在进行地质灾害勘查施工时
1. 地质灾害勘察
现在地质灾害防治已经进入实践阶段。这项工作怎么做?当前呈现的是百花齐放，百家争鸣的生动局面。现根据著者十余年来参与这方面工作的经验总结，粗浅地论述一下这个问题。地质灾害防治工作中最关键的一环就是地质灾害勘察。
1.地质科学实践领域
首先谈一下地质灾害防治在地质工作中的地位。1983年著者在河南省地质学会年会的学术会议上曾提出，地质科学有两大实践领域，第一个是找宝，这是地质科学从它的形成开始到今天一直进行的一项工作，包括固体矿产资源、液体矿产资源及气体矿产资源；第二个是防灾，防治多种形式的地质灾害包括三方面内容：①工程活动中诱发的地质灾害防治，工程建设中的设计就是防灾措施；②自然地质灾害防治，这方面内容很多；③环境破坏和恶化防治，这是一种慢性危害，但是它威胁着人类的生存，也需要进行防治。随着人类工程经济活动的发展，地质灾害发生愈来愈严重，具有成倍增长的趋势，认识这一点很重要，可以主动地进行防治，减少灾害造成的损失。著者在1989年曾经提出“减灾就是增产”，只搞有形的增产，不搞无形的防灾，有形的增产就被抵消了。所以说，防灾具有重大的经济效益，“减灾就是增产”。减灾事业，现在受到全世界的重视。
地质工程学原理
2.地质灾害的定义
什么是地质灾害?有这样那样的定义，其说不一。著者给的定义是：造成人类生命、财产损失的地质事件为地质灾害，其不造成人类生命财产损失的地质事件那只是地质作用，构不成地质灾害，自然地质作用它本身就在不断地发展着，造成人类生命、财产损失的地质事件才构成地质灾害。我们的任务就是通过我们的工作避免地质灾害的危害和将地质灾害造成的损失减少到最低限度。要做到这一点，我们首先要认识地质灾害，只有认识了地质灾害，才能防治地质灾害，也就是说只有认识世界，才能改造世界，才能进行地质灾害防治。地质灾害勘察就是为认识地质灾害工作的。不做这项工作，就去治理地质灾害，很可能无的放矢，事倍功半。
3.地质勘察类型及服务对象
为了认识地质灾害，我们已经开展了大量的地质灾害勘察工作，探讨了地质灾害的形成规律、机制、理论，为鉴别地质灾害提供理论依据。我们要充分利用已取得的基本理论和技术来鉴别是不是地质灾害、地质灾害形成过程、机制、危害及防治方案。我们怎样开展这一系列工作呢?主要的手段是进行地质灾害勘察。要认识地质灾害，必须进行地质灾害勘察，但是目前的地质灾害勘察报告是五花八门的，很多是不符合地质灾害勘察要求的。为了弄清地质灾害勘察概念，我们必须弄清地质勘察类型和内容，为了简明地阐述这个问题，归纳如表14-1。
表14-1 地质勘察类型及内容
表14-1所列的区域地质勘察又叫做区域地质普查，这项工作是探讨地质构造区域规律，为规划服务，为找矿规划也好，为工程建设规划也好，为国土整治规划也好，都必须在认识区域地质构造发育规律基础上来做；矿产资源勘察工作目标是为寻找某一种矿产资源，评价矿产资源赋存条件、储量及开采条件，它是为工业建设服务的；工程地质勘察是工程地质工作者最熟悉的一项工作，它的工作内容是勘察工程地质条件，特别是不良的工程地质条件，为工程建设规划、设计和施工服务，防止工程建设人工诱发地质灾害；最近提出来的地质灾害勘察是为地质灾害防治服务的。
4.地质灾害勘察的基本内容
地质灾害勘察的基本内容包括6种：
（1）调查地质灾害和孕灾体分布范围及规模；地质灾害已经发生了，它的分布范围和规模可以直接调查。对于已经有前兆，还没有发生的应该作出预测，如果发生时，它的影响范围和规模可能有多大为灾情评估和预测做准备。
（2）已产生的地质灾害灾情调查及将要产生的地质灾害灾情预测和评估；
（3）地质灾害产生原因、变形体或灾害体结构、运动机制、变形趋势预测（稳定性、影响范围）调查研究；
（4）工程治理可能性研究（外动力作用——可治；内动力作用——难治）。
地质工程学原理
著者看到有一些地质灾害勘察报告，特别是地质部门提供的地质灾害勘察报告，在灾情评估和预测问题上说不准，有的做得很大，有的做得很小，现在我们对变形体稳定性如何评价还有一些办法，但是将来它一旦成灾时的影响范围有多大，这个问题目前研究还不多，这就影响到灾情调查和预测，所以说灾害产生的规模和影响范围是地质灾害勘察中的重要内容之一，灾情调查和预测评估工作是地质灾害勘察与其他类型的地质勘察的主要区别之处，是地质灾害勘察的重要内容之一。没有灾情不好说该防治还是不该防治。灾情包括经济损失、社会影响及对环境的破坏，即常说的三大效益，灾情评估应该包括这三个方面内容，这是地质灾害勘察的独特的地方，一定要认真做好。
第三方面内容是孕灾条件、孕灾体特征、成灾原因分析、变形体或灾害体结构、运动机制、变形趋势预测（稳定性、影响范围）的研究。这是地质灾害勘察的核心工作，这对研究防灾方案来说是很重要的一环。有了这方面内容，我们才能进行工程治理可能性研究。工程治理可能性应该分别看待，比如说，外动力诱发的，包括人类活动和地质外营力诱发的地质灾害，工程可以治理；内动力造成的，比如断层活动，地震诱发的地质灾害，一般来说是很难治理的，有的是无法治理的，可以采取躲和抗的办法来防灾，如地震，躲，有时也没有办法躲，我们可采取抗震设防来防灾。外动力作用形成的地质灾害也不都是要治理或值得治理的，防灾方案有两种，一种是抗和躲，进行工程加固和居民点搬迁，这种情况一般是经济效益和社会效益都很低，治理投资很大还不如搬迁和适当地加固，如四川省云阳县东大井滑坡，灾情很严重，但是治理的效益很低，而且三峡水库建成2000年蓄水时，这个村子就要淹没，显然，治理是不合理的，还不如提前投资搬迁，这是合理的。搬迁、躲避和工程治理主要决定于防治效益。防治效益，前面已经提出过，包括经济效益、社会效益和环境效益。经济效益比较具体，好论证。社会效益比较复杂，牵扯到政治和文化，比如说，西藏有一个琼结县，正在受到泥石流的威胁，但是防治的经济效益不大，可是社会效益很大，藏族的很多名胜古迹在那儿，松赞干布和文成公主合葬的大墓也在那儿，社会效益很重要，这个点就必须防治。还有环境效益，也很重要，要综合判断来确定该不该治。
另外一项勘察内容是变形监测。著者多次谈到过这个问题，著者的意见是在地质灾害勘察伊始就要把这项工作做起来。地质灾害勘察工作至少需要一年时间，我们利用这一年时间进行变形监测、收集变形资料，对评价灾害体或变形体的活动性是非常宝贵的。著者遇到很多情况是，根据计算结果，它是稳定的，可是观测结果是裂缝还在发展。如链子崖危岩体的稳定性，有的计算得出的安全系数是3.7，有的计算得的安全系数是1.7，谁也没有计算出它不稳定，可是观测结果是变形继续在发展。原因在于你的计算模型和计算参数很难选准。计算结果只能做参考，那怎么办?我们要尊重监测结果。变形还在发展，说明它是不稳定的，这个结论是可靠的，这说明变形监测是很重要的。第二个变形监测的重要性是监测施工过程的安全性，防止施工过程中产生意外事故。第三个重要意义是检查治理效果。你说治理好了不行，要看治理的实际效果。效果检验不是一年半年就行的事，需要经过一段时间检查。比如说，豆芽棚滑坡经过治理后变形明显减小，但是还在微弱地活动，现在又在产生反弹，是否是变形就完了呢，还要继续进行观测。韩城电厂治理完工了以后，确实是不动了，后来又动了，这个问题应该引起重视，这是地质灾害勘察的基本内容。
下面再谈一下地质灾害勘察报告编写内容。1995年著者审查了6个地质灾害勘察报告，比较合乎要求的只有一个，原因是没有规范，著者认为地质灾害勘察报告基本内容还是可以提出来的，有下面几个部分：
第一部分：阐述地质灾害发生过程及历史，灾情调查及预测评估结果（直接的和间接的损失，经济、社会和环境损失和破坏）；
第二部分：阐述地质灾害形成的环境地质条件（气象、水文、地理地貌、地质等）；
第三部分：地质灾害区域特征、可能产生的地质灾害规模、孕灾体（变形体）结构、边界条件、物理力学参数，地质灾害成因、成灾因素、变形机制、稳定性分析、运动过程和影响范围预测；
第四部分：论述治理的必要性：根据治理的经济效益、社会效益、环境效益分析论证；论述治理的可能性；论证防灾方案；
第五部分：结论。
2. 地质灾害防治中的违法行为有哪些如何处罚
