基于SPAC 法的微動探測技術(shù)在富水砂卵石層地鐵工程中的應(yīng)用

李偉強，霍曼琳，田新麗，房師濤

（1.蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070； 2.中電建鐵路建設(shè)投資集團有限公司，北京 100070）

0 引言

隨著軌道交通線網(wǎng)的加密，地鐵建設(shè)區(qū)域的情況越來越復(fù)雜，施工難度越來越大。 以成都地區(qū)地鐵建設(shè)為例，在盾構(gòu)施工過程中常常會遇到地面密集建筑群、富水砂卵石復(fù)合地層、地下管網(wǎng)錯綜復(fù)雜等一系列問題。 面對這樣的情況，以鉆探和傳統(tǒng)地球物理手段為主的地勘方法存在明顯缺陷和不足，如場地條件限制多，抗干擾能力差，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真、探測準(zhǔn)確性不夠等。 由此帶來地質(zhì)信息盲區(qū)，會導(dǎo)致潛在的施工安全隱患及額外經(jīng)濟損失［1］。

微動探測技術(shù)作為一種新型技術(shù)，微動信號的采集具有抗干擾能力強、易采集、無損害等優(yōu)點，微動探測方法具有施工形式靈活、施工效率高、無需人工震源等優(yōu)點，可以提供卓越周期、不同巖性層厚度、地層橫波速度等信息，在探測城市地質(zhì)結(jié)構(gòu)、場地效應(yīng)評估上能發(fā)揮巨大作用，為城市地下空間精細(xì)探測提供有力手段［2］。

微動勘探方法基本理論在20 世紀(jì)50 年代提出，日本地震學(xué)家安藝敬一詳細(xì)推導(dǎo)論述了一種從微動記錄中提取面波頻散曲線的空間自相關(guān)方法（spatial autocorrelation method，SPAC 法）［3］。 SPAC法的有效性及可靠性逐漸得到了證實［4-6］。

國內(nèi)關(guān)于微動的研究工作是從1960 年開始的，并較早應(yīng)用在地?zé)豳Y源勘查和淺部工程物探的研究工作中［7-14］。 馮少孔［15］利用日本的現(xiàn)場數(shù)據(jù)研究了空間自相關(guān)微動方法在土木工程中的應(yīng)用，通過分析實驗數(shù)據(jù)，論證了將其應(yīng)用在土木工程領(lǐng)域的可行性。 葉太蘭［16］將微動方法應(yīng)用于近地表速度結(jié)構(gòu)研究，利用空間自相關(guān)微動技術(shù)對北京周邊地層進行了探測，得到了3km 內(nèi)的S 波速度結(jié)構(gòu)。 何正勤等［17］在空間自相關(guān)微動方法的基礎(chǔ)上結(jié)合野外實際觀測，對采集設(shè)備以及數(shù)據(jù)處理方法進行了研究，提高了微動探測精度，給出了1～2km 深度內(nèi)的S 波速度結(jié)構(gòu)。2014 年，李井岡等［18］定量證實了微動觀測過程時間不同步對空間自相關(guān)法中SPAC 曲線的影響，并且確定了一種校正系統(tǒng)時間同步性的方法。 這些研究表明基于空間自相關(guān)法的微動勘探技術(shù)可精確獲得橫波速度結(jié)構(gòu)，充分滿足勘探深度的要求，已在場地探測應(yīng)用中成為很有價值和吸引力的方法。

鑒于此，本文以成都地鐵18 號線一期工程土建2 標(biāo)為依托，研究微動探測技術(shù)在城軌工程中的應(yīng)用，以期對新型微動探測技術(shù)在城市軌道交通建設(shè)中的推廣和應(yīng)用起到積極作用。

