岩心脱落、大量钻屑沉淀等钻进故障，为跟管取心钻具配套了相应的潜孔锤取心钻具。

A.钻具结构

如图5.2所示，潜孔锤取心钻具属于双动双管取心钻具结构类型；主要由上接头1、防扭紧垫圈2和8、O形密封圈3和11、销钉4、内管接头5、外管6、内管7、取心钻头9、内管短节10组成。上接头1直接与空气冲击器连接。

图5.2 潜孔锤取心钻具结构示意图

与潜孔锤跟管取心钻具对应，潜孔锤取心钻具有三种规格，其中，Φ127钻具与GGQX－168钻具配套；Φ108钻具与GGQX－146钻具配套；Φ89钻具与GGQX－127钻具配套。钻具规格及其主要技术参数见表5.1。

B.用途

1. 直接用于裸孔取心钻进:在滑坡勘查中，在孔深大于40m的钻孔中，先采用潜孔锤取心跟管钻进钻至孔深40m左右，然后换相配套的潜孔锤取心钻具钻进，直至终孔；在比较稳定的地层中，可直接采用潜孔锤取心钻具钻进，以大幅度提高效率和降低成本。
2. 作为处理孔内故障的专用钻具:在取心跟管钻进时，难免因操作失误导致岩心掉入孔底（残留岩心），或孔内掉入异物，或孔底积砂、大量钻屑沉淀等，均可采用潜孔锤取心钻具进行扫孔处理。

（3）空气潜孔锤跟管取心钻进技术应用情况简介

潜孔锤跟管取心钻进技术先后在西藏昌都县加林村滑坡、昌都镇夏通街滑坡、大渡河泸定桥电站、日喀则南郊水厂、绵广路K284＋798~K284＋854段边坡防治等勘查工程中试验和应用，取得了良好的取心跟管钻进技术效果，跟管钻进孔深20~37m，岩心采取率≥90％，钻速≥2.5m/m，钻探综合效率比常规方法提高100％以上。图5.3是潜孔锤跟管取心钻进采取的滑带岩心，图5.4是在河床堆积地层采取的岩心。

图5.3　潜孔锤跟管取心钻进采取的滑带岩心

图5.4　潜孔锤跟管取心钻进采取的河床堆积层岩心

5.2.2　山地工程

山地工程包括槽探、井探、硐探等，各类山地工程的用途及使用条件见表5.2，可根据滑坡地质条件及勘查阶段技术要求选用。

表5.2 滑坡勘查山地工程适宜性简表

（1）槽探

槽探是简易浅层开挖工程，开挖深度一般不超过5m，可采用简单挖掘工具，根据岩土体类型及探槽深度，参照边坡坡率法开挖规定进行放坡开挖。软弱地层及探槽较深时，应做好木板加钢管支撑等临时防护措施。

勘查结束后不再利用的槽探，应回填处理，恢复原地面。

（2）井探

用于滑坡勘查的探井施工深度可达20m，主要用于查明中型以上、滑面较深的复杂滑坡的结构，采集滑带土原状土样，及进行井内现场大型剪切试验。

井探一般采用竖井，因施工开挖土石方工程量较大，需要专业开挖、渣土提升等机具设备，对施工安全要求高，需对井壁进行专门支护。

开挖形成的竖井可作为后续滑坡治理排水工程的集水井、水文地质动态变化的监测井等加以利用。不利用的探井一般应回填处理，恢复原地面。

（3）硐探

硐探是用于查明深厚滑坡体或复杂滑坡体采用的大型勘探工程之一，硐探一般为水平隧洞工程。

洞口主要选择在滑坡前缘或后缘，水平隧洞穿至滑床附近或滑床下一定深度。主要用于查明复杂滑坡体的结构、特别是探明滑动带（或软弱结构面）的位置，采集滑带土原状土样进行洞内现场大型剪切试验。硐探洞身断面多采用城门拱形洞，一般洞高1.8m，宽1.5m。硐探施工开挖土石方工程量较大，需要专业隧道施工队伍，采用钻爆开挖、渣土转运等机具设备，对施工安全要求高，需对进行洞顶洞壁进行专门支护。洞口需要作导洞、洞顶边坡需作防护。

开挖形成的隧洞，一般作为后续滑坡治理工程的排水隧洞加以利用。

5.2.3　物探

滑坡物探的主要任务是圈定滑坡体的空间分布界线，探测滑坡区的含水状况，探测结构面和滑动面的数量、深度及形态变化等，以及探测滑坡体的地层结构、隐伏边界及隐伏地质体等。