地质灾害防治是指对由于自然作用或人为因素诱发的对人民生命和财产安全造成危害的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质现象，通过有效的地质工程手段，改变这些地质灾害产生的过程，以达到减轻或防止灾害发生的目的。地质灾害防治工作实行预防为主、避让与治理相结合的方针，按照以防为主、防治结合、全面规划、综合治理的原则进行。县级以上人民政府地质矿产主管部门对本行政区域内的地质灾害实行统一监督管理。各级人民政府应当加强对地质灾害防治工作的领导，并将其纳入国民经济和社会发展规划。地质灾害防治的重点区域是城市、农村和其他人口集中居住区、大中型工矿企业所在地、重点工程设施、主要河流、交通干线、重点经济技术开发区、风景名胜区和自然保护区等。地质灾害防治中的违法行为主要有以下6个方面：
建设单位不履行地质灾害评估义务、不履行地质灾害治理工程施工义务等。依照《地质灾害防治条例》（国务院令第394号）第41条的规定，对上述违法行为，由县级以上地方人民政府国土资源行政主管部门责令限期改正；逾期不改正的，责令停止生产、施工或者使用，处10万元以上50万元以下的罚款；构成犯罪的，依法追究刑事责任。
单位或者个人对工程建设等人为活动引发的地质灾害不履行治理义务。依照《地质灾害防治条例》第42条的规定，对上述违法行为，由县级以上人民政府国土资源行政主管部门责令限期治理；处10万元以上50万元以下的罚款；赔偿对他人造成的损失。
在地质灾害危险区内爆破、削坡、进行工程建设等可能引发地质灾害的活动。依照《地质灾害防治条例》第43条的规定，对上述违法行为，由县级以上地方人民政府国土资源行政主管部门责令停止违法行为；对单位处5万元以上20万元以下的罚款，对个人处1万元以上5万元以下的罚款；赔偿对他人造成的损失。
在地质灾害勘查、评估、设计、施工和监理活动中弄虚作假。依照《地质灾害防治条例》第44条的规定，对上述违法行为，由县级以上人民政府国土资源行政主管部门或其他部门依据职责责令停止违法行为，对地质灾害危险性评估单位、地质灾害治理工程勘查、设计或者监理单位处合同约定的评估费、勘查费、设计费或者监理酬金1倍以上2倍以下的罚款，对地质灾害治理工程施工单位处工程价款2%以上4%以下的罚款，可以责令停业整顿，降低资质等级；有违法所得的，没收违法所得；情节严重的，吊销其资质证书；构成犯罪的，追究有关人员的刑事责任；赔偿对他人造成的损失。
伪造、变造、买卖地质灾害危险性评估资质证书，地质灾害勘查、设计、施工和监理资质证书。依照《地质灾害防治条例》第45条的规定，对上述违法行为，由省级以上人民政府国土资源行政主管部门收缴或者吊销其资质证书，没收违法所得，并处5万元以上10万元以下的罚款；构成犯罪的，依法追究有关人员的刑事责任。
侵占、损毁、损坏地质灾害监测设施或者地质灾害治理工程设施。依照《地质灾害防治条例》第46条的规定，对上述违法行为，由县级以上地方人民政府国土资源行政主管部门责令停止违法行为，限期恢复原状或者采取补救措施，可以处5万元以下的罚款；构成犯罪的，依法追究有关人员的刑事责任。
3. 地质灾害防治管理
地质灾害防治管理，是指地矿行政管理部门对地质灾害防治工作进行监督管理。各地区、各部门和各行业都有做好各自职责范围内的地质灾害防治工作的义务。地质灾害防治管理的基本内容主要包括以下几个方面：①编制并组织实施地质灾害防治规划、计划；②划定地质灾害危险区并对其监督管理；③管理建设项目地质灾害勘查、评价工作；④制定有关标准、规范；⑤组织开展地质灾害监测、预报；⑥负责地质灾害防治工程承担单位的资质管理；⑦进行地质灾害责任鉴定和纠纷调处。
（一）编制并组织实施地质灾害防治规划、计划
我国地质灾害分布广泛，灾情严重。地质灾害防治工作涉及很多方面，开展这一工作必须动员全社会的力量。为了避免工作重复、交叉和相互脱节，需要统一规划，分级、分部门实施。所以编制地质灾害防治规划是地质灾害防治管理的重要内容之一。编制地质灾害防治规划的主要任务是明确地质灾害防治的目标，各时期的工作重点，各地、各部门的职责，应该采取的主要措施和方法，一定时期内需重点发展的防灾技术手段等。
地质矿产部曾于1989年组织编制了《全国地质灾害防治工作规划纲要（1990～2000年）》，1990年，地矿部、国家计委、国家科委联合转发了这个纲要。1991年地矿部开始在全国范围内部署分省区的1:50万以地质灾害为主要内容的地质环境调查、区划工作。这一工作将于2000年基本结束。届时将重新组织编制《全国地质灾害防治工作规划》。各级人民政府地矿行政主管部门应组织开展地质环境及地质灾害调查，掌握地质灾害的发育、分布规律，圈定地质灾害多发区，查明危害严重的地质灾害点及其可能的危害程度、目前灾害体的稳定状况等。在此基础上，结合上一级的地质灾害防治规划，按各地质灾害点的危急程度、可能的危害大小，区分轻重缓急，编制地质灾害防治规划、计划。按照“自然形成的地质灾害，谁受益，谁出资，人为引起的地质灾害，谁诱发，谁治理”的原则将防治工作落实到各有关部门、单位或个人。地质灾害防治规划报同级人民政府批准（同时报上一级地矿行政主管部门备案），纳入当地社会经济发展计划，地矿行政主管部门负责规划的组织实施。对规划执行情况进行严格监督。
（二）划定、管理地质灾害危险区
将明显可能受地质灾害严重威胁的区域划定为地质灾害危险区，对危险区进行建设限制和人为活动限制并编制必要的防灾预案，是世界各国进行地质灾害防治管理的一项重要内容。
各级地矿行政主管部门应当根据调查，将明显可能受地质灾害严重威胁的区域划定为地质灾害危险区，经所在地区人民政府批准后向社会公布。地质灾害危险区划定、公布以后，地矿行政主管部门应该根据公布的危险区范围在周界上，特别是周界的道路旁设立明显的危险区标志，如桩、牌等。同时加强对地质灾害危险区的监督管理。
（1）在造成灾害威胁的地质灾害体未能得到有效治理，灾害威胁尚未解除前，危险区内禁止开展任何建设活动。若确需开展建设的，其建设方案中必须包括切实、有效的防灾措施并经地矿行政主管部门审查认为足以抵御地质灾害威胁，方可开展建设。这样做的主要目的是防止工程建筑遭到已有地质灾害的威胁。
（2）地质灾害危险区内禁止任何可能加剧、诱发地质灾害的活动。如在崩塌、滑坡危险区内进行削坡、填土、开挖水渠等活动都应禁止。在岩溶塌陷危险区不能超量开采地下水。
（3）责成危险区所在乡级人民政府编制地质灾害危险区防灾预案。防灾预案必须明确：灾害体动态监测机构和人员、防灾预警的判据、预警发布机构及负责人、预警信号、撤离路线等。
（4）责成有关部门、单位编制危险区地质灾害防治方案，经地矿行政主管部门审查批准后实施。地矿行政主管部门要对方案实施情况进行监督检查。
（三）建设项目地质灾害勘查、评价管理
由于建设工程选址不当和人类活动对地质环境的破坏，使崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等外动力地质现象，对人类生命财产造成危害而成为地质灾害。例如湖北省巴东县城新址曾几次出现滑坡，造成严重的经济损失和人员伤亡，主要原因就是县城搬迁选址时未进行地质灾害勘查，将新县城选在一古滑坡体分布区。1994年四川省武隆县由于小煤矿开挖崖脚引起鸡冠岭岩崩，造成乌江断流，经济损失高达8亿元。所以，必须在工程建设前进行地质灾害勘查评价，以防工程选址不当或工程活动诱发地质灾害。因此，建设项目地质灾害勘查、评价管理是地质灾害防治管理的核心内容。只要抓住这个环节就等于从灾害发生的“源头”上把住了关。实现真正的“以防为主”。
建设项目地质灾害勘查、评价管理包括以下几个方面的内容。
（1）评价单位的资质管理。即承担评价工作的单位必须具备地矿行政主管部门批准的地质灾害勘查评价资质。
（2）勘查、评价报告管理。没有经地矿行政主管部门批准同意的地质灾害勘查评价报告，不能作为建设依据，有关部门不得批准该建设项目。
（3）监督防治工程和实施。可能诱发地质灾害的工程建设项目中必须包括地质灾害防治工程和设施。而且地质灾害防治工程、设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时验收和使用。地矿行政主管部门要负责建设项目中地质灾害防治工程的验收工作。