1 微動無損探測理論

1.1 微動的定義

地球表面即便沒有發(fā)生明顯可以感知的地震也始終存在著各種頻率的振動，這類振動稱為微動（microtremor）。 一般來說，在非極端情況下微動的振幅都很小，位移幅值通常介于10－4～10－2mm，遠(yuǎn)低于人們能夠感知的幅度。 直到19 世紀(jì)末，檢波器的出現(xiàn)使得地震學(xué)家可以觀察地表細(xì)微的運動，微動信號及其隨機振動的特點才逐漸引起了地震學(xué)者的關(guān)注，對其產(chǎn)生機制以及特性有了進一步的認(rèn)識。 微動的產(chǎn)生源自人類日?；顒?，如汽車行駛、機器運轉(zhuǎn)等，同時還來源于自然因素，如天氣變化、大風(fēng)降雨、氣壓變動等。 人類活動和自然因素所產(chǎn)生的振動隨時間變化，因此微動信號同樣是時間的函數(shù)，并且變化復(fù)雜。

從成分構(gòu)成上來看，微動信號中包含有體波和面波成分，其本身在時間和空間上是不規(guī)律的、高度變化的。 微動信號帶有豐富的信息，這些信息與微動信號源、傳播機制以及地層結(jié)構(gòu)等有關(guān)。 微動源由觀測場地周圍所有振源所構(gòu)成，存在很強的隨機性，但是在一定的時間尺度內(nèi)，可以認(rèn)為它是一種平穩(wěn)隨機過程。 由于多重反射和折射，微動信號在傳播中積累了場地地層原始特征的信息［19］。 正是這種不隨時間變化的地層固有特性，使得微動信號存在某種統(tǒng)計性規(guī)律，因此可以通過采集微動信號來分析觀測點下覆地層的結(jié)構(gòu)信息。

1.2 SPAC 法

SPAC 法的基本原理是將復(fù)雜的微動視為時間和空間上的平穩(wěn)隨機過程，并利用圓形臺陣測量微動數(shù)據(jù)，通過計算空間自相關(guān)系數(shù)給出面波相速度與頻率的關(guān)系，即面波頻散曲線。

SPAC 法是考慮一維空間存在一個相速度為c的波μ（x，t），假定其在x∈［0，X］區(qū)間內(nèi)可以表示為：

其中，初始條件：

在時間-空間域內(nèi)求解式（1）中波場穩(wěn)定條件。先考察初始條件中的μ（x，0）與μβ（x，0），假定隨機變量x是這些初始值的參數(shù)，為平穩(wěn)隨機過程，其傅里葉系數(shù)為An可以由白噪聲傅里葉系數(shù)En表示為：

這里，G（A）（ρn）并不是隨機變量，而是與空間波譜密度相關(guān)的量。 由白噪聲的隨機性質(zhì)：

利用上式有：

以上均為傅里葉系數(shù)之間的統(tǒng)計關(guān)系，假定位移和速度的初始分布都是相互獨立的，則對于全部的n，m：

由式（2）和（5）可知，初始位移的對應(yīng)量為｜G（A）（ρn）｜2，初始速度對應(yīng)的量為｜G（B）（ρn）｜2。?（ξ，t）是時間t時刻波的自相關(guān)函數(shù)，可表示為：

