探究地震反射波法在工程地质勘察中的应用

■王磊 董麒麟

（重庆市地质矿产勘查开发局208水文地质工程地质队 重庆400700）

探究地震反射波法在工程地质勘察中的应用

■王磊 董麒麟

（重庆市地质矿产勘查开发局208水文地质工程地质队 重庆400700）

地震反射波法简单、便捷，因此，在工程地质勘察中得到广泛的应用，也发挥着作用。基于此，本文结合多年来的工作经验，并结合具体实例，对地震反射波法在工程地质勘察中的应用进行了研究。

地震反射波法工程地质勘察运用

0　前言

在工程建设前，要对地质情况进行勘察。而在工程勘察中，地震反射波法起到了重要作用。因为它具有费用低，操作简便的优势，因此在地质勘察中占了重要份额。

1　地震反射波法的工作机制

地震反射波法的工作机制主要建立在地震波在传播过程中触及到不同类型的媒介岩土层时，会反射局部能量的特点。通常情况下，地震波在地下传播中，一旦碰到地层分界以及断层等出现波阻抗变更的界面情况下，都会出现反射波，通过地面的接收设备接受来自不同界面的反射波，经过严格详细的研究后，核算出地震时间剖面。同时将其和之前的工程地质信息进行比较，研究反射波场的特点，那么就可以具体明确地表之下岩土层的分层结构以及相关的内容，进而实现勘察地质的目标。

2　具体工程实例

本文以某大桥工程作为实例，该大桥主要由主桥以及引桥构成，全长为640m，主桥是2×180m的独塔叠合梁式斜拉桥。该大桥工程区域空间非常广阔，没有一些可见的障碍物，因为其天然水深很浅，同时受潮位变动的影响非常大，所以无法科学的进行较大面积的工程地质钻探。于是使用地震反射波法勘察工程区域内的风化岩面分布情况，预判出该区域内有没有出现断层以及溶洞等相关地质问题的可能性。按照之前的对大桥周边的地质勘察信息表明，该地区的地层分布主要分为海相沉积层，陆相沉积层以及基岩等等相关的岩层分布情况。野外搜集数据会干扰到勘察结果的质量以及精度，因此，在一个全新的工程地区进行野外生产性数据搜集之前，必须要进行一定数量的野外搜集试验，通常这些试验的主要方法涵盖了：勘察方法试验，监测系统试验以及覆盖次数试验等等相关的试验内容。在刚开始进行探测试验过程中，使用的震源是激震船，接收装置为12道水上漂浮检波设备。因为震源船自身的激发能量非常有限，很难直接的打破上面厚度较大的覆盖层，导致探测信号的信噪比非常低，水上漂浮检波设备也无法使用覆盖检测系统降低环境信号的噪音影响，让浅水区的地震映像资料非常容易受到次数较多的反射干扰。所以在刚开始探测试验中接收设备搜集相关的数据的真实度不是非常的科学。在通过反复的试验之后，于是在出现低潮的情况下，使用路上地震反射波法进行探测，相关的设备还是使用SWS工程勘察以及工程检测仪，接收设备使用磁电式检波仪器，震源激发形式使用浅井爆竹法。按照工程现场具体的施工条件以及探测技术的水平，在大桥设置纵横向测线，每边3条，纵向测线处于大桥轴线以及两边大于25m的位置，横向测线处于大桥主塔位置同大桥轴线相互垂直。地震反射波法检测系统使用多次覆盖技术，这种技术的优势在于能够降低多次反射波所带来的影响，提升地震记录的信噪比。

3　地震反射波法在具体工程地质的应用

该大桥工程地震反射波法检测系统使用12道接收。单边引爆6次覆盖，一般在引爆一个炮点之后，后面的炮点以及接收区域按照横排以及纵列都依次向前移动1个道间距离。从大桥的实际情况来分析，其具体的偏移距为20m，纵向测线上的炮点间距以及道间距都是5m。采样时间每次间隔时间为0.3m/s，采样的距离为4098。