（四）制定有关标准、规范
为了使地质灾害防治工作有章可循，严格监督管理，制定和颁布有关标准、规范是十分重要的。这些标准和规范主要包括：①地质灾害勘查技术标准；②地质灾害防治工程技术标准；③地质灾害灾情统计标准；④地质灾害防治效益评估标准；⑤建设项目地质灾害勘查、评价技术要求。
（五）组织开展地质灾害监测、预报工作
我国政府现有的财力不可能对所有地质灾害体都进行治理，对大部分地质灾害体，只能加强监测、预报，以避免因地质灾害造成人员伤亡，尽可能减轻经济损失。所以，地质灾害监测、预报工作尤为重要。各省（区、市）地矿行政主管部门应根据当地的实际情况，制定地质灾害监测、预报管理办法；根据地质灾害调查结果，确定各自的监测、预报重点。然后，根据灾害体所在的位置、威胁的对象，将灾害监测工作任务落实到具体的部门、单位。对危害很大，可能造成大量人员伤亡和财产损失的危害点，要由专业队伍进行监测；其他灾害点，由灾害点所在乡、镇设立地质灾害监测组，由乡镇负责，选派工作认真，有一定知识和专业技能的责任心强的村民为监测员，对每个监测员进行地质灾害防治知识培训，制定岗位责任制，在专业技术人员的指导下开展群众性简易监测。
鉴于地质条件本身的发展变化以及降雨、人类活动等影响，每年都会出现新的灾害和隐患，各级地矿行政主管部门应组织力量在每年汛前对地质灾害严重的地区进行调查，汛期加强监测，汛后进行复核，及时掌握灾害体的变化情况，提高预报的准确性、预防的实效性。
当发生重大地质灾害事件时，市（地）、县级地矿行政主管部门要在24小时内向省级地矿行政主管部门报告，特大地质灾害事件要同时报国务院地矿行政主管部门。发生地质灾害时，地矿行政主管部门应组织有关人员赴现场进行调查，了解灾害的形成原因、发展趋势，提出治理对策。
（六）审定地质灾害防治勘查、设计、施工、监理单位资质
地质灾害防治工程是一项不同于一般道路、桥梁及城市建设的特殊的地质工程。必须在充分掌握地质灾害的形成机制、发生发展规律的基础上实施治理工程才可能对症下药，取得有效的治理效果。所以，对承担地质灾害防治勘查、设计、施工、监理工作的单位的素质有特别的要求。国务院赋予地矿主管部门负责地质灾害勘查、设计、施工、监理单位资质管理的职能。地矿主管部门已颁布实施了《地质灾害勘查－设计单位资质管理办法》、《地质灾害防治工程施工监理单位资质管理办法》、《地质灾害防治工程施工监理办法》；目前，正在制订地质灾害防治工程施工单位资质管理办法。按现行管理程序，申请地质灾害防治工程承担单位甲、乙级资质的单位由其上级主管部门推荐，经所在省（区、市）人民政府地矿行政主管部门审核，报国务院地矿行政主管部门审批。申请丙级资质的单位由其上级主管部门推荐，经所在省（区、市）人民政府地矿行政主管部门审批，报国务院地矿行政主管部门备案。
国务院地矿行政主管部门对地质灾害防治工程承担单位资质实行年度审核制度；除对单位的资质管理以外，还负责地质灾害防治工程施工监理工程师的资质审批工作。各级地矿行政主管部门要加强地质灾害防治工程承担单位及监理工程师的资质管理工作，严禁任何单位承担与其资质不相适应的地质灾害防治工程，以保证工程质量，确保人民生命财产安全。
（七）地质灾害责任鉴定、纠纷调处
对地质灾害防治，实行“以防为主”的方针。自然作用形成的地质灾害实行“谁受益、谁出资”的原则，即受灾害威胁，开展防治工作后能受益的部门、单位和个人出资开展防治工作。对人为活动诱发的地质灾害则由责任者负责治理。由于地质灾害成因十分复杂，很多情况下，不易分清是自然成因还是人为诱发，实际上不少情况是两种因素的叠加作用。所以，在责任不清的情况下，各级地矿行政主管部门应根据各自权限进行地质灾害的责任鉴定。在充分调查、勘查的基础上，弄清灾害发生的真正原因，各种因素在灾害形成中所起的作用大小，进行灾害纠纷调处。
注释
4. 地质灾害防治的工作步骤
1.查明地质灾害的特征及致灾的地质环境条件
地质灾害防治工程不同于一般建筑工程，它是控制地质作用和改造地质体的特殊工程。工程措施的选择、工程布置、结构设计和施工要求等都要以地质灾害的发育情况及其防治要求为依据，所以必须做好勘查工作，准确查明地质灾害的特征及致灾的地质环境条件，包括致灾地质作用的性质、原因、变形机制、边界、规模、活动状态、稳定状况、危险程度，以及所处的地质环境条件（如岩土体特性、地下水及降雨情况、地震情况等），并预测评价可能造成的危害（包括可能受灾的人、物或设施的位置、数量、规模、价值及可迁移程度等）。
2.确定地质灾害防治目标
地质灾害防治目标包括形象目标和安全目标。形象目标是指防治对象的部位、范围；安全目标是指经过工程防治所应达到的安全标准。明确防治目标是地质灾害防治工作的重要环节。
确定防治对象的范围，一般应以致灾地质作用的活动单元为界，作整体考虑，不宜随便切割取舍。但在总体范围内，则应视地质灾害险情的轻重缓急划分出重点与一般，或主要与次要的不同部位，并加以区别对待。
对于防治工程应达到的安全标准，应根据所欲保护的受灾对象的重要性及可撤离程度，国家的财力水平和有关的工程规范合理确定。关键是适度，既不能标准过低、治而无效，又不能过分追求高标准，浪费国家资金。但对一个防治对象的不同部位或不同影响方面，也可以区别对待。
3.经多方案比选确定防治工程方案
对任何一处地质灾害的防治，为达到稳定变形地质体和控制致灾地质作用的目的，常有多种工程方案可供选用。工程方案的选择是否合理常常影响到防治工程的效益。因此，必须进行多方案的慎重比选，从中选出最好的方案。方案比选的依据是地质有效性、技术可行性和经济合理性。所谓地质有效性，是指能有效地达到稳定变形地质体或控制致灾地质作用的目的，而又不会引起其他不良地质后果。所谓技术可行性，是指在技术方法、施工设备、材料及施工条件等方面不存在大的困难。经济合理性是指投资相对较低，较易承受。这三者要相互结合，综合考虑。对于重大地质灾害防治工程，需进行专门的可行性论证。
4.地质灾害防治工程的施工
选择合适的施工方法，既能顺利地完成本身的施工任务，又不至于因施工扰动而对变形地质体造成新的破坏。对每种新的或有破坏性的施工方法，采用之前都要进行方法（工艺）试验。
施工程序包括防治工程总体的阶段程序和具体防治工程单元的施工程序。每处防治工程的效果并不是都能一次性预见的，防治工程对变形地质体的长期扰动效应也不一定能很快暴露出来，有时需要通过局部或前期工程实践才能有把握地确定下一步工程的做法。所以，地质灾害防治工程的施工要分阶段进行，以便根据前期效果修改后期工程设计。在施工中遇到地质情况与设计所预计的不同或发生新的变化时，应及时修改设计，使施工设计或工程结构设计能适应新的地质情况。
5.地质灾害及其防治工程的监测
地质灾害的发展情况需要通过监测才能较准确地掌握，地质灾害防治工程的效果也需要通过监测对比才能反映出来。因此，必须重视和加强地质灾害监测工作，使之贯穿于地质灾害防治工作的始终。监测内容应根据地质灾害的性质及防治措施而定，监测方法以经济实用为原则。监测网一经建立，就要按预定计划持之以恒地监测，并及时整理、分析监测资料，定期进行动态评价，发现险情及时上报。
5. 地质灾害防治工程的经济学原理
一、地质灾害防治活动的产品
在人类的物质资料生产过程中，劳动首先是人与自然之间的过程，是人以自身的活动来引起、调整和控制人与自然之间的物质变换过程。地质灾害防治活动，包括预测地质灾害发生的可能性，兴工动料构筑减灾工程都是引起、调整和控制人与自然之间的物质变换过程。
在地质灾害的定义中，人类的生命和财产遭受了危害，生产和生活活动受到了阻滞，资源和环境受到了破坏，这时成灾区范围内人类的生命、财产、生产及生活活动、资源和环境称为承灾体。地质灾害防治活动是以提供承灾体安全为产品的经济活动。我们把通过地质灾害防治活动提供的承灾体安全称为安全品。
