淺層折射波法在基巖埋深探測中的應(yīng)用

王偉都　葉云龍

摘 要：以金沙江某地兩岸的覆蓋層、基巖巖性及物性統(tǒng)計(jì)資料為基礎(chǔ)，運(yùn)用淺層折射波法地震勘探技術(shù)，對(duì)采集的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用相遇時(shí)間曲線對(duì)覆蓋層與基巖進(jìn)行劃分。結(jié)合高密度數(shù)據(jù)，對(duì)處理后的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而獲得比較可靠管線基巖埋深的解釋成果。

關(guān)鍵詞：淺層折射波法；相遇時(shí)間曲線；基巖埋深

前言

折射波法是利用地震折射波進(jìn)行地質(zhì)勘探的方法。由于折射波首先到達(dá)地面，所以容易觀測和識(shí)別。近幾年來，淺層折射波法被越來越多的應(yīng)用于工程勘察中，并取得了良好的勘察效果。特別是在縱波速度差異較大的第四系松散覆蓋層與基巖之間，可以產(chǎn)生明顯的折射波，加上折射波在速度分界面?zhèn)鞑サ奶匦裕虼吮粡V泛用于基巖勘察或覆蓋層厚度的勘察中。

1 淺層折射波法勘探的基本原理

地震勘探是一種研究人工震源激發(fā)所產(chǎn)生的地震波在地下介質(zhì)中的傳播規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。當(dāng)人工震源所激發(fā)的地震波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于不同類型的巖石往往具有不同的彈性特征（如速度、密度等），當(dāng)?shù)卣鸩ㄍㄟ^這些巖石的分界面時(shí)，將產(chǎn)生反射、折射等現(xiàn)象。在二層介質(zhì)構(gòu)成的地質(zhì)模型中，當(dāng)下層介質(zhì)的波速大于上層介質(zhì)時(shí)，隨著地震波入射角的增大，透射角也要增大。當(dāng)入射角達(dá)到臨界角后，透射波將沿介質(zhì)的分界面滑行，稱之為滑行波。而滑行波在上層介質(zhì)中必然產(chǎn)生新的波動(dòng)，并傳播到地面，這種波稱為折射波。淺層折射波法勘探即是通過獲取來自這些界面的折射波信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行反演分析，了解地下的介質(zhì)分布及構(gòu)造情況，以達(dá)到勘探目的。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 工區(qū)概況

金沙江某地地處云貴高原北部橫斷山區(qū)川滇山地，屬構(gòu)造侵蝕-剝蝕中山峽谷地貌，地勢西北高、東南低，區(qū)內(nèi)主要山脈多呈近南北向展布，山頂高程一般1200m～2000m，溝壑縱橫，金沙江深切，河道狹窄，谷坡陡峭，兩岸支流、沖溝較發(fā)育，局部因河道寬度變化，兩岸山坡較緩。地表多有厚度不一的第四系堆積物分布，以人工填土、坡積物、崩坡積物為主，少數(shù)地段為階地堆積物。工區(qū)多見基巖出露，以納拉河為界分為兩段，上游基巖主要為沉積巖，巖性以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖夾頁巖等軟巖夾較硬巖為主，少量巖屑砂巖、礫巖、砂巖等硬巖；下游主要為巖漿巖，巖性以閃長巖、輝長巖為主，少量片麻巖花崗巖混合巖。

2.2 野外工作方法

正式開展數(shù)據(jù)采集工作之前，通過了解工區(qū)有效波和干擾波的情況，結(jié)合工作任務(wù)和本區(qū)的地質(zhì)條件，最終確定激發(fā)方式為錘擊震源，工作方式為24道接收，采用相遇時(shí)距曲線觀測系統(tǒng)，以保證主要目的層的有效波可連續(xù)對(duì)比追蹤。數(shù)據(jù)采用WZG-48A工程地震儀接收，具有靈敏度高，動(dòng)態(tài)范圍大，分辨率高，性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。另外，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，對(duì)于相遇時(shí)距曲線觀測系統(tǒng)，應(yīng)保證在相遇段內(nèi)，至少有4個(gè)檢波點(diǎn)接收來自被追蹤層界面的折射波，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定了工區(qū)內(nèi)的最佳工作參數(shù)為道間距為2m，偏移距為0m，排列長度為46m，采樣間隔為0.1m/s，記錄長度為204.8m/s。如果覆蓋層變厚，可以適當(dāng)加大偏移距。為了保證接收到的地震記錄的質(zhì)量利于后期處理，需要每邊至少錘擊兩次進(jìn)行信號(hào)疊加，以壓制噪音。