利用式（5），（6）可得：

假設(shè)：

則?（ξ，t）變?yōu)榕c時間t無關(guān)的量，上式即是使μ成為穩(wěn)定隨機過程的條件，將此條件代入式（8），得到：

下面分析空間域的量｜G（ρ） ｜2與?（ω） 之間的關(guān)系。?（ω） 定義如下：

Uc（ωn）為正弦系數(shù)，是波場μ（x，t）在點x對于時間t作傅里葉展開得到的。 由式（1）可知：

且

將式（12）帶入（11），得出：

將式（9）代入上式推出：

上式為一維波場時間與空間波譜之間的關(guān)系式，此外還有如下關(guān)系式：

發(fā)生頻散時，若Δρn取固定值，則Δωn為：

式（15）化為：

將上式代入式（10）得出：

通過中心頻率為ω0的窄帶帶通濾波器，其波譜為：

δ（ω－ω0）為狄拉克函數(shù)，則對應(yīng)的空間自相關(guān)函數(shù)轉(zhuǎn)化為：

由空間自相關(guān)系數(shù)：

將式（21）代入上式，則：

上式表明頻率為ω0的波速c（ω0）可由空間自相關(guān)系數(shù)ρ（ξ，ω0）給出，若求得一系列的波速c（ω），可得到頻散曲線。

2 富水砂卵石復(fù)雜地層微動數(shù)據(jù)采集

2.1 地質(zhì)概況

本工程盾構(gòu)下穿自穩(wěn)性差的高富水砂卵石泥巖復(fù)合地層，該地層上部的砂卵石地層不僅卵石多、分布隨機，而且含砂、含水量大，具有高滲水性。下部泥巖層滲透性差、阻水能力強，且橫向分布不均，存在多處軟弱帶。

2.2 數(shù)據(jù)采集儀器

近地表結(jié)構(gòu)高精度微動勘探對數(shù)據(jù)采集的精度要求較高，SPAC 需要檢測地表震動的水平和垂直三分量信息。 儀器檢測頻段需包含面波主頻（1 ～100Hz）。 為實時監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量并對數(shù)據(jù)可靠性進行判斷，需要儀器具有實時數(shù)據(jù)傳輸功能。 在城市路面進行數(shù)據(jù)采集施工時，需要儀器具有便攜性，且不對路面造成人為損壞。

成都軌道交通18 號線工程土建2 標(biāo)世紀(jì)城站南、北段，采用7 臺EPS-2 便攜式微功耗寬頻帶地震儀進行微動數(shù)據(jù)采集。 內(nèi)置配有三分量地震傳感器、高靈敏度的北斗＋GPS 模組、電子羅盤、姿態(tài)傳感器、ZIGBEE 模塊、Bluetooth 模塊以及可充電鋰電池。 各測點的數(shù)據(jù)獨立采集，儀器之間的同步和時間校正通過接收GPS 衛(wèi)星信號自動實現(xiàn)。

2.3 觀測系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)觀測系統(tǒng)設(shè)計原則，結(jié)合成都軌道交通18號線世紀(jì)城站南北段工程參數(shù)，根據(jù)工程現(xiàn)場的實際情況及工程需求，為保證更高的勘探精度，采用7節(jié)點圓形臺陣，半徑為3m。 當(dāng)場地條件無法布設(shè)3m 半徑且偏移超限時，改用2.5m 臺陣半徑進行。

3 微動數(shù)據(jù)處理

3.1 微動數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

1）數(shù)據(jù)格式 微動采集的原始數(shù)據(jù)為Mini SEED 格式，采用Steim 2 方式壓縮對三分量地震數(shù)據(jù)處理帶來不便，不推薦直接采用該格式進行微動數(shù)據(jù)處理，推薦采用SAC 數(shù)據(jù)格式。 該格式具有三分量數(shù)據(jù)等點存儲、節(jié)省存儲空間、傳輸效率高等特點，并且具有較高的跨平臺編譯性。

2）時間校正 SPAC 法要求微動臺陣所用的各儀器一致性較高，一般要求各儀器間的相關(guān)性在0.999 以上，相位差為±（3°～5°）［4］。 按這個標(biāo)準(zhǔn)測算，假設(shè)微動信號的最高頻率為5Hz，則各儀器的時鐘同步誤差須在2ms 以內(nèi)，誤差時間計算為ΔT＝（1／f）·（5／2π）；計算表明，當(dāng)微動數(shù)據(jù)采集器間的時鐘同步誤差為0.1ms 內(nèi)，其相位誤差不超過±3°，誤差距離控制在0.1m 內(nèi)，能夠滿足SPAC 法對臺陣儀器一致性的極高要求，利用GPS 時鐘校時可實現(xiàn)微動臺陣間的高精度時鐘同步。