地质灾害防治活动产出的是安全品，安全品的价值不是在市场竞争中通过价格得以实现。假设决定对某一泥石流易发区进行勘查，即决定投入资金进行勘查。经过招投标竞争，甲企业以100万元勘查工程价款中标。经勘查得出结论，年内有暴雨，且暴雨必定引发特大型泥石流。承灾体为一座工厂，其全部财产，重置价1000万元，20户居民，其全部财产200万元，该区再无其他财产。经科学分析，若无防灾工程，也不迁移，则暴发泥石流时，居民财产百分之百被毁，即200万元；企业财产50%受损，即500万元。若迁移居民和企业，需耗费500万元，若兴建防御工程，至少需2000万元，我们选择转移居民和企业财产的做法。假定甲企业得出的结论和损失分析是正确的，那么，减灾工程的经济效益是（200×100%+1000×50%-500-100）÷（500+100）＝16.66%，安全品的价值实现了700万元。也就是说，如果不投入资金进行减灾活动，承灾体的损失将是700万元，而减灾活动的结果是使承灾体获得了安全，支出的是500万元迁移费用和投入的100万元勘查费用。以绝对数表示的经济效益是100万元。在这个例子中，如果承灾体不是一个工厂、20户居民的财产，而是一个城区的500户居民，10个工厂，一所学校，其价值分别是5000万元、10000万元和300万元，而迁移费用2000万元，泥石流毁损各工厂和居民财产的百分比不变，毁损学校财产的价值为三分之二。此外，灾后治理发生的费用也是灾害发生的损失，设为210万元。那么，我们选择兴建防御工程，这时按已有的经济效益定义，投资的经济效益是（5000+5000+200+210-2000-100）÷（2000+100）＝386.19%。即不投资进行减灾活动，承灾体的损失是10410万元，投资防御后承灾体获得安全，这个安全是以2100万元的投入换来的，安全品实现的价值是10410万元，其净效益为10410-2100＝8310万元。由此可以看到，安全品的价值就是承灾体在受到地质动力作用时最大可能损失的价值；安全品的价值，不论是转移了承灾体还是通过防治工程使灾害体消失了危害之势，只要承灾体获得了安全，安全品的价值就实现了。
二、安全品生产活动的特殊性
（一）产品用途的单一性
地质灾害防治活动的劳动对象是客观地质体。人们根据已有的认识，对客观地质体进行勘查，当然首先是可能成灾的区域，尤其是成灾严重的区域。为了保证承灾体的安全，经过论证，对于极易成灾，且一旦成灾，则灾度很高的点要兴工动料建造防御工程，改变地质体应力状态。就过程而言，对客观地质体的认识是勘查过程，这与地质勘查一样。正是这一点决定了地质灾害勘查企业多来自于地质勘查行业。对于兴建工程，地质体改变应力状态这一阶段又类似于建筑业，兴工动料，生产单件性产品。虽然少数减灾工程除了具有减灾功能外，还可以结合具体条件综合开发其他产品，但我们的目的是防止地质灾害发生，遇有这种情况可以分开评估。
（二）安全品是一种公共物品
承灾体是宽泛的概念，我们不能排除防治区域内任何人及其所有物从地质灾害防治中获得安全，也不会因为区域内多有一个人及其所有物而使另外人及其所有物的安全受到威胁。因此，地质灾害防治活动的产品具有公共物品的属性。安全品的公共性决定了由自然因素引发的地质灾害防治活动的出资人必为政府，包括中央政府和地方政府。
（三）安全品生产活动中资金运动的特殊性
工业的资金，从用货币在市场上购进生产要素开始，经过生产过程生产出产品，再用产品从市场交换回货币资金，这样一个过程又一个过程循环运动。其中一个环节受阻，整个资金运动就会停止。事实上，地质灾害防治活动也要接续不断地完成这4个环节，防治活动才能不断地进行下去。我们来分析资金运动过程的特殊性。
1.决定生产过程是否进行的是业主
从事地质灾害防治活动的企业，用货币资金从市场上购进生产要素，获得具有专业知识的劳动力和劳动手段，为勘查活动做准备，这一环节与工业企业没有差别。完成生产准备之后，资金进入生产过程。劳动力与劳动资料结合作用于劳动对象，对客观地质体可能发生地质动力现象的情况获得认识。一般要做出三种选择，一是成灾可能性很小，即使成灾灾害损失很小，不必采取预防措施；二是成灾可能性较大，灾害损失也较大，但种种原因使得兴建工程，改变客观地质体的应力状态并不经济，这时可选择转移承灾体；三是必须兴建防灾工程。做出决定之前，需要进行方案比选的效益分析。做完选择并实施后，生产过程就结束了，资金进入了产成品状态，这一环节与工业企业也没有差别。但在生产过程进行之前，生产要素进入企业之后，与工业企业不同，劳动对象不像工业企业那样，购进材料加工处理，购进什么材料，从哪里购都由企业自己决定。地质灾害防治企业对自然地质动力现象进行勘查之前，要通过国家有关部门的认可才能进行。这是资金运动过程中与工业企业的资金运动在空间位置确定上的差异，是地质灾害防治活动特有的经济关系的反映。
2.产成品没有实物形态
工业企业的生产过程结束，产成品有时要在企业留滞一段时间。产成品一般是实物形态。地质灾害防治活动企业产出的安全品不会在企业留滞，没有实物形态，具有信息产品的特征。
3.“惊险的一跃”在生产过程进行之前
工业企业的产成品要在市场出售换回货币资金。这一环节完成，资金就完成了一个循环，一个产品的物质生产过程也就完成。这一阶段是价值实现阶段，这是一个十分重要的环节，马克思说这是“惊险的一跃”。产品是否适应市场需要，产品的质量性能，产品个别劳动与社会平均劳动的差别，都要在这一环节上表现出来。如果产品不是社会所需要的产品，那么就卖不出去，产成品就完不成“惊险的一跃”。如果产品的质量、性能不高，那么买者就不愿买，或低价卖或销售不畅，完成“惊险的一跃”就很困难。产品的价格要以市场上的价格表现出来。售价与成本之差是产品生产者的利税，如果售价高于成本，那么产成品转化为货币资金，也就大于投入的生产要素成本，否则转化的货币资金或等于或小于投入的生产要素成本，企业就没有利润。地质灾害防治活动企业的产成品是安全品，一经生产出来，立即就被承灾体的所有者或占有者、使用者直接享用，看不到直接的惊险一跃过程，没有产成品直接转化为货币资金的过程，即不是用产成品直接在市场上交换成货币。但是地质灾害防治活动要继续下一生产过程就必须获得货币资金的补充，谁来补充？这一问题涉及地质灾害防治活动特有的经济关系：自然地质灾害应由政府投入货币资金，人类直接诱发地质灾害应由诱发者投入资金。尽管地质灾害防治活动的产成品没有直接的“惊险的一跃”过程，但仍有产品质量和个别成本与社会成本的差别问题存在。显然，对地质动力现象的产生、发展和变化认识结论常与实际不符，则必失信于人，企业要在“惊险一跃”中摔伤。如果减灾投入比承灾体的损失还大，那么减灾企业的继续存在就没有意义，“惊险一跃”之后也就难以再获得出资人的投资了。然而，对于出资人来说，从事地质灾害防治活动的企业对地质动力现象的产生、发展和变化认识结论与实际相符的程度却是投资产生效益的关键之一。因而从事地质灾害防治活动的企业的“惊险一跃”不在产品生产出来之后，而在资金投入之前。信誉程度、企业等级是地质灾害防治效益的分析指标。
4.社会财富总量即时不增
在市场经济中，一般经济活动在“看不见的手”的指挥下，自觉不自觉地从自然界获取物质和能量，增加社会财富。而地质灾害防治活动是动用已经获得的社会物质财富防止更大量的已经形成的社会物质财富损失，其基本出发点和归宿是如何减少灾害给社会经济和资源带来的破坏与损害。这个特性说明，除非结合其他以经营为目的的工程或间接影响，一般的，地质灾害减灾工程没有资金回流量，投入资金的成本都会被安全品的价值即时抵消。
三、地质灾害防治工程经济效益的再定义
按经济效益的通常定义，地质灾害防治工程经济效益常被理解为投资者投入资源，地质灾害防治企业生产出安全品的可能损失与投资者投入的资金之比。假定这样理解准确无误，那么表述方式可以多样，可以用绝对数的方式表达为可能损失减去投入资金的差额，也可以用资金利税率、产值利税率的方式表达为相对数。为便于与其他行业比较，采用资金利税率的形式最好。至于地质灾害防治企业本身的经济效益，同建筑企业相似，是减灾投入经济效益之外的另一回事，但减灾企业是实现减灾经济效益的载体。像假定的例子一样，针对特定的灾害地点防治投入的效益是单个投资项目的效益。评价单项投资的效益，重要的是找到两个数值，一是如果发生灾害，承灾体的最大可能价值损失有多大，二是项目的投资。有了这两个指标，单项投资的效益就可以评价了。
