地震勘探技術(shù)在城市巖土勘察中的應(yīng)用研究

文/張昌歡 深圳市工勘巖土集團(tuán)有限公司 廣東深圳 518026

地震勘探技術(shù)在城市巖土勘察中的應(yīng)用研究

文/張昌歡 深圳市工勘巖土集團(tuán)有限公司 廣東深圳 518026

隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建設(shè)已成為當(dāng)今最主要的主題之一。但如今城市工程建設(shè)發(fā)生城市斷裂的情況很頻繁，而城市斷裂是危及城市建設(shè)的最主要原因之一。本文所介紹的淺層地震勘探反射波法可以有效的針對(duì)城市斷裂帶做出檢測(cè)，而且在巖土工程勘察階段發(fā)揮重要的作用。通過研究北京地區(qū)的工程實(shí)例作為主要的方式，運(yùn)用淺層地震勘探反射波法來勘探地下的城市斷裂，估算斷裂對(duì)城市工程的影響，最后制定出一套科學(xué)的應(yīng)對(duì)措施。

地震勘探技術(shù)；城市斷裂；巖土工程勘察；淺層地震反射波法

前言

城市斷裂可引發(fā)一系列的問題，很多地震造成的人員死亡和財(cái)產(chǎn)損失大多和城市斷裂有關(guān)；城市斷裂導(dǎo)致地表錯(cuò)動(dòng)引發(fā)建筑發(fā)生移動(dòng)，產(chǎn)生位移帶和破壞帶，由此影響城市建筑的使用年限；除此以外在其城市斷裂帶上還有很多小部分的斷裂，因此我們?cè)诮ㄖ鞘械拿舾薪ㄖ?，包括高層、線形工程等一系列的設(shè)施時(shí)候，應(yīng)該盡量的避開城市的斷裂帶。一旦建筑物位于城市斷裂帶或者在其斷裂帶附近時(shí)，斷裂帶的覆蓋層厚度和巖性特征在上下存在顯著差異，因此會(huì)發(fā)生沉降等地質(zhì)問題。

1.現(xiàn)有巖土工程勘察體系中存在的問題

目前的地震勘察工程體系的勘測(cè)工作落后，主要具有以下幾種問題：城市活動(dòng)斷裂帶的斷裂長度最長可達(dá)到十?dāng)?shù)公里，各個(gè)斷裂帶的主要特性和活動(dòng)范圍具有很大的不同，如今的勘測(cè)技術(shù)過于落后，不能很好的解決很多的復(fù)雜問題；小型的城市斷裂帶沒有引起廣大地震勘探人員的足夠重視，只是進(jìn)行簡單的了解，不能很全面的分析一個(gè)大的斷裂系統(tǒng)的所有的問題；關(guān)于城市斷裂帶的資料數(shù)據(jù)只有少數(shù)政府機(jī)構(gòu)和科研院所能夠自由使用，造成群眾獲取資源匱乏的局面。因此對(duì)于城市斷裂的勘探和統(tǒng)計(jì)工作困難重重，城市建設(shè)問題得不到有效的解決。如今的巖土工程勘察體系往往從建筑工程的工地中獲取水和土，通過對(duì)他們相關(guān)成分的檢測(cè)統(tǒng)計(jì)，之后用來分析這一地區(qū)的城市斷裂具體情況。這種方式由于過于簡單，所以不能保證勘探工作的實(shí)際意義，往往出現(xiàn)很多差錯(cuò)，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

2.城市淺層地震勘探技術(shù)

反射波法的具體工作方式如下：由于城市工地的基土覆蓋層和基巖的波阻抗具有巨大的差異，斷層破碎帶充填物和基巖的也有很大的不同；兩盤基巖的上面覆蓋地層的厚度、速度、結(jié)構(gòu)存在巨大差異，所以導(dǎo)致正、逆斷層之間產(chǎn)生獨(dú)特的波阻抗界面組合。反射波發(fā)射器發(fā)射人工激發(fā)的地震波，并由地層迅速的向下傳播，碰到正、逆斷層之間產(chǎn)生獨(dú)特的波阻抗界面發(fā)生反射，之后地震波的波形、波幅、相位會(huì)發(fā)生顯著的變化。反射波法運(yùn)用檢波器收到這些反射地震波，通過相關(guān)的儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)的合成和翻譯工作，來知道地下介質(zhì)的特性，地面的硬度、松軟程度等一系列的情況，進(jìn)而對(duì)工地的地層、斷層進(jìn)行有效的處理工作。

