地震勘探技術在城市巖土勘察中的應用研究

文/張昌歡 深圳市工勘巖土集團有限公司 廣東深圳 518026

地震勘探技術在城市巖土勘察中的應用研究

文/張昌歡 深圳市工勘巖土集團有限公司 廣東深圳 518026

隨著中國經濟的發展，城市建設已成為當今最主要的主題之一。但如今城市工程建設發生城市斷裂的情況很頻繁，而城市斷裂是危及城市建設的最主要原因之一。本文所介紹的淺層地震勘探反射波法可以有效的針對城市斷裂帶做出檢測，而且在巖土工程勘察階段發揮重要的作用。通過研究北京地區的工程實例作為主要的方式，運用淺層地震勘探反射波法來勘探地下的城市斷裂，估算斷裂對城市工程的影響，最后制定出一套科學的應對措施。

地震勘探技術；城市斷裂；巖土工程勘察；淺層地震反射波法

前言

城市斷裂可引發一系列的問題，很多地震造成的人員死亡和財產損失大多和城市斷裂有關；城市斷裂導致地表錯動引發建筑發生移動，產生位移帶和破壞帶，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，因此我們在建筑城市的敏感建筑，包括高層、線形工程等一系列的設施時候，應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，斷裂帶的覆蓋層厚度和巖性特征在上下存在顯著差異，因此會發生沉降等地質問題。

1.現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工作落后，主要具有以下幾種問題：城市活動斷裂帶的斷裂長度最長可達到十數公里，各個斷裂帶的主要特性和活動范圍具有很大的不同，如今的勘測技術過于落后，不能很好的解決很多的復雜問題；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，只是進行簡單的了解，不能很全面的分析一個大的斷裂系統的所有的問題；關于城市斷裂帶的資料數據只有少數政府機構和科研院所能夠自由使用，造成群眾獲取資源匱乏的局面。因此對于城市斷裂的勘探和統計工作困難重重，城市建設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，通過對他們相關成分的檢測統計，之后用來分析這一地區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際意義，往往出現很多差錯，產生的數據不準確。

2.城市淺層地震勘探技術

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、結構存在巨大差異，所以導致正、逆斷層之間產生獨特的波阻抗界面組合。反射波發射器發射人工激發的地震波，并由地層迅速的向下傳播，碰到正、逆斷層之間產生獨特的波阻抗界面發生反射，之后地震波的波形、波幅、相位會發生顯著的變化。反射波法運用檢波器收到這些反射地震波，通過相關的儀器進行數據的合成和翻譯工作，來知道地下介質的特性，地面的硬度、松軟程度等一系列的情況，進而對工地的地層、斷層進行有效的處理工作。

3.工程實例分析

本文主要研究北京南苑地區高層住宅項目的工地施工情況，建筑工程的最大高度為90米。我們通過觀察現有的區域地質資料，發現該高層住宅項目和區域的斷裂帶之間的位置不能很好的確定，所以在根據原有資料進行工程場地與斷裂帶的判定就顯得不準確和無法操作。因此我們重新運用淺層地震勘探反射波法進行勘探，在此高層住宅項目周圍排布5條淺層地震勘探測線，總勘測長度達到3500米。勘測之后我們發現：探測結果表明，物探剖面2-5的南北方向沒有檢測到斷裂異常點；物探剖面1-4的東西方向檢測到斷裂異常點。斷裂點的斷裂方向偏向東北，屬于正斷層。通過與之前的研究的對比發現，存在的斷裂點處于黃莊——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，該斷裂帶對南苑地區高層住宅項目不會帶來影響，相關的施工也應該明確這一點，因此該工地只需要考慮高層建筑的地震安全性檢測分析，從而設計結構抗震相關參數。

4.討論

我國城鎮化進程的順利開展離不開地質勘探技術的有效進行，特別是淺層地震勘探反射波法的有效運用，不僅節約時間，提高工作效率，同時也更加準確、全面的反映該地面的地質狀況和地震斷裂帶的分布情況，因此地震斷裂帶的評析成為城市工程建設關注的重要問題之一。巖土工程對城市工程斷裂帶的科學、合理、有效的勘探進行，需要做好以下幾個方面的工作：首先是城市地震、地質主管部門和科學研究院的積極配合。他們手中掌握的資料和新的研究成果等很多數據能夠被相關的地震勘探人員查看，條件允許的情況下也可以進行分享與統計。這樣能夠使企業降低勘探成本，有利于將理論快速的轉換為相應的企業效益，同時能夠改善城市建筑的安全生態，避免之后更多地質問題的發生；其次，由于如今眾多高層、軌道工程、特殊工程在設計上更加復雜，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工地的水、土體進行參數檢測和分析，另一方面需要結合工程的相關特色，通過具體的儀器檢測分析地層地貌以及其他的產生斷裂的因素，從而提出具體完整的應對措施，保證產生結論的合理有效性。

5.結語

現有的巖土工程勘察體系具有以下的特點：可以通過偵測找到城市斷裂的地帶，從而進行相關方面的處理，卻不是最為有效的方法。因此淺層地震勘探技術的出現，對城市工程建設的順利進行具有重要意義，我們可以根據城市不同的沿途結構進行合理的施工，在具體的實行方面具有指導作用。

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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）