（1）滑坡勘查常用物探方法

滑坡勘查常用的物探方法及其应用条件、技术经济特点如表5.3所示。

表5.3　滑坡物探方法的适宜性简表

表5.3　滑坡物探方法的适宜性简表

表5.3　滑坡物探方法的适宜性简表

表5.3　滑坡物探方法的适宜性简表

（2）滑坡物探方法的选择原则

为充分发挥地球物理勘查技术方法在地质灾害勘查中的作用，在具体的方法、手段选用时应考虑如下选择原则。

1. 充分收集分析工作区已有地质、工程地质、水文地质、物探成果资料及水文、气象等相关资料。根据工作区地质环境、灾害种类选择相应技术方法。
2. 地质和物探技术人员共同赴工作区现场踏勘，根据工作区现场条件，结合各种物探工作方法的原理、适用范围、适宜的工作环境与须尽力避免的制约、不利因素，因地制宜分析选择。
3. 勘查总工作量许可的前提下，尽可能选用多种方法、手段，发挥各自特长，互相验证、补充；并做到地面与深部（井、孔、硐内）物探工作搭配适当。

（3）滑坡物探方法优化组合

根据《滑坡防治工程勘查规范》（GB/T32864—2016），推荐的滑坡物探方法优化组合方法见表5.4所示。

表5.4　滑坡物探方法优化组合表

注:∗ 可用方法;∗∗ 常用方法;∗∗∗ 优选方法.

5.3　取样和试验

在滑坡勘查过程中，应系统地采取岩石、土体、地下水等样品进行分析鉴定，以获得必要的参数。

试验工作主要包括现场试验和室内实验，一般配合开展，测试内容以满足滑坡体稳定性评价及治理工程设计需要为目的。试验对象应包括滑体、滑带、滑床岩土体和地下水；主要试验内容包括物理性质、力学性质及地下水成分与侵蚀性，岩土化学成分、矿物成分、微观结构等分析，根据具体需要进行。

（1）水文地质原位试验

水文地质原位试验的目的主要是了解滑坡含水层状态、土层渗透系数。试验方法包括钻孔注水试验、钻孔抽水试验、试坑注水试验。滑坡体存在地下水时，应进行抽水试验，滑坡体内地下水量较小时，可采用简易抽水试验（提筒抽水）；滑坡体内地下水量较大时，应进行一次最大降深抽水试验，其稳定时间应为4~8h；当滑坡体具多个含水层时应进行分层抽水试验。当滑坡体处在地下水位以上时，宜采用注水试验，当在垂向上岩（土）体组成与结构（透水性）差异较大时，宜进行分层注水试验。

（2）岩土现场试验

岩土现场试验包括对滑带土进行原位大面积直剪试验，对滑带土、滑体土进行大体积重度试验。剪切试验前应对试件的饱水状态及物质组成等特征进行描述；试验结束后，应对剪切面特征进行描述，量测其剪切角和实际剪切面积，并修正剪切结果。大体积重度宜采用容积法，试坑体积应根据土的成分、粒径确定，体积可通过注水测量。

（3）岩土室内试验

岩土室内试验应符合《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266—2013）、《土工试验方法标准》（GB/T50123—1999）的规定。对于不存在滑动面的潜在滑动带的土体宜进行室内三轴压缩试验。当不具备试验条件而又需要提供有效应力强度指标时，可采用慢剪试验。岩土分析室内试验内容参照表5.5。

表5.5　岩土物理力学性质室内试验项目一览表

注:√表示应做的试验，○表示根据需要做的试验；水质分析根据需要确定；室内试验岩土样采取，按JGJ/89—92《原状样取样技术标准》。

5.4　监测

滑坡动态观测与监测包括位移长期观测和滑坡体中地下水观测两个方面。观测和监测的目的是为了分析滑坡的形成机理、活动状态及其发展趋势。对于有些滑坡，特别是顺层滑坡，监测数据还有助于分析滑动面的空间展布特征。通过观测和监测，可以掌握滑坡的移动过程，确定滑坡达到最大移动速度的时刻和滑坡体的状态，从而分析预报滑坡体的未来发展趋势。滑坡监测内容主要包括地表变形监测、裂缝监测、建筑物变形监测、滑动面位移监测、地下水位监测、土体含水量检测等；

布置平硐和竖井进行勘查的，宜进行硐（井）口位移、硐（井）内滑带位移、裂缝收敛变化、位移错动等内容的监测。

具体的滑坡监测技术方法及选用方法见本指南第六篇。

5.5　勘查技术方法应用案例

勘查技术方法应根据滑坡的地质环境条件、勘查阶段技术要求及勘查施工条件，进行合理选择，以查清滑坡的类型、结构、范围、形态等特征，并获取合理的物理力学参数，下面以四川丹巴建设街滑坡勘查为例介绍各种勘查技术方法的实际应用情况。