物探剖面的布置：由于管線計(jì)劃沿著金沙江岸邊布設(shè)，受江水的沖刷作用影響，基巖總體上呈現(xiàn)向江心傾斜。因此，在開闊工區(qū)物探剖面盡可能與管線走向垂直，既可以看出埋深，又可以看出基巖橫向的傾斜程度或起伏情況；在狹窄的江灘處則沿管線走向布置測線，直接測出該處基巖的埋深。

工作中，除了采用以上措施保證數(shù)據(jù)質(zhì)量外，還分別在數(shù)據(jù)采集工作正式開始前和結(jié)束后，兩次進(jìn)行了儀器的一致性測試，以確保儀器始終處于良好的工作狀態(tài)。

3.2 資料解釋

根據(jù)圖5，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料，該處地層可以按照層速度劃分為兩層：第四系覆蓋層和基巖。其中，覆蓋層的波速遠(yuǎn)低于基巖的波速，約為378m/s，推測其成分主要為含砂礫黏土，結(jié)構(gòu)松散，粘結(jié)程度低。基巖的波速為2554m/s，推測為泥質(zhì)砂巖，風(fēng)化程度較弱，比未風(fēng)化的泥質(zhì)砂巖的波速低，基巖面埋藏深度約為8.5米至9.3米之間，起伏程度不大。

4 結(jié)束語

淺層折射波法，在探測基巖埋藏深度及起伏情況、探測地下潛水面和淺部隱伏斷層等工程勘查中取得良好的效果。淺層折射波法在解決工程地質(zhì)問題時(shí)，受地質(zhì)條件的制約相對(duì)較少，通過前期試驗(yàn)，靈活調(diào)整道間距等方法達(dá)到快速了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況。本次勘探工作，很好的探明了管道基巖的埋深和相應(yīng)的起伏情況，與其他同時(shí)進(jìn)行的勘探方法一起相互佐證，為后續(xù)的施工提供了較可靠的物探技術(shù)支持。

在開展實(shí)際工作時(shí)，也遇到了受噪音干擾的問題，需要避開噪音干擾，特別是人為的噪音干擾，并通過增加疊加次數(shù)等方法進(jìn)行壓制噪音。

參考文獻(xiàn)

[1]雷宛，肖宏躍，鄧一謙，等.工程與環(huán)境物探教程[M].北京：地質(zhì)出版社，2006.

[2]趙德亨，田鋼，等.淺層地震折射波法綜述[J].世界地質(zhì)，2005，42（2）.

[3]陳星，陳福.淺層地震折射波法在探測河床覆蓋層厚度中的應(yīng)用[J].浙江水利科技，2004（5）：12-13.

作者簡介：王偉都（1989-），男，漢族，山東臨沂人，在讀碩士研究生，成都理工大學(xué)工地球物理學(xué)院，研究方向：環(huán)境與工程地球物理。endprint

摘 要：以金沙江某地兩岸的覆蓋層、基巖巖性及物性統(tǒng)計(jì)資料為基礎(chǔ)，運(yùn)用淺層折射波法地震勘探技術(shù)，對(duì)采集的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用相遇時(shí)間曲線對(duì)覆蓋層與基巖進(jìn)行劃分。結(jié)合高密度數(shù)據(jù)，對(duì)處理后的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而獲得比較可靠管線基巖埋深的解釋成果。

關(guān)鍵詞：淺層折射波法；相遇時(shí)間曲線；基巖埋深

前言

折射波法是利用地震折射波進(jìn)行地質(zhì)勘探的方法。由于折射波首先到達(dá)地面，所以容易觀測和識(shí)別。近幾年來，淺層折射波法被越來越多的應(yīng)用于工程勘察中，并取得了良好的勘察效果。特別是在縱波速度差異較大的第四系松散覆蓋層與基巖之間，可以產(chǎn)生明顯的折射波，加上折射波在速度分界面?zhèn)鞑サ奶匦?，因此被廣泛用于基巖勘察或覆蓋層厚度的勘察中。

