地震反射波法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

聶建微

十四冶建設(shè)云南勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司 云南昆明 650200

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，大型工程的施工建設(shè)數(shù)量也越來越多，在進(jìn)行工程項(xiàng)目的地質(zhì)勘察過程中，地震反射波發(fā)在實(shí)際應(yīng)用中越加廣泛，地震反射波法在工程勘察中的應(yīng)用特點(diǎn)及效果也是更加明顯。下面主要探討地震反射波法在實(shí)際工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地震反射波法；工程勘查；應(yīng)用

一、前言

地震反射波具有簡(jiǎn)便、客觀、迅速的特點(diǎn)，在工程勘察中得到了廣泛的推廣應(yīng)用。本文就對(duì)地震反射波法在工程地質(zhì)的勘察中的具體應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析探討，希望對(duì)相關(guān)從業(yè)者有所幫助。

二、地震反射波法的運(yùn)用原理

地震反射波法的工作機(jī)制主要是建立在地震波傳播過程中所觸及到的不同類型的媒介巖土層的時(shí)候，將反射局部能量的特點(diǎn)。通常來講，地震波在地下傳播中，若是碰到地層分界及斷層等出現(xiàn)波阻抗變更的界面情況下，都會(huì)出現(xiàn)反射波，經(jīng)過地面接收設(shè)備來自不同界面的反射波，經(jīng)過詳細(xì)的研究之后，核算出地震時(shí)間的剖面。并且將其與之前工程地質(zhì)信息進(jìn)行比較，研究反射波場(chǎng)的特點(diǎn)，以明確地表下巖土層的分層結(jié)構(gòu)及相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)勘察地質(zhì)的目的。

三、地震反射波法在實(shí)際工程的應(yīng)用分析

1、案例分析

本文就以M大橋?yàn)閷?shí)例工程進(jìn)行分析，其大橋主要位于在小凌河口潮間帶淺灘上，南邊靠近渤海遼東灣，北邊連接凌水灣，大橋主要由主橋以及引橋構(gòu)成，全長(zhǎng)為640 m，主橋是2×180 m 的獨(dú)塔疊合梁式斜拉橋。該大橋工程區(qū)域空間非常廣闊，沒有一些可見的障礙物，因?yàn)槠涮烊凰詈軠\，同時(shí)受潮位變動(dòng)的影響非常大，所以無法科學(xué)的進(jìn)行較大面積的工程地質(zhì)鉆探。于是使用地震反射波法勘察工程區(qū)域內(nèi)的風(fēng)化巖面分布情況，預(yù)判出該區(qū)域內(nèi)有沒有出現(xiàn)斷層以及溶洞等相關(guān)地質(zhì)問題的可能性。按照之前的對(duì)大橋周邊的地質(zhì)勘察信息表明，該地區(qū)的地層分布主要分為海相沉積層，陸相沉積層以及基巖等相關(guān)的巖層分布情況。

2、在工程地質(zhì)中的具體應(yīng)用分析

該大橋工程地震反射波法檢測(cè)系統(tǒng)所使用的12道接收，單邊引爆6次覆蓋，通常在引爆一各炮點(diǎn)之后，后面的炮點(diǎn)及接收區(qū)域是根據(jù)橫排及縱列以此向前移動(dòng)1個(gè)道間的距離，從該大橋的實(shí)際情況來分析，其具體的偏移距為20 m，縱向測(cè)線上的炮點(diǎn)間距以及道間距都是5 m。采樣的時(shí)間每次都間隔為0.3 m/s，采樣的距離為4 098。

四、勘察資料的研究分析

1、勘察資料的處理程序

該大橋工程采取的地震反射波法勘察的資料使用專業(yè)的陸上地震發(fā)射波數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行研究，其主要的程序涵蓋了預(yù)處理，剖面處理以及其他方面相關(guān)的處理程序。所謂的預(yù)處理主要工作就是完成記錄數(shù)據(jù)的歸納，以及頻譜研究，選取共偏移道集以及共中心點(diǎn)道集等相關(guān)方面的任務(wù)；而剖面處理主要是對(duì)共偏移道集的自動(dòng)校正，速度研究，小波道間相關(guān)去噪等有關(guān)方面的工作；最后是解釋處理，這其實(shí)就是對(duì)不同記錄數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行詳細(xì)的比較和研究，比較縱和橫剖面交點(diǎn)道進(jìn)行校正，從鉆探信息中找出對(duì)監(jiān)測(cè)剖面的相關(guān)解釋內(nèi)容。

