淺層地震P波折射法在高速公路隧道勘察中的應(yīng)用.pdf

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1、226福建地質(zhì)GeologyofFujian第3期淺層地震P波折射法在高速公路隧道勘察中的應(yīng)用林錦霞(福建省地質(zhì)測繪院，福州，350011)摘要淺層地震P波折射法是高速公路勘察中常用的一種探測手段。結(jié)合高速公路路線工程勘察，列舉該方法在查明基巖埋深、測定基巖波速中的運用，有助于查明低速帶以及劃分隧道圍巖類別。關(guān)鍵詞淺層地震P波折射法基巖埋深低速帶圍巖類別高速公路地震法、地磁法、電法、磁法以及地質(zhì)雷達等技術(shù)在近地表探測中得到廣泛應(yīng)用。地震方法有折射波法、反射波法、面波法以及折射法和反射法聯(lián)合應(yīng)用等技術(shù)。折射波法簡便、高效、初至波易識別、資料解釋容易等優(yōu)點，在近地表地質(zhì)研究中發(fā)

2、揮著重要作用。1淺層地震折射法工作原理淺層地震P波折射法是通過地面人工激發(fā)地震波，地震波在地下介質(zhì)傳播過程中，遇到不同波阻抗介質(zhì)的分界面時，產(chǎn)生一定能量的折射波并沿該界面?zhèn)鞑ズ蠓祷氐孛?，埋置在地面的檢波器接收后通過電纜輸入地震儀，地震儀對采集到的信號放大并在采樣后將波形數(shù)據(jù)記錄于計算機中。通過計算機和人工對采集到地震波記錄時間、相位和振幅等信息進行分析和解釋，計算出介質(zhì)的界面速度和埋深口]。2野外工作2．1測量與測線的布置對于工程勘察任務(wù)，測線由測量組用測量儀器完成地震測線的布設(shè)，把設(shè)計所預(yù)定的測線布置在工區(qū)地面上，在端點位置上埋設(shè)注明測線號和樁號，在測線的交點、地形起伏點

3、、轉(zhuǎn)折點也要做好標(biāo)識。野外工作結(jié)束后應(yīng)提交各標(biāo)識點的樁號高程。2．2儀器設(shè)備首先確認儀器性能是否正常，同時也要進行用于接收地震波的檢波器一致性檢查，必須保證儀器的工作情況良好，檢波器出問題，所有的數(shù)據(jù)將作廢。因此，在野外施工之前，必須要檢查檢波器的工作性能，檢查是否每個都處于正常工作狀態(tài)‘2【。(1)檢波器是否對地震波有明顯的反應(yīng)，若信號強度非常弱、沒有信號或噪聲信號異常收稿日期：2014—03—10作者簡介：林錦霞(1978一)，女，工程師，物探專業(yè)。第3期林錦霞：淺層地震P波折射法在高速公路隧道勘察中的應(yīng)用227大，工作中不應(yīng)該再使用。(2)每個檢波器的起跳要達到?jīng)]有延

4、遲或者延遲達到一致。若有不滿足條件，應(yīng)更換檢波器再次重復(fù)上述步驟，直到每個檢波器起跳時間和波形基本一致為止。2．3野外采集數(shù)據(jù)在開展淺層地震P波折射法勘察過程中，依據(jù)相關(guān)的物探勘察技術(shù)規(guī)范，嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，確保原始數(shù)據(jù)的真實可靠。地震波的激發(fā)一般選擇炸藥，激發(fā)能量通過試驗確定。檢波器埋置的位置應(yīng)準(zhǔn)確，與地面接觸良好，安置牢固，埋置條件盡量一致。測區(qū)遇到影響數(shù)據(jù)采集的不良地質(zhì)情況應(yīng)采取以下措施。(1)測區(qū)內(nèi)表層軟質(zhì)土和地表植被較發(fā)育地段，檢波器與地表土耦合較差，影響接收效果。采用清除雜草、將土踩實后再埋置檢波器的辦法。(2)雨后施工或遇稻田等情況，電纜容易受潮引起漏電，影響地

5、震信號的采集效果。采用將檢波器直接焊接在電纜上，并做密封處理或?qū)ｉT加工密封式檢波器電纜串的辦法。(3)局部地形起伏較大地段，對資料的處理解釋造成一定影響。通過野外測繩定點過程記錄地形的突變起伏情況，在資料處理解釋過程中加以校正。(4)及時發(fā)現(xiàn)地震記錄模糊不清、壞道超出要求等不合格記錄，安排重測。各記錄道的波形、振幅及振動延續(xù)度要相似，相位要一致。(5)在連續(xù)排列的接頭布設(shè)重復(fù)道，保證折射波初至數(shù)據(jù)的可靠性，現(xiàn)場觀察兩個端點炮相遇互換時間，以互換時間差不大于5ms為準(zhǔn)。2．4數(shù)據(jù)處理淺層地震P波折射法的數(shù)據(jù)處理主要通過軟件來讀取波的初至?xí)r間，然后畫出時距曲線，最后繪制物探地質(zhì)

6、解釋剖面圖。(1)外業(yè)采集的原始數(shù)據(jù)，部分遠距離追逐激發(fā)記錄，由于地震波傳播距離較遠，受溝谷的影響，折射初至波能量較小，但可采取讀取第一相位波峰或波谷獲得折射波時間。(2)可利用原始記錄讀取波的初至?xí)r間，也可在監(jiān)視屏上讀取波的初至?xí)r間。直接讀取初至?xí)r間有困難時，可讀取初至波的極值時間，應(yīng)求取相位較正量進行初至校正。(3)通過不同追逐距離的原始記錄初至?xí)r間的分析對比，其時距曲線的變化趨勢一致性較好，表明追逐炮距離已經(jīng)超出“盲區(qū)”，室內(nèi)資料處理過程中篩選出較好的原始記錄進行計算解釋。追逐炮的記錄應(yīng)以兩次記錄波形相似且時距曲線平行為主。(4)時距曲線繪制后，可根據(jù)時間互換相等性，

7、追逐時距曲線平行性、截距時間相等性原則進行檢查。時距曲線中個別道出現(xiàn)突變時，應(yīng)對照相同地段的相遇或追逐時距曲線走時情況?；蚋鶕?jù)班報中的有關(guān)說明，查明突變原因，必要時進行修正。3高速公路隧道勘察應(yīng)用3．1地球物理條件根據(jù)該隧道前期勘察資料，測區(qū)內(nèi)土層與全風(fēng)化巖層縱波速度(V。)一般為500～1500m／s，強風(fēng)化巖層與構(gòu)造破碎帶與裂隙密集帶縱波速度一般為1500～2500m／s，弱(微)風(fēng)化巖層縱波速度(V，)一般為2500～4300m／s。上述各巖土層之間的波阻抗差異較大，滿足開展地震P波折射法的地球物理前提。22