但是，按经济效益通常的定义，投入是对生产产品的投入，产出是生产活动的直接结果，而在上面的理解中，投入没有疑问，可是产出就有问题了。安全品的价值独立于地质灾害防治活动过程之外，并且在地质灾害防治活动之前就已经存在了，因此在理论上说不通，这种理解还存在偏差。
补偿定理及其推论从整体着眼使得资源配置更优，已经不再局限于具体的生产过程，而是对比决策的社会净收益，而且个体资源配置优劣必须以整体资源配置优劣为前提。所以，可以依据补偿定理及其推论，把经济效益定义的内涵和外延扩大。我们把不进行投入，也没有产出的决策称为不作为决策或零决策。至此，我们可以把经济效益定义为：相对于零决策的决策产生的社会净收益。如果定义为相对于零决策的决策产生的社会净收益和资源投入的和与资源投入的比也一样，只是表述方式不同，在我们的评价模型中还是采用资金利税率的形式。显然，这样的定义包含了通常的经济效益定义。
这样定义的经济效益给出了经济效益评价的方法。获益者可以补偿损失者，即使实际补偿没有发生。净效益最大，也就是收益与总费用之差最大，或总收益与总费用之比最大。由此可见，上面朴素理解的经济效益定义，虽然理论上有偏差，但计算式仍然正确。用补偿定理推论来表述地质灾害防治工程经济效益十分顺畅。就单个地质灾害防治工程来说，把投入资源看成一种损失，没有资源投入时的损失为可能损失X1，有资源投入时的损失为投入的资源X2，两种政策下效益的最低水平为X1-X2≥r（r是在评价区域内与等量资金可以获得的平均利税额），或（X1-X2）/X2≥R（R是评价区域内的年平均资金利税率）。
四、地质灾害防治工程的区域经济效益
补偿定理及其推论，不仅为定义经济效益提供理论基础，而且也为我们提供了评价区域地质灾害防治工程经济效益的简单易行办法。如果把可能损失按大小排队，再把减灾投入相应的列出来，那么每一个项目都有一个经济效益。现按经济效益从大到小依次排队，当经济效益小到等于其他行业资源投入的平均的资金利率时，大于或等于这个经济效益水平以上所有项目所需资源投入之和，即为当期政府应投入的资源数量。政府投入这样的资源量在宏观上能够接近实现帕累托效率。这就是说，防治地质灾害投入资源的边际利税和是递减的，当边际利税和等于其他产业的平均边际利税和时，能够接近于帕累托效率。
由此可以看到，虽然整体投资是由单项投资构成的，但还不能简单相加求得整体经济效益。此外，从地质灾害防治企业资金运动过程的分析中可以看到，减灾活动是否进行是由投资者决定的。按照有关的法律，责任人造成的地质灾害损失要由责任人赔偿，灾后要由责任人治理。自然地质灾害的防治要由政府投资。为了查清哪里易发地质灾害，易发程度如何，政府要组织人财物力进行地质灾害调查评价，圈定不同地质灾害危险等级的区域，其间发生的一切费用都构成政府防治地质灾害的投入。对于有地质灾害发生危险的区域，政府还要预防监测，预防监测发生的费用也是政府防治地质灾害的投入。我们把上述两项费用统称为地质灾害防治活动的基础投入。严格地说，政府有关地质灾害日常管理费用也属于基础投入，但是，考虑这部分费用不便于与其他财政支出分开，就不列入基础投入了。政府的基础投入加上专项投入是政府对于自然因素导致的地质灾害防治的全部投入。基础投入是地质灾害防治区域经济效益的构成因子，但却不是单个地质灾害防治工程经济效益的直接构成因子。
6. 在地质灾害评价与其他地质调查中的应用
一、地质灾害评价与监测
地质灾害主要指崩塌（含危岩体）、滑坡、泥石流、岩溶、地面塌陷和地裂缝等。灾害的地质评价与监测的目的是为了科学地确定地质体特征、稳定状态和发展趋势，为分析地质灾害发生的危险性，论证地质灾害防治的可行性和比选防治方案，最终确定是否要治理，采取躲避方案或实施防治工程对策提供依据。
地质灾害勘查的任务与内容包括查明地质灾害体的特征及其地质环境以及自然演化过程或人为诱发因素；分析研究地质灾害体的成因机制；勘查地质灾害体的形态、结构和主要作用因素等，并评价其稳定性；预测地质灾害体的发展趋势，评价其危险性；和进行防治工程可行性论证，提出防治工程规划方案。
1.工程建筑场地的岩溶和洞穴的调查
对于机场、公路及大型工程建筑场地，地下洞穴、人防工程严重威胁着地面建筑的安全。由于地下洞穴或人防工程的存在，引起地表塌陷，地面建筑遭受破坏的现象时有发生，这一现象已引起人们的高度重视，如我国北方的一些城市，废弃的人防工程已经成为城市建设的主要地质灾害之一。因此，在工程地质勘查中采用物探方法查明埋藏地下的土洞、人防工程等不良地质现象，对合理地进行地面建筑设计和地基加固是十分必要的。
柳州机场在施工过程中发现有数处大小不一的土洞，为确保机场跑道的安全，在跑道位置进行了探地雷达探测。探测中采用了SIR-10型地质雷达，天线频率为100 MHz。在跑道位置探查出三处洞穴异常。经开挖验证，均发现有较大洞穴。洞穴在雷达图像上的反映呈双曲线形，图5-4-1为土洞的地质雷达图像，开挖验证的实际洞穴如图5-4-2。这一探测结果，排除了机场跑道的隐患。
溶洞是可溶岩的一种常见的地质现象，溶洞的存在对可溶岩区的工程建筑有较大的危害。当岩面覆盖为易被冲蚀的渗透地层，且岩溶与上覆地层存在水力联系时，这种水力联系加速了岩溶发育。当岩溶顶部变薄不能支持上方地层负荷时，就会发生塌落。
图5-4-3为广州花都市某地的开口溶洞的探地雷达图像。该处覆盖层为细颗粒粉砂，有一定渗透性，其下为灰岩。灰岩面附近岩溶发育，在灰岩面的地质雷达图像中可见不规则强反射波。强反射波形成的区域内有一组周期短的弱反射波，其特征与上覆地层反射波特征类似，这表明灰岩中空洞已被上覆地层冲蚀的土体所充填。由于开口溶洞上方土体已遭冲蚀，因此，其反射波形态特征与周围土层的反射波形态特征不同，表明上覆地层已受到扰动。扰动土层与充填溶洞构成了开口溶洞特征。这类溶洞使上覆地层承载力明显降低，容易引起坍塌。
图5-4-1 柳州机场洞穴的雷达图像
图5-4-2 开挖验证的实际洞穴图像
唐山市坐落在断裂活动带和隐伏岩溶区，在自然和人为因素影响下曾多次发生岩溶塌陷、地面变形等地质灾害，给人民生命、财产安全和经济建设带来巨大危害。为了查明第四系覆盖层厚度并确定基岩中溶洞与断层位置。在唐山市第十中学操场，对曾经发生过岩溶塌陷并已作填石处理的地段开展了人工地震勘探。纵波反射观测采用1 m道间距，20 m偏移距，12 次水平叠加；横波反射观测参数采用1m道间距，20m偏移距，6次水平叠加。
图5-4-3 某开口溶洞的地质雷达图像
该区基岩为中厚微晶灰岩夹泥岩，埋深24.2 m。图5-4-4为该测区纵波剖面图，图中，基岩反射波在已知塌陷坑处同相轴缺失，并有错断，反映了断层破碎带的形态。其他部位基岩反射波同相轴连续，是完整基岩的反映。
图5-4-4 唐山市第十中学操场岩溶塌陷地震纵波反射剖面图
2.地裂缝的物探勘查
西安市是地裂缝的多发区，近年来由于频繁的构造运动及大量抽水等作用，地面及地下常出现地裂缝，严重地破坏了地面及地下的各种建筑设施。查明地裂缝的存在与否及地裂缝的位置、埋深、下延深度及其走向延伸，对西安地区的城市规划和建设有重要意义。
为了证实地裂缝是基底断裂构造向上延展活动的成因机制，开展了浅层高分辨率地震勘探，对展布在西安市的十条地裂缝带布置了垂直地裂缝带的地震测线，任务是探查地裂缝带下是否有隐伏的第四纪断层。
观测系统为道间距5 m，最小偏移距220 m。仪器参数为：采样间隔1 ms，记录长度512 ms或1024 ms，低截频率90 Hz。
在第四系平均厚度600 m的地层内，存在可连续追踪的地震反射层有七组，按其反射时间由小到大标记为t1～t7，与钻孔地质剖面对比，七组反射层与地质层位关系如表5-4-1。
表5-4-1 地震反射与地层关系表
地震勘查结果证明，跨越地裂缝带的24条地震剖面，均存在有第四纪断层，断层面南倾，倾角较陡，南侧的上盘下降，北侧的下盘上升，其产状和断层特性与其上部地裂缝具有的正断层式差异沉降特征是一致的，即以地裂缝为界，南侧的上盘土体相对下沉，北侧的下盘土体相对上升（图5-4-5）。