1 淺層折射波法勘探的基本原理

地震勘探是一種研究人工震源激發(fā)所產(chǎn)生的地震波在地下介質(zhì)中的傳播規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。當(dāng)人工震源所激發(fā)的地震波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于不同類型的巖石往往具有不同的彈性特征（如速度、密度等），當(dāng)?shù)卣鸩ㄍㄟ^這些巖石的分界面時(shí)，將產(chǎn)生反射、折射等現(xiàn)象。在二層介質(zhì)構(gòu)成的地質(zhì)模型中，當(dāng)下層介質(zhì)的波速大于上層介質(zhì)時(shí)，隨著地震波入射角的增大，透射角也要增大。當(dāng)入射角達(dá)到臨界角后，透射波將沿介質(zhì)的分界面滑行，稱之為滑行波。而滑行波在上層介質(zhì)中必然產(chǎn)生新的波動(dòng)，并傳播到地面，這種波稱為折射波。淺層折射波法勘探即是通過獲取來自這些界面的折射波信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行反演分析，了解地下的介質(zhì)分布及構(gòu)造情況，以達(dá)到勘探目的。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 工區(qū)概況

金沙江某地地處云貴高原北部橫斷山區(qū)川滇山地，屬構(gòu)造侵蝕-剝蝕中山峽谷地貌，地勢西北高、東南低，區(qū)內(nèi)主要山脈多呈近南北向展布，山頂高程一般1200m～2000m，溝壑縱橫，金沙江深切，河道狹窄，谷坡陡峭，兩岸支流、沖溝較發(fā)育，局部因河道寬度變化，兩岸山坡較緩。地表多有厚度不一的第四系堆積物分布，以人工填土、坡積物、崩坡積物為主，少數(shù)地段為階地堆積物。工區(qū)多見基巖出露，以納拉河為界分為兩段，上游基巖主要為沉積巖，巖性以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖夾頁巖等軟巖夾較硬巖為主，少量巖屑砂巖、礫巖、砂巖等硬巖；下游主要為巖漿巖，巖性以閃長巖、輝長巖為主，少量片麻巖花崗巖混合巖。

2.2 野外工作方法

正式開展數(shù)據(jù)采集工作之前，通過了解工區(qū)有效波和干擾波的情況，結(jié)合工作任務(wù)和本區(qū)的地質(zhì)條件，最終確定激發(fā)方式為錘擊震源，工作方式為24道接收，采用相遇時(shí)距曲線觀測系統(tǒng)，以保證主要目的層的有效波可連續(xù)對(duì)比追蹤。數(shù)據(jù)采用WZG-48A工程地震儀接收，具有靈敏度高，動(dòng)態(tài)范圍大，分辨率高，性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。另外，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，對(duì)于相遇時(shí)距曲線觀測系統(tǒng)，應(yīng)保證在相遇段內(nèi)，至少有4個(gè)檢波點(diǎn)接收來自被追蹤層界面的折射波，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定了工區(qū)內(nèi)的最佳工作參數(shù)為道間距為2m，偏移距為0m，排列長度為46m，采樣間隔為0.1m/s，記錄長度為204.8m/s。如果覆蓋層變厚，可以適當(dāng)加大偏移距。為了保證接收到的地震記錄的質(zhì)量利于后期處理，需要每邊至少錘擊兩次進(jìn)行信號(hào)疊加，以壓制噪音。

物探剖面的布置：由于管線計(jì)劃沿著金沙江岸邊布設(shè)，受江水的沖刷作用影響，基巖總體上呈現(xiàn)向江心傾斜。因此，在開闊工區(qū)物探剖面盡可能與管線走向垂直，既可以看出埋深，又可以看出基巖橫向的傾斜程度或起伏情況；在狹窄的江灘處則沿管線走向布置測線，直接測出該處基巖的埋深。

工作中，除了采用以上措施保證數(shù)據(jù)質(zhì)量外，還分別在數(shù)據(jù)采集工作正式開始前和結(jié)束后，兩次進(jìn)行了儀器的一致性測試，以確保儀器始終處于良好的工作狀態(tài)。

3.2 資料解釋

根據(jù)圖5，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料，該處地層可以按照層速度劃分為兩層：第四系覆蓋層和基巖。其中，覆蓋層的波速遠(yuǎn)低于基巖的波速，約為378m/s，推測其成分主要為含砂礫黏土，結(jié)構(gòu)松散，粘結(jié)程度低。基巖的波速為2554m/s，推測為泥質(zhì)砂巖，風(fēng)化程度較弱，比未風(fēng)化的泥質(zhì)砂巖的波速低，基巖面埋藏深度約為8.5米至9.3米之間，起伏程度不大。