3）預(yù)處理 微動原始數(shù)據(jù)存在不同程度的噪聲干擾，在實際數(shù)據(jù)采集過程中，主要干擾源有公交車、重型卡車、工程施工及交通燈交替導(dǎo)致的周期性車流，靠近這些干擾源的測點信號受到很大干擾。 預(yù)處理環(huán)節(jié)需要對原始數(shù)據(jù)進行一系列處理，提高原始數(shù)據(jù)的信噪比，主要處理方式為3 種：信號平滑、修正趨勢偏移、數(shù)字濾波。

3.2 SPAC 法數(shù)據(jù)處理

3.2.1 獲取空間自相關(guān)系數(shù)曲線

1）垂直分量數(shù)據(jù)提取 用SPAC 法處理微動數(shù)據(jù)時，首先將實測記錄分成若干個數(shù)據(jù)段，剔除干擾明顯的數(shù)據(jù)段，將各數(shù)據(jù)段通過中心頻率不同的窄帶濾波器，分別提取各個頻率成分。

2）有效時間段截取 微動現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集是以連續(xù)記錄方式進行的，每臺儀器記錄的信號時長包含了當(dāng)次測量的所有測點的測試時間，在對每個測點單獨處理時，應(yīng)首先選取該點對應(yīng)的時段信號，本項目每個測點采集20min 的信號。

3）開窗去噪 時域信號中常存在瞬態(tài)尖峰脈沖，對后續(xù)數(shù)據(jù)處理影響較大，可通過在時域“開窗”的方式對其進行識別和定位，進而將其剔除（見圖1）。 具體的做法是在時間域進行開窗去噪，必須選擇合適的時窗寬度，時窗過窄會丟失有用信息，過寬則處理效果不佳。 時窗寬度的選擇需要根據(jù)信號頻譜來確定，一般可選擇信號主周期的20 ～50 倍。

圖1 開窗去噪Fig.1 Open the window for denoising

4）獲取空間自相關(guān)系數(shù)曲線 通過上述設(shè)置，可運用相應(yīng)程序模塊對空間自相關(guān)系數(shù)進行計算，最終可得到空間自相關(guān)系數(shù)曲線（見圖2）。

圖2 空間自相關(guān)系數(shù)曲線Fig.2 The spatial autocorrelation coefficient curve

3.2.2 頻散曲線提取

利用空間自相關(guān)系數(shù)曲線，依據(jù)下式提取頻散曲線：

圖3 頻散曲線提取Fig.3 Frequency dispersion curve extraction

3.2.3 速度結(jié)構(gòu)反演

1）頻散曲線截取（見圖4） 提取出的頻散曲線時常在高頻段存在明顯的上升趨勢，一般出現(xiàn)這種現(xiàn)象的頻段＞20Hz，此為高頻段對應(yīng)的臺陣各節(jié)點空間自相關(guān)系數(shù)普遍較小導(dǎo)致。 高頻段信號異常往往反映了地表極淺層空間存在缺陷或地面環(huán)境噪聲強，而探測目標(biāo)深度明顯大于此深度。 為保證反演過程中頻散曲線擬合不受該異常段影響，需對其進行剔除。

圖4 測點ZDK15＋940 頻段截取結(jié)果Fig.4 Frequency band interception results of point ZDK15 ＋940

2）反演結(jié)果（見圖5，6） ①右線單測點反演結(jié)果：成都軌道交通18 號線世紀(jì)城站北段測點YDK15＋250，頻散曲線整體下降趨勢理想，存在細(xì)小的鋸齒狀波動。 擬合最小misfit 數(shù)值為0.022，較好地擬合了頻散曲線整體形態(tài)。 提取得到S 波速度剖面，可明顯識別出地層中包含軟弱的低速層段，地鐵盾構(gòu)區(qū)間在12 ～18m 深度區(qū)間被探測到，與實際盾構(gòu)區(qū)間深度相差在容許范圍內(nèi)。 ②左線單測點反演結(jié)果：成都軌道交通18 號線世紀(jì)城站北段測點ZDK15＋960 頻散曲線整體下降趨勢明顯，鋸齒結(jié)構(gòu)少、相對波動較小。 全部擬合結(jié)果集中，擬合趨勢效果好，最小misfit 數(shù)值分析為0.022。 提取S 波速度剖面，探測到地表約0.5m 厚的人工填筑層，地鐵盾構(gòu)區(qū)間深度為10.5 ～15.0m，與實際鉆孔標(biāo)定的地層信息基本一致。

