綜合勘探技術在地震安全性評價工作中的應用

羅守占

（鄭州市地震工程勘察事務所技術部，河南 鄭州 450000）

近些年來，我國加大了對地震等自然災害的防治管理工作，從各個層面加強對地震安全性的研究，其中，安全性評價是一項基礎性的重要內容，得到了相關研究機構的高度重視。綜合勘探技術在地震安全性評價工作中，占有非常重要的位置，是確保整個評價準確的基本條件。通過優化和完善綜合勘探技術，將其性能和效能充分發揮，對整個地震的安全性評價和管理有著尤其重要的意義，因此也成為了國家進行相關建設必不可少的工作環節。

1 概述

我國一些地域處于地震多發地帶，一些地震對于這些地區造成了非常巨大的破壞，給人們的生命財產形成巨大威脅。特別是2008年的汶川地震等，其破壞性觸目驚心，給人留下了深刻的印象。破壞性地震在我國的頻發和多發，使得人們對于地震的安全防護意識逐漸提高，而基于國家和社會建設的發展，地震造成的經濟財產損失也更加巨大，這就要求我們在進行建筑物設計建設時，必須將抗震性能作為一個基本的條件加以充分考慮，通過引入科學的勘探技術，確保其地震安全性能達到應有的保障水平。相關研究的投入加大，為更加科學地研究奠定了條件，也為確保各種地震風險區的建、構筑物整體抗震性能滿足防控水準以及地震安全性評價的發展提供充分的空間[1]。

地震災害的發生，與地質構造發生斷裂等活動息息相關，當這些斷裂達到一定巨大程度，就可以導致地震發生，此時地面會產生較大程度的變形，這些變化會形成對地面的各種建筑物形成嚴重的破壞作用，并產生一些不可預期的嚴重次生災害。在實際的建設中，利用綜合勘探技術對地質構造進行準確把握，可以為整個建筑物的安全建設提供最穩妥的設計保障，綜合勘探基于對隱伏構造的探測，可以對地震預防等工作有著非常重要的影響。整個綜合勘探技術的實施目的就是要進一步對地質斷裂等相關構造的情況進行明晰，包括活動情況、展布位置等，對建構筑物設計選址時的避讓選擇，是一個基本的前提因素。

2 綜合勘探方法在地震安全性評價中的應用

綜合勘探方法已經廣泛用于對地震安全性評價，這主要是因為綜合勘探方法的整體有效性，以及其在實際地震勘測和地震安全性防護中的科學價值。其應用效果得到整個世界范圍內的公認，是進行相關建設時最重要的評價方法和技術保障方式。

2.1 綜合勘探方法

綜合勘探方法主要利用物理學的一些基本原理，對地下各種介質物的性差異進行利用，以區分和識別不同地質物的方法，進而找出地質構造中的斷裂等情況，為地質判斷奠定基礎。就目前發展情況來看我國采用的勘探方法主要包括三種：人工地震法、電磁法和重力勘探等，而綜合勘探技術是將多種勘探方法綜合運用，進而實現整個勘探效果的最準確信息，為之后的建設物設計和預防奠定條件。人工地震法可以選擇陸域和水域兩種地形方式，并采用單道地震或者多次覆蓋等實施方式具體進行。電磁法主要采用電法、磁法和地質雷達等技術手段對目標地域的地質構造進行探測，其探測原理是地質中不同介質對于電磁的傳導性能不同這一基本條件進行。重力勘探則借助重力場的變化來對地質構造進行勘探等。目前對地震安全性評價工作中比較常用的選擇方法主要包括：水域聲波淺地層剖面勘探、淺層人工地震勘探、地質雷達勘探、高密度電法勘探等方法。