4 結(jié)束語

淺層折射波法，在探測基巖埋藏深度及起伏情況、探測地下潛水面和淺部隱伏斷層等工程勘查中取得良好的效果。淺層折射波法在解決工程地質(zhì)問題時(shí)，受地質(zhì)條件的制約相對(duì)較少，通過前期試驗(yàn)，靈活調(diào)整道間距等方法達(dá)到快速了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況。本次勘探工作，很好的探明了管道基巖的埋深和相應(yīng)的起伏情況，與其他同時(shí)進(jìn)行的勘探方法一起相互佐證，為后續(xù)的施工提供了較可靠的物探技術(shù)支持。

在開展實(shí)際工作時(shí)，也遇到了受噪音干擾的問題，需要避開噪音干擾，特別是人為的噪音干擾，并通過增加疊加次數(shù)等方法進(jìn)行壓制噪音。

參考文獻(xiàn)

[1]雷宛，肖宏躍，鄧一謙，等.工程與環(huán)境物探教程[M].北京：地質(zhì)出版社，2006.

[2]趙德亨，田鋼，等.淺層地震折射波法綜述[J].世界地質(zhì)，2005，42（2）.

[3]陳星，陳福.淺層地震折射波法在探測河床覆蓋層厚度中的應(yīng)用[J].浙江水利科技，2004（5）：12-13.

作者簡介：王偉都（1989-），男，漢族，山東臨沂人，在讀碩士研究生，成都理工大學(xué)工地球物理學(xué)院，研究方向：環(huán)境與工程地球物理。endprint

摘 要：以金沙江某地兩岸的覆蓋層、基巖巖性及物性統(tǒng)計(jì)資料為基礎(chǔ)，運(yùn)用淺層折射波法地震勘探技術(shù)，對(duì)采集的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用相遇時(shí)間曲線對(duì)覆蓋層與基巖進(jìn)行劃分。結(jié)合高密度數(shù)據(jù)，對(duì)處理后的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而獲得比較可靠管線基巖埋深的解釋成果。

關(guān)鍵詞：淺層折射波法；相遇時(shí)間曲線；基巖埋深

前言

折射波法是利用地震折射波進(jìn)行地質(zhì)勘探的方法。由于折射波首先到達(dá)地面，所以容易觀測和識(shí)別。近幾年來，淺層折射波法被越來越多的應(yīng)用于工程勘察中，并取得了良好的勘察效果。特別是在縱波速度差異較大的第四系松散覆蓋層與基巖之間，可以產(chǎn)生明顯的折射波，加上折射波在速度分界面?zhèn)鞑サ奶匦?，因此被廣泛用于基巖勘察或覆蓋層厚度的勘察中。

1 淺層折射波法勘探的基本原理

地震勘探是一種研究人工震源激發(fā)所產(chǎn)生的地震波在地下介質(zhì)中的傳播規(guī)律來解決地質(zhì)問題的方法。當(dāng)人工震源所激發(fā)的地震波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于不同類型的巖石往往具有不同的彈性特征（如速度、密度等），當(dāng)?shù)卣鸩ㄍㄟ^這些巖石的分界面時(shí)，將產(chǎn)生反射、折射等現(xiàn)象。在二層介質(zhì)構(gòu)成的地質(zhì)模型中，當(dāng)下層介質(zhì)的波速大于上層介質(zhì)時(shí)，隨著地震波入射角的增大，透射角也要增大。當(dāng)入射角達(dá)到臨界角后，透射波將沿介質(zhì)的分界面滑行，稱之為滑行波。而滑行波在上層介質(zhì)中必然產(chǎn)生新的波動(dòng)，并傳播到地面，這種波稱為折射波。淺層折射波法勘探即是通過獲取來自這些界面的折射波信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行反演分析，了解地下的介質(zhì)分布及構(gòu)造情況，以達(dá)到勘探目的。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 工區(qū)概況

金沙江某地地處云貴高原北部橫斷山區(qū)川滇山地，屬構(gòu)造侵蝕-剝蝕中山峽谷地貌，地勢西北高、東南低，區(qū)內(nèi)主要山脈多呈近南北向展布，山頂高程一般1200m～2000m，溝壑縱橫，金沙江深切，河道狹窄，谷坡陡峭，兩岸支流、沖溝較發(fā)育，局部因河道寬度變化，兩岸山坡較緩。地表多有厚度不一的第四系堆積物分布，以人工填土、坡積物、崩坡積物為主，少數(shù)地段為階地堆積物。工區(qū)多見基巖出露，以納拉河為界分為兩段，上游基巖主要為沉積巖，巖性以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖夾頁巖等軟巖夾較硬巖為主，少量巖屑砂巖、礫巖、砂巖等硬巖；下游主要為巖漿巖，巖性以閃長巖、輝長巖為主，少量片麻巖花崗巖混合巖。