圖5 測點YDK15＋250 反演結(jié)果Fig.5 Inversion results of point YDK15＋250

圖6 測點ZDK15＋960 反演結(jié)果Fig.6 Inversion results of point ZDK15＋960

3.3 巖性標(biāo)定

1）人工填土 本區(qū)橫波速度VS＜250m／s，埋深較淺的巖層解釋為人工填土。 與鉆孔揭示的第四系全新統(tǒng)人工填筑土對應(yīng)，前期地勘鉆孔對該層的揭示厚度為0.4～5m，且厚薄不均，普遍分布于場地內(nèi)，主要成分為黏土、卵石、建筑廢渣等，有些含生活垃圾或磚塊等建筑垃圾，壓實程度橫向分布不均勻，在綜合地球物理解釋成果圖中用符號Ⅰ標(biāo)記。

2）粉質(zhì)黏土 橫波速度VS為250 ～318m／s 的巖層解釋為粉質(zhì)黏土層，與鉆孔揭示的第四系全新統(tǒng)沖積、沖洪積層對應(yīng)，成分包含黏土、粉質(zhì)黏土、粉土等，呈層狀分布于人工填土之下，局部地段缺失，前期地勘鉆孔對該層的揭示厚度為0.4 ～8.7m，在綜合地球物理解釋成果圖中用符號Ⅱ標(biāo)記。

3）砂層 橫波速度VS為318 ～357mm／s 的巖性解釋為砂層，主要包括細(xì)砂、中砂，對應(yīng)于鉆孔揭示的第四系上更新統(tǒng)冰水沉積，前期地勘鉆孔對該層的揭示厚度為0.5 ～3.4m，在綜合地球物理解釋成果圖中用符號Ⅲ標(biāo)記。

4）卵石層 橫波速度VS為357 ～630m／s 的巖性解釋為卵石層，呈層狀分布于泥巖之上，與鉆孔揭示的第四系上更新統(tǒng)冰水沉積卵石土層對應(yīng)，多由粉細(xì)砂充填，卵石粒徑20 ～150mm，在綜合地球物理解釋成果圖中用符號Ⅳ標(biāo)記。

5）泥巖層 橫波速度VS為630 ～795m／s 的巖性解釋為泥巖層，為本次探測深度范圍內(nèi)（0 ～30m）較穩(wěn)定分布于底部的巖層，對應(yīng)于鉆孔揭示的白堊系上統(tǒng)灌口組（Kg2）泥巖，在綜合地球物理解釋成果圖中用符號Ⅴ標(biāo)記。

3.4 微動剖面解釋

3.4.1 YDK15＋50—YDK15＋350 段（見圖7）

圖7 YDK15＋50—YDK15＋350 段微動解釋成果Fig.7 Microtremor interpretation results of YDK15＋50—YDK15＋350

圖7 中黑色實線為隧道洞身邊線。 該段盾構(gòu)掘進通道范圍橫波速度分布較為復(fù)雜，主要反映以下兩點。

1）泥巖層不再是沿隧道平行方向橫向均勻分布，里程YDK15 ＋50—YDK15 ＋90，YDK15 ＋245—YDK15＋290，YDK15＋300—YDK15＋340 范圍存在低速異常區(qū)，可能對應(yīng)強風(fēng)化泥巖層。 該段巖層穩(wěn)定性極差，利用微動探測技術(shù)確定了該屬性巖層分布范圍，施工過程中應(yīng)給予高度重視，防止塌陷、沉降等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