2.2 水域聲波淺地層剖面勘探技術應用

一些需要進行地震安全性評價的建設工程位于水域環境，這種工程項目的綜合勘探需要對整個水域下地質的斷裂狀態進行勘測，包括斷裂分布以及各種不良地質體等。水域聲波淺地層剖面勘探技術可大致分為兩種：單道模式和多次覆蓋模式，其具體應用通常采取震源槍或電火花激發的方式，并利用水聽器進行反射波的接收。整個綜合勘測方法的優勢是分辨率非常高，在勘測的橫向范圍能夠實現1- 2m的標準，而縱向上也能達到亞米級的測量精度。但其存在的問題時探測深度方面的限制，該探測方法需要基于各種水下地質情況，能夠滿足20-150m的探測任務要求，可以大量應用于各種港口、堤壩、海邊貨場等一些工程項目的地震安評中，并因其有效性得到了非常充分的運用，效果顯著。需要注意的是，勘探設備的使用通常要在船上運用完成探測，因此容易受船只活動和噪聲等問題的干擾，可能會產生多次波問題。其解決方法就是要確保載具的穩定性，并盡量避免噪聲的干擾影響[2]。

2.3 淺層人工地震勘探技術應用

淺層人工地震勘探技術包括兩種，反射法用于對地層構造等內容進行勘探，而折射法則用于對速度結構等情況進行勘探，按照震源激發方式的差異可以進一步分為橫波與縱波勘探等。

根據觀測設備不同又可分為單道地震和多次覆蓋，可按照具體的需要和目的，合理有效選用。針對地震安評的物探工作其目的就是要對地下地質構造、不良地質體等情況進行調查分析，實際工作中常采用縱波反射法。縱波反射法利用震源類型探測差異來完成不同深度的地質勘探任務，這對于市區內的地震安全性評價工作有很大便利性，通常這些勘探任務選擇車載可控震源，該種震源除不會對勘探線路地表破壞外，還具有壓制干擾的作用。選用合適噸位的震源，利用該方法一般可探明1000m以淺的地層結構，是探測隱伏區地質構造的最有效方法，該方法具有橫向分辨率高，勘探深度大等優點，缺點就是在市區受地面人類活動引起的振動波的干擾大。

2.4 地質雷達勘探技術應用

地質雷達是通過天線發射寬頻帶短脈沖電磁波，經不同的界面反射后接受，它反映的是地下電性分布，對介電常數變化明顯的地質體有較好的分辨，在地震安全性評價工作中，常用于調查淺表隱伏斷裂、不良地質體，可通過選用不同頻率的天線來實現不同深度的勘探，但在實際應用中一般對20m以淺的介質變化有較好的反應，地質雷達數據具有較強的多解性和不確定性，數據細微的變化可能蘊藏著重要的地質意義，在分析時應仔細識別，結合鉆探揭露來驗證和確保探測的準確性。

2.5 高密度電法勘探技術應用

高密度電法勘探通過程控轉換電極極大的提高了工作效率，按照不同電極排列方式，可分為不同的裝置，地震安全性評價工作中常用的是溫納裝置、偶極裝置、微分裝置等，它對地下地電結構有較高的分辨率，是研究淺層地質結構行之有效的方法，在探測深度50m以內的地質結構時常采用此方法，目前已經實現在陸地、水面及水下開展高密度電法勘探工作，都取得了良好的效果。在市區進行探測時面臨各種工業電流、高壓線、淺部地層回填等等的影響，勘探環境趨于不良，在勘探時選線及采用何種裝置是市區探測能否取得理想效果的關鍵。該方法的缺點是只能初步確定構造的位置，而不能對斷裂的活動進行定量定性分析。

3 結束語

綜上所述，單獨一種勘探技術具有非常明顯的局限性，并因此導致實際的地震安全性評價工作質量不高的問題，通過采用綜合勘探技術，將多種勘探方法綜合運用，能夠達到更為有效的勘探效果。這些技術的全面應用，能夠為整個地震安全性評價提供更加全面和穩定的技術支持和保障，進而發揮其整體性功用，這是進行綜合勘探的一個基本選擇優勢，也是實際勘探過程中所注重的重要內容[3]。