探究地震反射波法在工程地質勘察中的應用

■王磊 董麒麟

（重慶市地質礦產勘查開發局208水文地質工程地質隊 重慶400700）

探究地震反射波法在工程地質勘察中的應用

■王磊 董麒麟

（重慶市地質礦產勘查開發局208水文地質工程地質隊 重慶400700）

地震反射波法簡單、便捷，因此，在工程地質勘察中得到廣泛的應用，也發揮著作用。基于此，本文結合多年來的工作經驗，并結合具體實例，對地震反射波法在工程地質勘察中的應用進行了研究。

地震反射波法工程地質勘察運用

0　前言

在工程建設前，要對地質情況進行勘察。而在工程勘察中，地震反射波法起到了重要作用。因為它具有費用低，操作簡便的優勢，因此在地質勘察中占了重要份額。

1　地震反射波法的工作機制

地震反射波法的工作機制主要建立在地震波在傳播過程中觸及到不同類型的媒介巖土層時，會反射局部能量的特點。通常情況下，地震波在地下傳播中，一旦碰到地層分界以及斷層等出現波阻抗變更的界面情況下，都會出現反射波，通過地面的接收設備接受來自不同界面的反射波，經過嚴格詳細的研究后，核算出地震時間剖面。同時將其和之前的工程地質信息進行比較，研究反射波場的特點，那么就可以具體明確地表之下巖土層的分層結構以及相關的內容，進而實現勘察地質的目標。

2　具體工程實例

本文以某大橋工程作為實例，該大橋主要由主橋以及引橋構成，全長為640m，主橋是2×180m的獨塔疊合梁式斜拉橋。該大橋工程區域空間非常廣闊，沒有一些可見的障礙物，因為其天然水深很淺，同時受潮位變動的影響非常大，所以無法科學的進行較大面積的工程地質鉆探。于是使用地震反射波法勘察工程區域內的風化巖面分布情況，預判出該區域內有沒有出現斷層以及溶洞等相關地質問題的可能性。按照之前的對大橋周邊的地質勘察信息表明，該地區的地層分布主要分為海相沉積層，陸相沉積層以及基巖等等相關的巖層分布情況。野外搜集數據會干擾到勘察結果的質量以及精度，因此，在一個全新的工程地區進行野外生產性數據搜集之前，必須要進行一定數量的野外搜集試驗，通常這些試驗的主要方法涵蓋了：勘察方法試驗，監測系統試驗以及覆蓋次數試驗等等相關的試驗內容。在剛開始進行探測試驗過程中，使用的震源是激震船，接收裝置為12道水上漂浮檢波設備。因為震源船自身的激發能量非常有限，很難直接的打破上面厚度較大的覆蓋層，導致探測信號的信噪比非常低，水上漂浮檢波設備也無法使用覆蓋檢測系統降低環境信號的噪音影響，讓淺水區的地震映像資料非常容易受到次數較多的反射干擾。所以在剛開始探測試驗中接收設備搜集相關的數據的真實度不是非常的科學。在通過反復的試驗之后，于是在出現低潮的情況下，使用路上地震反射波法進行探測，相關的設備還是使用SWS工程勘察以及工程檢測儀，接收設備使用磁電式檢波儀器，震源激發形式使用淺井爆竹法。按照工程現場具體的施工條件以及探測技術的水平，在大橋設置縱橫向測線，每邊3條，縱向測線處于大橋軸線以及兩邊大于25m的位置，橫向測線處于大橋主塔位置同大橋軸線相互垂直。地震反射波法檢測系統使用多次覆蓋技術，這種技術的優勢在于能夠降低多次反射波所帶來的影響，提升地震記錄的信噪比。

3　地震反射波法在具體工程地質的應用

該大橋工程地震反射波法檢測系統使用12道接收。單邊引爆6次覆蓋，一般在引爆一個炮點之后，后面的炮點以及接收區域按照橫排以及縱列都依次向前移動1個道間距離。從大橋的實際情況來分析，其具體的偏移距為20m，縱向測線上的炮點間距以及道間距都是5m。采樣時間每次間隔時間為0.3m/s，采樣的距離為4098。