2）探測影響范圍內(nèi)存在高速異常體，異常體中軸埋深大約在8m 左右，其速度明顯高于圍巖，其橫向連續(xù)性較好，厚度為1.5 ～1.8m，且對成果剖面漸變趨勢有一定影響，經(jīng)過多次技術(shù)論證，認(rèn)為該處響應(yīng)來自地下DN1600 污水管混凝土結(jié)構(gòu)的概率較高，建議施工前做好該管道對施工影響的整體評估工作。 另外，圖7 中A1（YDK15＋150）處位于隧道掘進通道內(nèi)泥巖層中，橫波速度相對圍巖較低，可能存在全風(fēng)化或強風(fēng)化泥巖，查閱前期的鉆孔資料，并未在該處布設(shè)地勘鉆孔，屬于資料空白區(qū)，建議盾構(gòu)機掘進前在該處增加驗證性鉆孔。

3.4.2 ZDK15＋930—ZDK16＋240 段（見圖8）

圖8 ZDK15＋930— ZDK16＋240 段微動解釋成果Fig.8 Microtremor interpretation results of ZDK15＋930—ZDK16＋240

1）盾構(gòu)ZDK15＋930—ZDK16＋000 區(qū)間整體在卵石層、砂層掘進，ZDK16＋000—ZDK16＋240 自上傾斜向下由卵石層、砂層逐漸進入泥巖層。 剖面范圍內(nèi)存在高速異常體，中軸埋深約在8m 處，其速度明顯高于圍巖，橫向連續(xù)性較好，厚度為1.5 ～1.8m，且對成果剖面漸變趨勢有一定影響，同樣認(rèn)為是來自地下較大污水管DN1600 混凝土結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。 但根據(jù)施工區(qū)域地下管線資料看，左線下方并無外徑1 600mm 的污水管，判斷該處響應(yīng)來自右線DN1600 混凝土結(jié)構(gòu)較為合理，同時建議在盾構(gòu)施工前增加排查左線是否也存在埋深約8m 左右、厚度約為1 600mm 的某種高速異常響應(yīng)結(jié)構(gòu)。

2）圖8 中B3（ZDK15＋970），B5（ZDK16＋230）兩處位于隧道洞身范圍內(nèi)卵石層、砂層中，B4（ZDK16 ＋171）位于隧道洞身范圍內(nèi)卵石層、泥巖中，橫波速度相對圍巖較低，屬低速異常區(qū)，查閱前期鉆孔資料，并未在該處布設(shè)地勘鉆孔，屬于資料空白區(qū)，建議盾構(gòu)機掘進前在該處增加驗證性鉆孔。

4 工程實際應(yīng)用

4.1 工程需求分析

根據(jù)風(fēng)險評估報告，盾構(gòu)施工單位對項目安全提出了包括但不限于以下2 點需求。

1）對盾構(gòu)區(qū)間地層進行補充勘察，彌補因前期鉆孔間距過大而無法把握地層展布細(xì)節(jié)特征的工程地質(zhì)問題。

2）成都地鐵18 號線世紀(jì)城站南北端頭，盾構(gòu)進出站過程中，均涉及切割廢舊大型地下混凝土結(jié)構(gòu)（DN1600 污水管）作業(yè)，需在盾構(gòu)掘進前探明地下大型混凝土結(jié)構(gòu)的圍巖穩(wěn)定性及對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間注漿填實效果。

4.2 解決方案及效果對比

1）利用微動無縫成像彌補地勘鉆孔間距過大問題。 通過在設(shè)計隧道上方路面布設(shè)一定面積的微動觀測臺陣，用來采集臺陣以下一定深度范圍內(nèi)能夠反演地層結(jié)構(gòu)的地震面波信息。 通過在地面等間距布設(shè)多個觀測臺陣，并使相鄰臺陣出現(xiàn)重疊部分，如圖9 所示，能夠完整反演出臺陣下方連續(xù)的地層橫波速度結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到探明地層結(jié)構(gòu)的目的，并具有無縫成像效果，從而補充地勘鉆孔之間的地質(zhì)信息盲區(qū)。