2、地質(zhì)解釋以及資料處理

原始地震記錄數(shù)據(jù)在通過相關(guān)的技術(shù)處理之后，能夠獲取地震波反射時(shí)間的剖面圖，按照時(shí)間剖面圖的詳細(xì)情況可以從中反應(yīng)出反射波組特點(diǎn)，利用地區(qū)地質(zhì)的相關(guān)情況以及鉆孔資料可以明確不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，以及構(gòu)造的特點(diǎn)，其中通常都涵蓋了研究地震反射波組的特點(diǎn)，制作地質(zhì)解釋剖面圖以及相關(guān)的內(nèi)容。具體來看，

（1）、時(shí)間剖面的波組特點(diǎn)，在該大橋的位置覆蓋層，中等風(fēng)化巖層的分界區(qū)域，都可以構(gòu)成非常強(qiáng)的反射波組，發(fā)射波組的同組軸都是相互平行，同時(shí)保持連續(xù)性的狀態(tài)。通過對(duì)時(shí)間剖面的波組特點(diǎn)可以清晰的反應(yīng)出，在基巖面以下部分具有非常顯著的反射波組和相軸合并，波組間隔變化較快，反射錯(cuò)亂等等相關(guān)的變化，這就充分的表明基巖內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)。

（2）、制作地質(zhì)解釋剖面，按照地震反射波的時(shí)間剖面圖能夠明確反射界面的區(qū)域，然后同之前的鉆孔信息進(jìn)行詳細(xì)的比較，進(jìn)而明確反射波雙程過程中的有效波速，明確大橋測(cè)線上反射界面的深度。大橋某測(cè)線地震反射波探測(cè)的地質(zhì)解釋剖面見下圖。

（3）、數(shù)據(jù)信息處理，一般這都是通過計(jì)算機(jī)對(duì)搜集的資料進(jìn)行影響，以及獲取地震相關(guān)的指標(biāo)參數(shù)，提升信噪比為主要目標(biāo)的整個(gè)處理過程和方法。其大體涵蓋了數(shù)字濾波速度研究以及校正疊加等等一些相關(guān)的內(nèi)容。利用不同功能的地震處理，充分的顯示出其是表明巖性和地下結(jié)構(gòu)等的參數(shù)據(jù)處理和地震剖面為目標(biāo)的，提升分辨率，科學(xué)反射信息以及加強(qiáng)信噪比，以此來更好的限制不同方面的影響，進(jìn)而取得對(duì)地質(zhì)解釋的水平疊加偏移的時(shí)間剖面，以及可以折射出地下地質(zhì)狀況信息。

3、勘察結(jié)果的分析

從本次地質(zhì)反射波勘察結(jié)構(gòu)及之前地質(zhì)鉆探信息的探測(cè)成果全面的研究，其中一般涵蓋了明確巖土分層及裂隙構(gòu)造等相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)地震反射的勘察結(jié)果，大橋周邊地質(zhì)鉆孔信息資料，可按照波阻等物理的指標(biāo)參數(shù)將該大橋區(qū)域內(nèi)巖土層分為4層，從上至下以此劃分為表面覆蓋層，以中等風(fēng)化巖層等相關(guān)內(nèi)容。該次地震反射波探測(cè)中一共發(fā)掘了4 個(gè)小斷層，以及裂隙等。利用同周邊的地質(zhì)鉆孔資料進(jìn)行比較分析可以反映出，地震反射波同相軸的變更一般都是由花崗巖不均勻風(fēng)化，及中等風(fēng)化巖層中含有強(qiáng)風(fēng)化巖夾層而導(dǎo)致的。

五、結(jié)語(yǔ)：

總之，地震反射波法在工程勘察應(yīng)用中不僅具有較為廣泛的應(yīng)用范圍，且勘察速度快、操作簡(jiǎn)單、成本低，具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際的勘察應(yīng)用中，我們必須主要結(jié)合工程實(shí)際勘察地質(zhì)的要求及條件，采用較為合適的方法進(jìn)行勘察的實(shí)施，以達(dá)到較為理想的工程勘察效果，進(jìn)而保證工程的施工質(zhì)量。

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