随着反射层t1～t6深度逐渐加深，各反射层所对应的断距逐渐加大，而不是所有反射层的断距都相等。这种现象在所有地震剖面上都存在，它反映了第四纪断裂是基底断裂继承性发展，地裂缝是第四纪断层在地表的出露。
由于地裂缝具有宽度小、埋深变化大和走向延伸较长等特点，因此，高密度电阻率法对地裂缝探测也有较好的效果。西安工程学院采用中间梯度法和高密度电法相结合对西安市地裂缝进行实验研究。图5-4-6是在已知地裂缝上的电探综合剖面图，由图可见，视电阻率高值带不仅反映出地裂缝的位置，而且也反映出其倾向和位错动情况。该处探槽可见地裂缝F1、F2宽度分别为1 cm和2 cm。可见，高密度电阻率法在地裂缝探测中有较高的分辨率。
地质雷达方法对地裂缝的探测也十分有效（图5-4-7）。地层受剪切和张力作用产生裂缝，造成地层某一位置错断。垂直裂缝走向布置地质雷达测量，地裂缝在雷达剖面上表现为同相轴错断，其错断程度与裂缝发育程度有关，若裂痕沿横向发育，裂缝内物质电磁波的吸收，也往往造成此部位反射波同相轴局部缺失，其缺失的范围与裂缝发育范围有关。
图5-4-5 跨越地表地裂缝的反射地震剖面
图5-4-6 地裂缝上的综合勘测剖面图
3.滑坡的监测与调查
在滑坡动态监测中，根据岩土的动力学特征的动态变化与地球物理场变化的相关性研究，可监测滑坡的形成与发展的动态过程，为灾害的预测与防治提供参考资料。
滑坡是由岩石的突然崩塌或岩（土）体滑动造成，地质环境各异，成因各不相同。目前用于调查滑坡范围及随时间变化过程研究的地球物理方法较多，如用重力测量圈定滑坡范围，自然电位监测滑坡动态，地温测量监测与滑坡有关的地下水流动态。放射性、电法、地震、地质雷达测量也是滑坡调查中常用的方法。
图5-4-7 地裂缝上的地质雷达剖面图
此外，目前正在进行研究的有：利用岩石破碎时的声发射与电磁脉冲辐射，采用声波测量与电磁波测量监测滑坡动态；利用微动观测监测滑坡体震动频谱，确定滑坡滑动方向与滑动面蠕变等方法。
图5-4-8 为电法和地震研究滑坡的实例，滑坡体靠近高加索，由砂质粘土组成，下部为泥岩风化壳。电测深结果将斜坡断面分三层，上层为滑体（ρ1=13～29Ω· m），中层为风化泥岩，属滑动面（ρ2=2～4Ω·m），下层是未风化泥岩组成滑床（ρ3=2～12Ω·m）。地震测量结果将滑坡分上、下两层与滑体和滑动带相对应（vP=340～360 m/s），下层与未风化泥岩顶部相符（vP=1360～1400 m/s），速度界面只有一个。在滑坡上部电法和地震的上界面十分吻合，而在滑坡底部速度界面高出电性界面，原因是未风化泥岩上部裂隙度增大造成，这种软弱带有可能产生新的滑坡。
图5-4-8 根据地球物理研究结果综合绘制的电性界面断面图
前苏联成功的采用氡气测量判断坡度的稳定性，圈闭滑坡体并监测滑坡发展的过程。图5-4-9示出莫斯科列宁山滑坡地区氡气测量结果，由图可见，滑动地块中氡的浓度通常高于周围的稳定地段。因此，在不同时间系统进行氡气测量将可监测滑坡从稳定地块向活动地块发展的过程，以及趋向稳定的转变。
4.煤田陷落柱的调查
陷落柱是煤田开采中危害极大的地质灾害之一，它通常是由于基底厚层灰岩中古溶洞的塌陷加上煤层盖层塌落形成的。目前对陷落柱的调查中通常采用的地球物理方法有放射性、电法及人工地震等。
图5-4-9 俄罗斯莫斯科列宁山一个滑坡上氡气测量的结果
放射性方法调查陷落柱的根据是地下水在循环过程中由浅部氧化带溶解的微量铀，到达深部还原带并沉淀在陷落柱的空隙带中，使得铀的含量高于周围的岩石。铀衰变为镭后在还原条件下易溶于水，含镭的地下水沿孔隙向上运移到达氧化带又沉淀在土壤表面形成镭晕，同时铀、镭衰变后形成氡气异常，氡气又衰变为210Po核素，因此，通过氡气测量或210Po测量，可以间接调查陷落柱。通过氡气测量或210Po测量，可以间接调查陷落柱。一般来讲，210Po法在陷落柱上方的剖面曲线特征为马鞍形，即陷落柱边缘上异常曲线出现高峰值，而在陷落柱的中间210Po值较低，但仍然高出正常值。
河北大油村煤矿陷落柱调查以210Po测量为主，配合电测深、甚低频电磁法、伽马测量等地球物理方法，取得较好结果。矿区第四纪地层厚80～120 m，其中河卵石厚30～50 m，下部为二叠纪砂岩、粉砂岩、泥岩互层及煤层，矿区已发现两个陷落柱，其中DX-1已由巷道控制，DX-2刚开始揭露。210Po测量结果如图5-4-10所示，210Po脉冲数为60的异常值圈定的结果与已知陷落柱的范围相符，并圈出新的异常区DX-2的范围。
5.采空区的调查
采空区是由人类活动引起的地质灾害之一，它对地面建筑和人身安全带来严重隐患。为了研究对采空区的有效探测方法技术，近年来，煤炭科学研究总院和其他一些科研部门对此进行了大量的研究工作。研究成果表明，采用地震勘探、高密度电法、瞬变电磁、地质雷达、钻孔弹性波CT、α卡法测量法等物探方法对探测采空区都具有一定的效果。由于每一种物探方法的应用都受到探测深度、地形地貌和岩土特征的影响，因此，各种方法都有其适应范围，在实际应用中，应根据具体的地质情况和方法的有效性实验后选择适用的物探方法。
图5-4-10 大油村煤矿210Po异常平面图
高密度电阻率法和地质雷达对埋藏较浅的采空区具有较好的探测效果。石—太高速公路山西平定境内遇有矾土采空区，由于工程治理的需要，在施工前需查明采空区的空间分布和规模。探测区段上部为第四系覆盖层，以粘土为主，电阻率为20～30Ω·m，厚度为0～10 m不等。底部为石炭系地层，以粉砂岩和泥岩为主，电阻率为50～100Ω·m，厚度较大。采空区由于坍塌、充填物松散、潮湿或充水，电阻率与围岩相比差异较大，呈低阻特征。其中3号采空区由于采用旁柱式开采，截面积较大，其坍塌也更严重，埋深大约为20 m。
由于地形地表条件复杂，在高密度探测中采用了非正规测网，在120 m×100 m2，的范围内共布设12条测线。点距2 m，极距a=（1～16）·x。图5 4 11为3号采空区Ⅱ、Ⅲ测线的高密度测量结果图。由图可见，除地表局部地形和电性不均匀体形成的向上开口的“V”字型干扰异常外，在其深部（39点下方）有一低阻闭合圈异常，范围较大，相应埋深也较大，与正常背景电阻率相差仅10Ω· m，在相邻测线上连续出现类似异常，深度变化不大，该低阻异常由采空区形成，异常下方为采空区位置。
图5-4-11 3号采空区Ⅰ、Ⅲ测线的高密度测量结果
地震勘探是采空区探测中应用广泛的方法之一。由于采空区的存在，采空区周围的应力平衡受到破坏，产生局部的应力集中，采空区围岩在上覆岩层压力作用下，经过一段时间后发生变形、破碎、位移和塌落，这使得采空区地震波的特征与未开采区围岩地震波的特征相比发生较大的差异。图5-4-12为徐州某煤矿煤层采空区实测地震剖面图。
图5-4-12 徐州某煤矿煤层采空区实测地震剖面图
图中可见，在采空区上地震剖面通常有如下特征：反射波速度明显降低；反射波（组）突然中断，跨过采空区后又重新出现；反射波的波形发生紊乱。
α卡法探测采空区是通过测量地表氡射气含量大小，区分出地质异常及其异常性质。实验研究表明，地表氡射气含量与地下构造有着密切关系，岩层的裂隙、断层破碎带、岩石风化带和松散带是氡气向地表运移的良好通道，这为氡射气探测地质问题提供了地球物理条件。在老窖采空区大都存在着一定程度的塌陷冒落和裂隙，采空区上方至地表将会形成裂隙发育带和松散带，成为氡气上移的通道，通道上方将出现α粒子强度的明显异常，依此可推断采空区的位置及范围。图5-4-13为徐州某煤矿煤层采空区区段土氡射气探测剖面图，强异常出现在采空区上方。
图5-4-13 徐州某煤层采空区区段土氡探测剖面图
6.地震预报中的地球物理方法
地震频繁发生的地区一般是地壳的薄弱带和活动带。深大断裂是幔源物质上侵和地球脱气的主要通道，是地震活动的发源地。地震活动又派生出新的构造运动，构造运动产生的裂隙带是气体上移的通道。利用地表自由逸出的气体溶解于水中及吸附于土壤中气体的浓度变化来监测预报地震，是当前国内外广泛采用的地震预报方法。研究证实，地震前后由于地应力的变化，可引起地下水中化学成分的变化，特别是水中气体成分对地应力的反应十分灵敏。因此，水中气体成分的变化可作为地震发生过程的重要标志，其中汞是对地震前兆响应最为灵敏的有效指标。