4　勘察资料的研究和处理

4.1勘察资料的处理程序

该大桥工程采取的地震反射波法勘察的资料使用专业的陆上地震发射波数据处理软件进行研究，其主要的程序涵盖了预处理，剖面处理以及其他方面相关的处理程序。所谓的预处理主要工作就是完成记录数据的归纳，以及频谱研究，选取共偏移道集以及共中心点道集等相关方面的任务；而剖面处理主要是对共偏移道集的自动校正，速度研究，小波道间相关去噪等有关方面的工作；最后是解释处理，这其实就是对不同记录数据的频谱进行详细的比较和研究，比较纵和横剖面交点道进行校正，从钻探信息中找出对监测剖面的相关解释内容。

4.2地质解释以及资料处理

原始地震记录数据在通过相关的技术处理之后，能够获取地震波反射时间的剖面图，按照时间剖面图的详细情况可以从中反应出反射波组特点，利用地区地质的相关情况以及钻孔资料可以明确不同的地质结构，以及构造的特点，其中通常都涵盖了研究地震反射波组的特点，制作地质解释剖面图以及相关的内容。具体来看，首先是时间剖面的波组特点，在该大桥的位置覆盖层，中等风化岩层的分界区域，都可以构成非常强的反射波组，发射波组的同组轴都是相互平行，同时保持连续性的状态。通过对时间剖面的波组特以清晰的反应出，在基岩面以下部分具有非常显著的反射波组和相轴合并，波组间隔变化较快，反射错乱等等相关的变化，这就充分的表明基岩内部的具体结构。其次是制作地质解释剖面，按照地震反射波的时间剖面图能够明确反射界面的区域，然后同之前的钻孔信息进行详细的比较，进而明确反射波双程过程中的有效波速，明确大桥测线上反射界面的深度。某测线地震反射波探测的地质解释剖再其次是数据信息处理，一般这都是通过计算机对搜集的资料进行影响，以及获取地震相关的指标参数，提升信噪比为主要目标的整个处理过程和方法。其大体涵盖了数字滤波速度研究以及校正叠加等等一些相关的内容。利用不同功能的地震处理，充分的显示出其是表明岩性和地下结构等的参数据处理和地震剖面为目标的，提升分辨率，科学反射信息以及加强信噪比，以此来更好的限制不同方面的影响，进而取得对地质解释的水平叠加偏移的时间剖面，以及可以折射出地下地质状况信息。

4.3勘察结果的研究

从本次地震反射波勘察的结果以及之前的地质钻探信息进行探测成果的全面研究，其中一般涵盖了明确岩土分层以及裂隙构造等相关的内容。按照地震反射波勘察结果，以及大桥周边的地质钻孔信息资料，可以根据波阻抗等物理指标参数把该大桥区域内的岩土层分成4层，从上到下以此划分为表面覆盖层，以及中等风化岩层等相关的内容。该次地震反射波探测中一共发掘了4个小断层，以及裂隙等。利用同周边的地质钻孔资料进行比较分析可以反映出，地震反射波同相轴的变更一般都是由花岗岩不均匀风化，以及中等风化岩层中含有强风化岩夹层而导致的。

5　结束语

随着我国工程建设速度的不断加快，对于工程地质勘察工作技术标准愈加苛刻，常规的勘察方式已经无法满足实践生活工作的需求，在一些地质复杂的山区，工程地质勘察不但要充分的监测施工现场的所有的地质情况，同时还应该观察该地区有没有出现断层以及岩溶塌陷等对工程施工不利的情况。所以人们逐步开始采取地震反射波法对工程地质进行勘察，目前被广泛的运用于很多地形地质比较复杂的地区。该大桥工程地震反射波法勘察选取在低潮时，使用陆上地震反射波法，防止了浅水区地震映像多次反射的干扰，使用高能量爆炸震源，同时利用多次覆盖叠加，获取了清楚的地震反射波时间剖面图。从之前的地质钻探信息表明了强风化以及中等风化岩面的分布情况，勘察的结果反映良好，实现了预期的目标。

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U652.2[文献码]B

1000-405X（2016）-2-245-1