4　勘察資料的研究和處理

4.1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的陸上地震發射波數據處理軟件進行研究，其主要的程序涵蓋了預處理，剖面處理以及其他方面相關的處理程序。所謂的預處理主要工作就是完成記錄數據的歸納，以及頻譜研究，選取共偏移道集以及共中心點道集等相關方面的任務；而剖面處理主要是對共偏移道集的自動校正，速度研究，小波道間相關去噪等有關方面的工作；最后是解釋處理，這其實就是對不同記錄數據的頻譜進行詳細的比較和研究，比較縱和橫剖面交點道進行校正，從鉆探信息中找出對監測剖面的相關解釋內容。

4.2地質解釋以及資料處理

原始地震記錄數據在通過相關的技術處理之后，能夠獲取地震波反射時間的剖面圖，按照時間剖面圖的詳細情況可以從中反應出反射波組特點，利用地區地質的相關情況以及鉆孔資料可以明確不同的地質結構，以及構造的特點，其中通常都涵蓋了研究地震反射波組的特點，制作地質解釋剖面圖以及相關的內容。具體來看，首先是時間剖面的波組特點，在該大橋的位置覆蓋層，中等風化巖層的分界區域，都可以構成非常強的反射波組，發射波組的同組軸都是相互平行，同時保持連續性的狀態。通過對時間剖面的波組特以清晰的反應出，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，反射錯亂等等相關的變化，這就充分的表明基巖內部的具體結構。其次是制作地質解釋剖面，按照地震反射波的時間剖面圖能夠明確反射界面的區域，然后同之前的鉆孔信息進行詳細的比較，進而明確反射波雙程過程中的有效波速，明確大橋測線上反射界面的深度。某測線地震反射波探測的地質解釋剖再其次是數據信息處理，一般這都是通過計算機對搜集的資料進行影響，以及獲取地震相關的指標參數，提升信噪比為主要目標的整個處理過程和方法。其大體涵蓋了數字濾波速度研究以及校正疊加等等一些相關的內容。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構等的參數據處理和地震剖面為目標的，提升分辨率，科學反射信息以及加強信噪比，以此來更好的限制不同方面的影響，進而取得對地質解釋的水平疊加偏移的時間剖面，以及可以折射出地下地質狀況信息。

4.3勘察結果的研究

從本次地震反射波勘察的結果以及之前的地質鉆探信息進行探測成果的全面研究，其中一般涵蓋了明確巖土分層以及裂隙構造等相關的內容。按照地震反射波勘察結果，以及大橋周邊的地質鉆孔信息資料，可以根據波阻抗等物理指標參數把該大橋區域內的巖土層分成4層，從上到下以此劃分為表面覆蓋層，以及中等風化巖層等相關的內容。該次地震反射波探測中一共發掘了4個小斷層，以及裂隙等。利用同周邊的地質鉆孔資料進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化，以及中等風化巖層中含有強風化巖夾層而導致的。

5　結束語

隨著我國工程建設速度的不斷加快，對于工程地質勘察工作技術標準愈加苛刻，常規的勘察方式已經無法滿足實踐生活工作的需求，在一些地質復雜的山區，工程地質勘察不但要充分的監測施工現場的所有的地質情況，同時還應該觀察該地區有沒有出現斷層以及巖溶塌陷等對工程施工不利的情況。所以人們逐步開始采取地震反射波法對工程地質進行勘察，目前被廣泛的運用于很多地形地質比較復雜的地區。該大橋工程地震反射波法勘察選取在低潮時，使用陸上地震反射波法，防止了淺水區地震映像多次反射的干擾，使用高能量爆炸震源，同時利用多次覆蓋疊加，獲取了清楚的地震反射波時間剖面圖。從之前的地質鉆探信息表明了強風化以及中等風化巖面的分布情況，勘察的結果反映良好，實現了預期的目標。

[1]戚玉紅，馮百全.地震反射波在錦州凌水灣大橋工程地質勘查中的應用 [J].港工技術，2013,8（15）：61-62.

[2]曹榮.淺層地震反射波法在工程勘察中的應用 [J].廣東科技，2010,2（25）：198-199.

[3]曹江濤，翟偉強，方勇.淺層地震反射波法在山區工程勘察中的應用 [J].工程勘察，2014,8（1):84-85.

[4]酆少英，龍長興，高銳,等.高分辨折射和淺層反射地震方法在活斷層探測中的聯合應用[J] .地震學報，2010,32 （6）：718-724.

U652.2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-245-1