1985年11月21日，北京西郊妙峰山发生4.1级地震，震中距北京火车站汞监测井40 km；同年11月30日河北巨鹿发生5.1级地震，震中距汞监测井125 km。据北京火车站观测井的水汞含量观测，水中汞浓度有明显变化，正常情况下，水中汞的平均值为14 ng/L。妙峰山地震临震前汞浓度达到629.3 ng/L，为平均值的42倍（图5-4-14）。
图5-4-14 京西妙峰山、巨鹿地震前后北京火车站观测井水中汞量变化曲线
由于大地震的发生大多与断层活动有关，而活动断层是地表与地壳深部联系的通道，在活动断层附近，通过土壤中氡和水中氡测量，可以从地表直接获得深部构造活动的信息。在山东菏泽，1987年发生7.0级地震，据刘西林和华爱军1984年进行的8条剖面氡测量结果，认为1987年的7.0级地震和1983年的5.9级地震是北西向定陶—成武断裂和北东向的解元集—小留集断裂的共轭断裂发震，并确定了其产状和活动程度。
二、在考古研究中的应用
地球物理方法在考古中发挥着重要的作用。通过地面高精度磁测对古遗址分布区内与回填土的磁性差异的探测，可了解遗址的位置、边界形态及铁磁性器物的赋存特征；通过电阻率法、激发极化法、自然电场法、地质雷达等手段了解不同岩土层及各种金属器物和介质的电性差异；通过地震反射波和地震面波方法探测古墓与周围介质的弹性差异，探索陵墓地宫的结构和深度的边界及埋深；利用放射性勘测技术及天然气态放射性元素氡浓度变化的测量，来了解某些陵墓区或古建筑遗址地下结构的分布。物探方法用于考古工作，可实现对古文化的无损探测，提高了考古发掘的准确度。例如中科院地球物理所采用地震面波、高精度磁测、大地电场岩性探测和地球化学测汞对三峡库区故陵楚墓的探测，准确地确定出故陵楚墓的位置和分布形态，证实了所推测的古墓的存在，为三峡库区文物抢救保护解决了重要的难题。
1.高精度磁测在考古中的应用
地面高精度磁测是对古墓、古文化的分布探测中最主要的地球物理方法之一。古遗存或古人类化石本身及所处地层的磁性、磁化率、磁化率各向异性、剩余磁化强度等与周围环境存在的磁性差异是磁测考古的基础。经有关学者研究得出如下结论：被火烧过的泥土制品、土壤、石头等可获得较强的磁性；有机质的腐烂使土壤获得较高的磁性；人为翻动过的土壤或夯土、与周围天然的沉积物之间有明显的磁性差异；表5-4-2给出了不同考古材料的磁性参数。
表5-4-2 不同考古材料的磁性参数（据中国地质大学阎桂林）
考古对象的空间规模一般较小，形态复杂，埋深不一。考古对象与周围物质间虽有一定的磁性差别，但磁性还是较弱，再加上人文干扰，所以，考古对象产生的磁异常，其特点是范围小，强度低，梯度变化大，形态多样，有时干扰严重。因而，在考古调查中必须采用高精度的质子磁力仪或光泵磁力仪。
地面磁测时测网的比例尺一般为1∶100～1∶200。仪器探头距地面高度可为1 m至0.1 m。除观测磁场强度ΔT外，还可观测磁场的垂直梯度变化ΔTZ。河南新郑某古墓的调查是磁法考古探测的成功实例之一。
该测区位于一战国至汉代古墓葬区内，黄土覆盖，土质均匀，地形平坦。墓葬区已经初步钻探普查，磁力调查是作为详查和核实。采用两台MP 4 型质子磁力仪，一台用于地磁日变观测。仪器探头距地面高0.5 m。测网比例尺1∶200，线距2 m，点测1 m。观测结果见图5-4-15。由ΔT平面等值线图可见，在已知墓葬A、B、C及大型陪葬坑上显示出一定强度和轮廓明显的磁异常。有些异常还勾绘出墓葬的形态及细节。如A异常清楚显示该墓有一较长的南北向墓道，墓室南侧有两个小耳室。A墓引起的磁异常为20 nT左右。据其形态，考古工作者判定为汉代“甲”字型砖墓。B异常形态表明该墓为典型的“刀”字型砖墓。图中黑粗线轮廓是根据磁异常推断的结果。C异常较弱，对其墓的形态轮廓显示不清楚，这表明该墓为一土坑墓，非砖结构。E、D异常反映的是两个新发现的墓葬，没有原始资料。陪葬坑的磁异常南、北部分有较大的区别，它表明坑内较多的陶器物品主要堆放在坑的南半部。该区这些异常推断的遗存埋深为地下1～2m。实际钻探资料证实了磁测结果的分析。
图5-4-15 河南新郑战国至汉代某古墓的磁异常等值线图
2.电法在考古中的应用
电法也是考古工作中常采用的地球物理方法。一般古墓多埋藏于第四系松散地层中，古墓上下及周围应有厚度不等的青膏泥（粘土）填充，构成一个以厚层粘土包裹着的“古墓体”，此外，墓室有可能有地下水渗入。这就使得古墓与周围地层存在一定的磁性与电性差异，为采用电法探测古墓提供了地球物理条件。
图5-4-16是河南省某古墓地面磁测剖面平面图。图中各测线在22～26点和30～36点形成了两个近EW向的条带状正异常（ΔZmax=53 nT），其间有一下降近20 nT的鞍部，其南、北、东三面均为负异常。结合地面情况推断两条正异常的鞍部为古墓位置，而南、北、东三面负异常为高差近20 m的人工开挖陡壁引起。
图5-4-17是0号 剖面等视电阻率断面图。由图可见，0线在三角点往西有ρs小于8Ω·m的极小值区，其他测线也有同样反映。极小值出现在AB/2=40～100 m之间，以AB/2=65 m为中心部位。图5-4-18是AB/2=65 m的等ρs平面图。由该图反映出ρs小于8Ω·m的极小值范围为坐标原点往西11.2 m，坐标原点往南9.8 m。该范围内ρs值均在7.2～7.65Ω· m内，且范围外 ρs变化梯度较大。由此推断 ρs小于8Ω·m的范围为主墓葬的位置。本区电测深曲线类型以H型为主，按电性可分为三层：第一层为覆盖层，第二层为“古墓体”，第三层为“古墓体”底板。由电测深曲线解释得主墓顶部埋深为6.9 m，底板埋深为21 m。经挖掘验证，基本与物探探测结果相符。
图5-4-16 河南省某古墓磁测剖面平面图
图5-4-17 0线等ρs断面图
图5-4-18 等ρs平面图
3.地质雷达在古遗址探测中的应用
由于古遗址体与周围介质在相对介电常数上存在有差异，为地质雷达方法探测古遗址提供了地球物理条件。对于埋深较浅的古遗址，采用地质雷达方法具有较好的探测效果。湖北大冶铜录山古铜矿遗址是我国西周末期与春秋战国时期的采矿遗址，该铜矿目前仍在开采，为了协调矿山开采与古铜矿遗址保护之间的关系，应用地质雷达探测了铜矿遗址的规模及其分布，取得了令人满意的探测结果。
古铜矿遗址（称老窿区）都形成于接触破碎带中相当于矿体的氧化次生富集带中，鉴于当时开采的对象为高品位铜，因此老窿区发育地段首先要具备一定数量高品位铜矿可开采，二是当时用人力与较原始的工具挖掘，开采矿石的层位应该比较松软，老窿区对应的是接触破碎带经强烈风化区，古矿坑内都有回填土充填，回填土与原状土的差异明显。因此调查中老窿区的探地雷达图像应有如下特征：①由于地层风化是逐渐加深，因此原状土风化层应为一组均匀密集的窄反射波，同时地层风化进程是同步的，因此这些反射波的同相轴平整且可横向追踪；②老窿区现由回填土充填，而回填土与原状土差异增大，并且老窿区应处在矿石高品位地段，虽然铜已被开采，但铁矿石仍保留，因此反射信号强度大；③原状大理岩或矽卡岩由于物性相对均匀，因此反射界面相对较少，基本无明显的反射信号。
图5-4-19 老窿区的探地雷达图像
图5-4-20 地质雷达与勘探结果对照图
图5-4-19为老窿区的地质雷达图像。由图可见原状土为密集的窄反射波，而老窿区中的回填土为强反射波，横向变化大且同相轴难以追踪，原状土与回填土两者差异明显。根据雷达剖面图像我们构筑了3个高程的老窿投影与勘探解释进行对照。图5-4-20为Ⅲ号遗址老窿投影的地质雷达与勘探结果对照图。（a）是勘探结果，（b）是地质雷达解释结果。由图可见标高+53 m与+48 m老窿投影的地质雷达解释结果与勘探结果基本一致，但标高+43 m的老窿区投影与雷达解释结果有较大差异，这是因为在无钻孔区地质人员往往采用外推法解释。而这种解释在不规则的老窿区会产生较大的误差。