四川丹巴建设街滑坡位于丹巴县城西南侧，为一古滑坡。2003年以来，滑坡逐渐开始复活，到2004年12月变形加剧，必须进行工程治理，为此开展了滑坡勘查工作。该滑坡为一大型堆积层滑坡，滑坡区主要由松散的古滑坡堆积物构成。滑坡体平面上呈圈椅状，高程1881~2110m，前后缘高差223m，滑坡前缘直抵丹巴县城建设街。滑体宽200~250m，纵长290m，面积约0.08km²，平均厚度约30m，体积约2200×10⁴m³。滑坡前部为人工开挖后所砌筑的6~28m高的干砌块石护坡陡坎，坡度56°~65°。中部平均坡度31°，后部为缓坡段，坡度约10°。

根据滑坡体变形发展过程、成因机制及滑移特征，将滑坡区划分为主滑区（包括Ⅰ－1和Ⅰ－2两个亚区）、左后侧牵引区（Ⅱ）、右后侧牵引区（Ⅲ）3个区域（图5.5和图5.6）。

图5.5 四川丹巴建设街后山滑坡

图5.6 四川丹巴建设街后山滑坡平面图

根据滑坡的地质环境条件，在实测1：500地形图的基础上，采用了工程地质测绘、物探、钻探、槽探、现场与室内试验、滑坡动态监测等技术方法进行综合勘查。各勘查技术方法应用情况如下。

（1）工程地质测绘

开展了滑坡区及外围一定范围斜坡地段的工程地质测绘，面积0.342km²。通过工程地质测绘，查明了滑坡的外部形态、滑坡要素及变形活动特征，为物探、钻探槽探及监测等工作部署确定了依据。

（2）物探

根据建设街滑坡的堆积层滑坡性质，及地势较高陡，钻探、山地工程等重型勘探工作实施难度较大的情况，在勘探技术方法上加强了物探方法的应用。

物探工作采用高密度电法和电测深法。布置15条（比例尺1：500）共4.9km和3条（比例尺1：200）共3.5km物探剖面，设高密度电法测点970个，电测深测点18个。

高密度电法选用温纳装置，电极间距为5m。电极数为60个，供电电压为180V。电测深采用对称四极装置，AB/2最小为1.4m，最大为115m，MN/2为1m，供电电压为180V。

通过物探工作，结合钻探及工程地质测绘等工作，基本查明了滑坡区滑体的厚度及下伏基岩的起伏和埋深。

（3）钻探

根据滑坡的圈椅状地貌特点及裂缝分布情况，沿主滑方向布设1条纵向主勘探线、2条辅助勘探线，横向布设1条主勘探线、2条辅助勘探线。在勘探线交点等部位共布设7个钻孔，总进尺318m，平均孔深45m。后期根据治理工程的需要，又布设了7个补充勘探钻孔。主勘探剖面如图5.7所示。

图5.7 四川丹巴建设街后山滑坡纵剖面示意图

钻探采用全孔取心，覆盖层采用植物胶护孔或跟管钻进工艺，滑坡体岩心采取率达到80％以上。

钻探查明了滑坡体的厚度、滑动面位置及形态、地下水埋深以及滑动面下伏岩土体性质，为滑坡稳定性计算和判断其发展趋势提供了基础地质资料。

（4）山地工程

山地工程采用了槽探，在滑坡后缘裂缝处等位置设置了4个探槽，以了解不同岩土体接触关系及拉裂缝情况，并进行取样试验。

（5）现场与室内试验

土样:滑坡体主要由块石土组成，土样获取难度大，仅在ZK4钻孔中取土样1组，进行了室内常规试验。结合滑体上不同位置的探槽开挖工作，完成了6组大重度试验。

岩样:分别在各钻孔中取样进行了室内试验，共8组，为滑坡治理设计取得了岩石的物理力学资料。

（6）滑坡动态监测

为了全面掌握滑坡变形活动情况，自2005年1月21日起，根据滑坡活动状况，逐步在滑坡体上布设了总计46个专业监测点（全站仪监测）和26个人工简易监测点，并派专人对坡体各种变形破坏迹象进行人工巡视。同时，利用滑坡主勘探线上的钻孔布置了3个深部位移监测孔，采用钻孔倾斜仪对滑坡的深部位移进行实时监测。丰富的地表和深部位移监测信息，为滑坡稳定性分析和治理工程信息化设计和施工提供了重要依据。

本文选自《滑坡防治技术指南》（殷跃平等著,地质出版社,2018）

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