2.2 野外工作方法

正式開展數(shù)據(jù)采集工作之前，通過了解工區(qū)有效波和干擾波的情況，結(jié)合工作任務(wù)和本區(qū)的地質(zhì)條件，最終確定激發(fā)方式為錘擊震源，工作方式為24道接收，采用相遇時(shí)距曲線觀測系統(tǒng)，以保證主要目的層的有效波可連續(xù)對(duì)比追蹤。數(shù)據(jù)采用WZG-48A工程地震儀接收，具有靈敏度高，動(dòng)態(tài)范圍大，分辨率高，性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。另外，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，對(duì)于相遇時(shí)距曲線觀測系統(tǒng)，應(yīng)保證在相遇段內(nèi)，至少有4個(gè)檢波點(diǎn)接收來自被追蹤層界面的折射波，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定了工區(qū)內(nèi)的最佳工作參數(shù)為道間距為2m，偏移距為0m，排列長度為46m，采樣間隔為0.1m/s，記錄長度為204.8m/s。如果覆蓋層變厚，可以適當(dāng)加大偏移距。為了保證接收到的地震記錄的質(zhì)量利于后期處理，需要每邊至少錘擊兩次進(jìn)行信號(hào)疊加，以壓制噪音。

物探剖面的布置：由于管線計(jì)劃沿著金沙江岸邊布設(shè)，受江水的沖刷作用影響，基巖總體上呈現(xiàn)向江心傾斜。因此，在開闊工區(qū)物探剖面盡可能與管線走向垂直，既可以看出埋深，又可以看出基巖橫向的傾斜程度或起伏情況；在狹窄的江灘處則沿管線走向布置測線，直接測出該處基巖的埋深。

工作中，除了采用以上措施保證數(shù)據(jù)質(zhì)量外，還分別在數(shù)據(jù)采集工作正式開始前和結(jié)束后，兩次進(jìn)行了儀器的一致性測試，以確保儀器始終處于良好的工作狀態(tài)。

3.2 資料解釋

根據(jù)圖5，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料，該處地層可以按照層速度劃分為兩層：第四系覆蓋層和基巖。其中，覆蓋層的波速遠(yuǎn)低于基巖的波速，約為378m/s，推測其成分主要為含砂礫黏土，結(jié)構(gòu)松散，粘結(jié)程度低?；鶐r的波速為2554m/s，推測為泥質(zhì)砂巖，風(fēng)化程度較弱，比未風(fēng)化的泥質(zhì)砂巖的波速低，基巖面埋藏深度約為8.5米至9.3米之間，起伏程度不大。

4 結(jié)束語

淺層折射波法，在探測基巖埋藏深度及起伏情況、探測地下潛水面和淺部隱伏斷層等工程勘查中取得良好的效果。淺層折射波法在解決工程地質(zhì)問題時(shí)，受地質(zhì)條件的制約相對(duì)較少，通過前期試驗(yàn)，靈活調(diào)整道間距等方法達(dá)到快速了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況。本次勘探工作，很好的探明了管道基巖的埋深和相應(yīng)的起伏情況，與其他同時(shí)進(jìn)行的勘探方法一起相互佐證，為后續(xù)的施工提供了較可靠的物探技術(shù)支持。

在開展實(shí)際工作時(shí)，也遇到了受噪音干擾的問題，需要避開噪音干擾，特別是人為的噪音干擾，并通過增加疊加次數(shù)等方法進(jìn)行壓制噪音。

參考文獻(xiàn)

[1]雷宛，肖宏躍，鄧一謙，等.工程與環(huán)境物探教程[M].北京：地質(zhì)出版社，2006.

[2]趙德亨，田鋼，等.淺層地震折射波法綜述[J].世界地質(zhì)，2005，42（2）.

[3]陳星，陳福.淺層地震折射波法在探測河床覆蓋層厚度中的應(yīng)用[J].浙江水利科技，2004（5）：12-13.

作者簡介：王偉都（1989-），男，漢族，山東臨沂人，在讀碩士研究生，成都理工大學(xué)工地球物理學(xué)院，研究方向：環(huán)境與工程地球物理。endprint