杭州雷峰塔始建于公元972年，于1924年倒塌，为了重建雷峰塔，浙江省考古所进行考古挖掘工作，为了确定雷峰塔是否存在有地宫，祝炜平等人开展了地质雷达方法探测工作，根据探测结果，明确了雷峰塔地宫的存在，提供了地宫的大致位置，为雷峰塔地宫的考古挖掘起到了指导作用。雷峰塔地宫探测中使用的地质雷达是瑞典玛拉公司生产的RAMAC/GPR地质雷达，选用的工作天线的中心频率为250 MHZ，在遗址上布置了四条呈“丰”字形地质雷达测线，测线间距为1.5 m，测点间距为0.03～0.05 m，采用剖面法测量。
图5-4-21为雷峰塔塔基内的一条地质雷达探测剖面图，横坐标为1.0～2.8 m，纵坐标1.3～2.6 m处雷达波同相轴错断，横坐标1.5～2.4 m，纵坐标2.6 m处有一双曲线型拱起的反射波同相轴，塔基中心位置的雷达波图像与周围介质的雷达波图像的差异明显，因此，双曲线型拱起异常应为地宫引起。地宫存在的范围，测线1.0～2.8 m，埋藏深度1.3～3.1 m。考古挖掘表明，地质雷达探测的结果是准确的，水平位置1.0～2.8 m，纵向深度1.3～2.6 m处雷达波异常反射由夯土层引起，地宫大小为0.9×0.9 m，高0.5 m。图5-4-22为地宫挖掘后绘制的地质剖面图。
图5-4-21 塔基内一条雷达探测剖面图
图5-4-22 地宫挖掘后绘制的地质剖面图
7. 在进行线性工程地质灾害危险性评估工作时，有哪些特别注意的地方
最近洪水，就需要这只职业的工作人员去勘察路况。其危险性就是天灾。如泥石流，塌方，滑坡等等。
8. 地质灾害治理工程勘查是干什么的
什么是地质灾害治理工程？
答：地质灾害治理工程，是指对山体崩塌、滑坡、泥石流回、地答面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质灾害或者地质灾害隐患，采取专项地质工程措施，控制或者减轻地质灾害的工程活动。
勘查就是实地查看、现场调查的意思。勘查就是专门从事勘查的部门或人员利用现代科学原理、现代科技知识和方法，对需要取证的事实进行勘验、检查、调查访问、寻找、发现、固定和提取与有关的痕迹、物品等证据材料和信息，为科技鉴定、综合分析判断提供服务。如：现场勘查。
地质灾害治理工程勘查 就是采取专项地质工程措施，控制或者减轻地质灾害的工程活动的前期准备工作。
9. 地质灾害防治的基本原则
1.正确认识地质灾害的原则
正确认识地质灾害的性质、类型、范围、规模、机理、运动特征、稳定性和正确预测其发展趋势是防治工作的基础。只要认真细致地勘查，地质灾害是可以认识清楚的，也是可以预防和治理的。反之，忽视或削弱了对地质灾害的地质勘查，预防和治理的失误就在所难免。
2.预防为主的原则
地质灾害危害严重，治理费用高，因此在工程建设选址时应充分重视地质勘查，尽量避开大型地质灾害地段以及工程建设后可能产生地质灾害的地段。但是，有些工程建设，如公路、铁路建设，考虑到技术和经济上的合理性，要避开所有的地质灾害或可能产生地质灾害的地段是不可能的。此时，可以在详细的地质勘查基础上，尽量少破坏其稳定性，必要时采取一定的预防加固措施，提高其稳定程度。
3.一次性根治的原则
对于一些规模较大、危害较严重的地质灾害，应做到一次性根治，不留后患。所采取的治理措施尽量严格，即使将来出现不利因素，也能保持其稳定。在这个问题上，以往曾出现不少失误的案例，或者因为对其性质认识不准，或者因为经济条件限制，经2～3次治理的地质灾害仍然不稳定，仍在继续发展，也导致治理工程不断遭受破坏，结果是多次治理费用总和远大于一次性根治的投资，而且多次治理的间接损失更大。
4.全面规划、分期治理的原则
对于规模巨大、地质条件复杂的地质灾害，短期内不易查明其性质，治理费用特别大，且短期内不可能产生灾害的，可以进行全面规划、分期治理。随着勘查工作的深入，逐步设计和治理。原则上是先做应急工程，防止其进一步发展，再做永久性工程。应急工程和永久性工程应互相衔接、互为补充，形成统一的整体。
5.综合治理的原则
地质灾害常常是在多种因素共同作用下发生的，而且不同的地质灾害，主要影响因素和诱发因素可能有一定的差异，有时主要因素存在一定的不确定性，或者随时间的推移和外界条件的改变，主要因素可能发生变化。因此，在治理地质灾害时，应针对主要因素，采取主要工程措施以消除或控制其影响，并辅以其他措施进行综合治理，以限制其他因素的作用。地质灾害的治理有时还应考虑环境保护和绿化、美化等因素。
6.治早治小的原则
地质灾害的发生与发展是一个由小到大逐渐变化的过程，治早的原则就是要把它消灭在初始阶段或萌芽状态。如滑坡处在蠕变阶段时，虽然其后缘拉张裂缝已贯通或有错落，但整个滑动面尚未贯通，抗滑段还有较大的抗力，滑带土强度也未达到残余强度，整体稳定系数仍然大于1，若在此阶段治理滑坡，则可以充分利用土体自身强度，治理工程的工作量小，节约投资。
有些地质灾害（如滑坡）具有牵引扩大的性质，若能稳定前一级灾体，则后一级就不能再发展、扩大。因为前一级灾体范围小、治理投资也少，否则等到地质灾害扩大后再治理，难度和工程量均大大增加，这就是治小的原则。
7.技术可行、经济合理的原则
地质灾害治理工程要求在能达到预防和治理目的的前提下，尽量节约投资。对于任何地质灾害，可用于预防和治理的方案有多种，因此，在方案比选时，对于技术可行的方案，要考虑其经济合理性。如滑坡，当有条件在滑坡体上减重、下部压脚时，应优先采用，因为这是比较经济有效的。当无减重、压脚条件时，只能采用支挡工程，但其费用高，这时应对其中的多方案进行比选，包括支挡工程的位置、排数、结构类型等。对一般中小型滑坡可用抗滑挡墙或结合支撑盲沟，对大型滑坡则一般采用抗滑桩和预应力锚索抗滑桩。
8.动态设计、动态施工的原则
地质灾害是较复杂的地质现象，尤其是复杂的大型地质灾害，由于各方面条件的限制，有时仅仅通过勘查很难摸清其真实情况，而通过施工开挖，可能会发现与此前所掌握的资料有一定偏差的情况，则应根据实际情况调整或变更设计，这就是动态设计。比如在滑坡治理中，抗滑挡墙和抗滑桩的施工，当第一批基坑开挖所揭露的滑动面上的滑动擦痕方向与桩、墙的方向出入较大时，就应调整设计的受力方向或后几批桩的方向，施工也应作相应的变化。截水隧洞的施工应先开挖检查井，以便依据实际的滑面位置和地下水分布，调整洞的埋深和纵向坡度，以达到最佳排水效果。有时动态施工还需根据滑坡的动态，调整施工顺序和方法，如雨季滑动较剧烈时，抗滑工程基坑应少开挖，而在旱季滑坡相对稳定时可多开挖一些。
9.地质灾害防治工作需要专业队伍与当地群众相结合、技术业务与行政措施并重的原则
地质灾害防治是技术性很强的工作，防治工程必须完成很多具体技术工作才能获得预期效果，预防、躲避、撤离等非工程措施的采取，也都要在通过科学调查、研究，形成正确的预防办法、准确地判断险情及合理地划分危险区的基础上进行。所以必须有足够数量和水平的专业队伍从事技术业务工作。另一方面，地质灾害发生的初步征兆或发展变化常被当地群众首先目睹，受灾对象也多为当地群众。在地质灾害多发区，广大群众对灾害险情常有很高的警觉，有的群众还有一定的防治经验。所以，也可以依靠和发动群众，经常注意发现、上报地质灾害险情。同时，地质灾害的预防和治理措施，特别是区域性防治工作，很多也要通过群众贯彻实施。只有让有关群众掌握相应的灾害防治知识并积极参与，才能保证防治工作的顺利完成。此外，从事地质灾害防治管理工作的地方基层干部、有关领导，一定要对有关的地质灾害防治工作有比较深刻的认识，才能保证组织管理工作的正确、有力，减少决策失误。
地质灾害防治工作很多属于公益性质，常涉及各方面的利害关系，需要有相应的政策、法规去加以协调；依赖群众去实施的地质灾害防治措施，也需要有相应的政策、法规去推动、管理；地质灾害防治工作的管理要依靠各级政府，并涉及很多有关行业，需要明确各自的职责关系和工作制度。因此，必须建立、健全地质灾害防治工作的管理体系和规章制度，并制定、完善有关的政策、法规，以便通过行政手段进行动员，保证防治工作的顺利实施。
10. 以崩塌、滑坡、泥石流等灾害勘查为例，谈谈地质灾害勘察技术的认识。并说明它与岩土工程勘察的异同
勘查基本是纯地质 一般不动钻机 地调为主
岩土工程一般是结合其他勘察手段的 入物探什么的 纯地质的成分没那么大