3.工程實(shí)例分析

本文主要研究北京南苑地區(qū)高層住宅項(xiàng)目的工地施工情況，建筑工程的最大高度為90米。我們通過觀察現(xiàn)有的區(qū)域地質(zhì)資料，發(fā)現(xiàn)該高層住宅項(xiàng)目和區(qū)域的斷裂帶之間的位置不能很好的確定，所以在根據(jù)原有資料進(jìn)行工程場(chǎng)地與斷裂帶的判定就顯得不準(zhǔn)確和無法操作。因此我們重新運(yùn)用淺層地震勘探反射波法進(jìn)行勘探，在此高層住宅項(xiàng)目周圍排布5條淺層地震勘探測(cè)線，總勘測(cè)長度達(dá)到3500米?？睖y(cè)之后我們發(fā)現(xiàn)：探測(cè)結(jié)果表明，物探剖面2-5的南北方向沒有檢測(cè)到斷裂異常點(diǎn)；物探剖面1-4的東西方向檢測(cè)到斷裂異常點(diǎn)。斷裂點(diǎn)的斷裂方向偏向東北，屬于正斷層。通過與之前的研究的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，存在的斷裂點(diǎn)處于黃莊——高麗營之間的連接位置斷裂，斷層破碎帶寬30米，距離工地間隔350米的距離。這樣我們就能得知，該斷裂帶對(duì)南苑地區(qū)高層住宅項(xiàng)目不會(huì)帶來影響，相關(guān)的施工也應(yīng)該明確這一點(diǎn)，因此該工地只需要考慮高層建筑的地震安全性檢測(cè)分析，從而設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)抗震相關(guān)參數(shù)。

4.討論

我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的順利開展離不開地質(zhì)勘探技術(shù)的有效進(jìn)行，特別是淺層地震勘探反射波法的有效運(yùn)用，不僅節(jié)約時(shí)間，提高工作效率，同時(shí)也更加準(zhǔn)確、全面的反映該地面的地質(zhì)狀況和地震斷裂帶的分布情況，因此地震斷裂帶的評(píng)析成為城市工程建設(shè)關(guān)注的重要問題之一。巖土工程對(duì)城市工程斷裂帶的科學(xué)、合理、有效的勘探進(jìn)行，需要做好以下幾個(gè)方面的工作：首先是城市地震、地質(zhì)主管部門和科學(xué)研究院的積極配合。他們手中掌握的資料和新的研究成果等很多數(shù)據(jù)能夠被相關(guān)的地震勘探人員查看，條件允許的情況下也可以進(jìn)行分享與統(tǒng)計(jì)。這樣能夠使企業(yè)降低勘探成本，有利于將理論快速的轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的企業(yè)效益，同時(shí)能夠改善城市建筑的安全生態(tài)，避免之后更多地質(zhì)問題的發(fā)生；其次，由于如今眾多高層、軌道工程、特殊工程在設(shè)計(jì)上更加復(fù)雜，安全要求也越來越高，因此廣大的城市地震勘探人員一方面需要對(duì)工地的水、土體進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)和分析，另一方面需要結(jié)合工程的相關(guān)特色，通過具體的儀器檢測(cè)分析地層地貌以及其他的產(chǎn)生斷裂的因素，從而提出具體完整的應(yīng)對(duì)措施，保證產(chǎn)生結(jié)論的合理有效性。

5.結(jié)語

現(xiàn)有的巖土工程勘察體系具有以下的特點(diǎn)：可以通過偵測(cè)找到城市斷裂的地帶，從而進(jìn)行相關(guān)方面的處理，卻不是最為有效的方法。因此淺層地震勘探技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)城市工程建設(shè)的順利進(jìn)行具有重要意義，我們可以根據(jù)城市不同的沿途結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的施工，在具體的實(shí)行方面具有指導(dǎo)作用。

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張昌歡，男（1987.12），漢族，湖北隨州人，本科，深圳市工勘巖土集團(tuán)有限公司，巖土勘察助理工程師，研究方向：巖土勘察（巖土工程）