花园水库工程勘察中浅层折射地震勘探方法应用效果分析

2012-06-26朱崇书

黑龙江水利科技 2012年3期

朱崇书，董丽

(克东县宏图市政工程有限责任公司，黑龙江克东 164800)

1 工程概况

龙江县花园水库位于雅鲁河支流济沁河下游，龙江县济沁河乡境内。设计中拟定两条比较坝址，其中上坝址位于济沁河乡龙头二队村北至花园村之间;下坝址位于北济一队至西山五队之间，下坝址上游控制面积3 100 km2左右。是一座为龙江县城镇供水、防洪、灌溉并发电的综合性大(2)型水库。工程主要由拦河坝、溢洪道、电站厂房、输水洞等组成。本次主要设计指标为:

初选上坝址死水位284.00 m，相应库容2290×104m3;下坝址死水位265.00 m，相应库容2484×104m3。上、下坝址死水位均可以满足各方面的要求。

2 工作情况

本次工作采用浅层折射地震勘探方法来解决上、下坝址区的覆盖层厚度、基岩埋深等问题。根据工作需要及场地条件布置了 A、B、C、D、E、F、G 共7条浅层折射地震测线。

3 基本原理及工作方法

地震勘探是地球物理勘探方法的一种，它是通过对岩石弹性性质的研究来解决地质构造问题。通过人工激发所产生的地震波在地壳内的传播，当遇到弹性性质不同的分界面时，在界面上将引起反射和折射，利用地震仪在地面将反射或折射的地震波接收并记录下来，这便是地震记录。从记录上可以获得波到达地面的时间(称为波的旅行时)，再结合波的传播速度资料，就能推算出地下不同岩层分界面的埋藏深度、倾角等产状要素，从而了解地层的构造形态。

根据观测波的种类不同，地震勘探有两种基本方法:反射波法和折射波法。

根据地震探测的深度不同，有中、深层地震勘探和浅层地震勘探之分。在水文地质及工程地震调查中，通常使用浅层地震勘探方法，探测深度由几米至几百米。无论中、深层还是浅层的地震勘探工作，其方法原理是相同的，只是具体装备、仪器和激发方式有所区别。

浅层折射波法地震勘探是工程地震勘探中常用的一种方法，在解决工程、地质问题中常用于探测地层的厚度、基岩起伏、断层位置、潜水面深度等。当下伏岩、土层的速度高于上部地层时，地面人工震源产生的一部分能量沿折射路径返回地面，在地面接收折射波，分析和解释时距曲线，了解地下的地质情况。

本次野外工作使用的仪器为GEOPEN SE2404M型工程地震仪，采样间隔为0.2 ms～0.5 ms，记录长度为204.8 ms～512 ms，采用磁盘记录，检波器为100 Hz高频检波器，炸药震源。地震勘探采用的观测系统为多重相遇追逐观测系统。检波点距5 m，排列长度115 m。排列间首尾相接，便于有效波的连续与追踪。

4 资料解释方法

浅层折射波法地震勘探解释方法采用常规t0差数时距曲线法和截距时间法。通过对地震资料数据文件进行整理，读取折射波传播时间，绘制折射波时距曲线图，采用常规t0差数时距曲线法和截距时间法计算，获得地下地震纵波速度及相应层厚度。当基岩相对同一层中出现纵波波速相对较低的部位，解释为低速带。出现低速带可能是由于岩体不完整(局部风化强烈、节理裂隙发育、岩石破碎等)或含水等原因造成的。

5 应用效果分析

本次工作地震勘探一共对坝址区的7条测线进行了浅层折射地震勘探，本文以其中的F线为例，分析一下浅层折射地震勘探的应用效果。

通过野外实测及通过对所采集的数据进行处理解释，F线地震勘探分层如下:

第一层:纵波波速在630 m/s～750 m/s，解释主要岩性XHY5号钻孔附近该层为有机质土、级配不良细砾;测线中间部分为低液限黏土、全、强风化凝灰岩;XHY6号钻孔至XHY7号钻孔段该层为低液限黏土、碎石混合土及全、强风化凝灰岩;其余部位该层为低液限黏土、碎石混合土。该层厚度在3.9～5.1 m。

第二层:纵波波速在2 100 m/s～2 400 m/s，解释岩性为弱风化凝灰岩，厚度在15.1 m～21.8 m。

第三层:纵波波速在3 600 m/s～4 300 m/s，解释岩性为微风化～新鲜凝灰岩。

通过勘探资料分析，解释1条构造破碎带Ff1，位于距测线起点(F点)144.2 m附近，纵波波速为2 200 m/s，宽为10 m，倾向大号点。

F线的浅层折射地震勘探剖面图见图1。其对地层层位的划分与地质钻孔结果比较吻合，效果较理想。