圖9 微動數(shù)據(jù)無縫探測方案Fig.9 Seamless detection scheme for microtremor data

2）掘進前查清混凝土結(jié)構(gòu)位置、圍巖、注漿封堵效果，掘進通過后查清混凝土結(jié)構(gòu)及圍巖穩(wěn)定性。 為研究地質(zhì)雷達(dá)和微動探測技術(shù)對地下混凝土結(jié)構(gòu)的響應(yīng)特征，建立了地層結(jié)構(gòu)中包含混凝土結(jié)構(gòu)的地質(zhì)模型，通過正演模擬可知，地質(zhì)雷達(dá)在上方無金屬管線或金屬結(jié)構(gòu)的屏蔽作用下，能夠探測到來自地下混凝土結(jié)構(gòu)頂部的響應(yīng)，但無法探測到混凝土結(jié)構(gòu)底部的響應(yīng)，不能獲得混凝土結(jié)構(gòu)的整體形態(tài)特征。 而利用微動探測技術(shù)，能夠較為準(zhǔn)確地探明混凝土結(jié)構(gòu)的埋深、大小及形態(tài)特征。 在實際應(yīng)用中，微動探測技術(shù)探明了混凝土結(jié)構(gòu)位置、大小及形態(tài)，同時探明了混凝土結(jié)構(gòu)圍巖情況及混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部注漿填實效果，而地質(zhì)雷達(dá)掃描對此基本無響應(yīng)，如圖10 所示。

圖10 地下大型混凝土結(jié)構(gòu)探測效果對比Fig.10 Comparison of the detection effect of underground large concrete structure

根據(jù)微動探測結(jié)果，盾構(gòu)施工方制定并實施相應(yīng)的盾構(gòu)切割混凝土結(jié)構(gòu)（DN1600 污水管）掘進施工方案及掘進后的監(jiān)測方案，在此過程中，通過微動探測技術(shù)發(fā)現(xiàn)了幾處注漿不實情況，盾構(gòu)施工方在盾構(gòu)前根據(jù)方案進行了二次注漿填實處理，最終順利完成了在盾構(gòu)掘進過程中大型污水管的安全切割作業(yè)。

5 結(jié)語

依托成都地鐵18 號線一期工程土建2 標(biāo)，在結(jié)合工程具體情況和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，采用了高精度微動數(shù)據(jù)采集方式、高分辨率數(shù)據(jù)處理及SPAC 反演算法，進行了地鐵盾構(gòu)區(qū)間微動勘測新技術(shù)研究，得出以下主要結(jié)論。

1）微動探測技術(shù)應(yīng)用于城市地鐵盾構(gòu)施工，能夠獲得測區(qū)內(nèi)的高精度橫波（S 波）速度剖面，所得剖面地質(zhì)信息豐富、細(xì)節(jié)揭示清楚，能夠反映測區(qū)范圍內(nèi)復(fù)雜的地質(zhì)情況，指導(dǎo)地鐵盾構(gòu)施工，降低不良地質(zhì)體對工程的影響。

2）微動探測技術(shù)具有施工形式靈活、施工效率高、無需人工震源、抗干擾能力強的特點，在復(fù)雜地層的空洞、軟弱帶、軟硬交界面勘察方面，具有較高勘察準(zhǔn)確性和良好的適應(yīng)性。

3）微動探測技術(shù)對地下建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)體響應(yīng)靈敏，能夠定位地下大型混凝土結(jié)構(gòu)，評估地下大型混凝土結(jié)構(gòu)管線在盾構(gòu)前的注漿填實效果，避免盾構(gòu)切割中大型管線過程中發(fā)生因填充不實導(dǎo)致的局部管空腔塌陷。