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工程勘察中地震反射波法的具体运用
发布时间:2021-08-14

  摘    要: 地震反射波法作为工程勘察中一种常用的方法,对于工程建设具有重要的帮助作用,比如在地质勘测方面,能够对地质情况进行准确的测量。为了保证这种方法的应用,本文从这种地震反射波法的工作机制入手,结合具体的工程案例,对地震反射法在工程勘察中具体应用进行了探究,并在此基础上对勘察收集到的资料进行研究和处理。期望通过这方面详细分析,可以提高人们对地震反射波法的认识,保证这种技术良好应用。

  关键词 :     地震反射波法;工程勘察;应用;

  在工程建设过程中,做好勘察工作对于后期工程建设具有积极的作用。为了保证勘察工作的质量,很多建设部门都在工程建设中运用了地震反射波法,希望通过这种技术可以提高地质勘察的精准性。但是在实际中,由于外在条件限制,使得这种方法应用受到了一定的约束,无法很好地发挥其作用。因此,对这种方法具体应用进行探索是很有必要的,相关部门需要提高自身在这方面的重视程度,根据具体实际情况对这方面应用进行有效的探索。

  1、 地震反射波法的工作机制

  地震反射波法的工作原理主要是利用地震波在传导过程中,遇到不同的类型的媒介岩土层时,会反射不同的局部能量。根据这种情况,就可以利用地震波来对地层情况和类型进行判断,从而了解地层的情况。在正常情况下,如果地震波碰到地层分界,或者断层的情况,就会出现波阻抗变化的情况,从而出现相应反射波。技术人员只要在地面上设置接受设备,接收不同界面产生的反射波。通过这种方式就可以计算出地震时间剖面。同时研究反射波场的特点,也可以充分了解地层之下岩土层的分层结构,进而达到勘察地质的目的。

  2、 工程案例简介

  为了更好地研究地震反射波法在工程勘察中应用,本文以A大桥工程为例,对该方法在工程中具体应用进行了分析。A大桥主要是有主桥和引桥两个部分组成,全程长680米,其中主桥是2×200m的独立塔叠合梁式斜拉桥。作为一项大型工程,大桥区域空间是非常广阔的,周围没有相应的障碍物。因为天然水比较深的缘故,而且受潮位变动比较大,使得工程地质钻探无法大面积的进行。因此,技术人员需要使用地震反射波法对工程区域内的风化岩面进行勘察,借助这种技术来了解该区域是否有断层或者溶洞的情况。通过该技术应用可以知道,该地区地层分布主要是以海相沉积层、陆相沉积层为主。

  在野外进行数据搜集时,会对勘察结果造成影响。因此为了降低这方面的影响,技术人员在进行数据搜集时,应先进行一些野外搜集试验。在这过程中,需要保证这些试验包括勘察方法试验、监测系统试验和覆盖次数试验。在探测试验开展初期,技术人员在震源的选择上应选择激震船,对于接收装置的选择可以选12道水上漂浮检波设备。因为激震船所激发的能量是比较低的,无法很好穿透那些厚度比较大的覆盖层。在这种情况下,就会导致探测信号比较弱的情况,不利于工程地质进行勘测。所以在探测试验初期搜集到的数据是不太准确的,这时技术人员就可以使用路上地震反射波的方法进行探测,对应的设备还是使用SWS工程勘察以及相关的检测仪,接收设备可以使用磁电式检波仪器。
 

工程勘察中地震反射波法的具体运用
 

  根据工程施工现场实际情况,技术人员需要设置纵横向测线,可以在大桥两边进行设置,每边设置3条。在这过程中,技术人员要保证纵向测线的位置,要保证其处于大桥轴线的位置,同时距离两边的距离要大于25m。在对横向线位置进行设置时,要保证其处于大桥主塔位置,并且要与大桥轴线保持垂直的状态。地震反射波的检测系统是使用多次覆盖技术,这种技术能够降低多次反射波所带来的影响,从而提升数据信息的准确性。

  3 、地震反射波法在工程勘察中具体应用

  在该大桥工程建设中,地震反射波法所使用的检测系统是12道接收的。在一边设置6次引爆,对于炮点的设置,要按照横排以及纵列的方式进行设置,同时相邻炮点之间要留有一个道间距离。从大桥的实际情况来分析,每个炮点距离可以为20m,纵向测线上的炮点间距与道间距的距离都可以设置为5m。另外,对于采样时间,技术人员也需要进行合理设计。在这个工程中,可以将每次间隔时间设置为0.3m/s。最后,技术人员需要对每一边引爆6次覆盖进行有效监测,可以设立相应监测系统,其中具体的设置情况如图1。

  图1 单边引爆6次覆盖的监测系统
图1 单边引爆6次覆盖的监测系统

  4 、勘察资料的研究和处理

  4.1 、勘察资料处理流程

  由于地层情况比较复杂,在利用地震反射波法进行工程勘察时,搜集到的资料信息也是非常繁杂的。而这些数据信息对于后期工程建设具有重要的参考指导作用,所以做好数据信息的整理工作是非常关键的。为了保障这方面工作质量,技术人员需要根据工程实际情况,设计一个科学的处理流程。在具体工作流程中,主要包括了以下几个方面,即预处理、剖面处理和一些其他相关的处理流程。其中预处理的工作内容,主要是对已经收集到的数据进行一个整理和归纳,以及对频谱进行研究。在这过程中,技术人员还需要开展与共偏移道集有关的任务。剖面处理主要工作就是对共偏移道集进行一个自动校正,同时对速度进行研究,并且对小坡道间如何去噪也需要进行相应的研究。最后一个环节就是解释处理,技术人员需要对不同的频谱进行一定的比较和分析,同时对纵和横剖面交点道也需要进行一定的修正。

  4.2、 地质解释以及资料处理

  在对原始数据进行处理后,就可以从这些数据中获得地震波反射时间的剖面图。在这种情况下,技术人员就能够从这些剖面图中发现发射波组的特点。同时通过结合地区实际情况和钻孔资料,就能够对地质结构进行一个准确的检测,并且对于构造的特点也能更加清晰明了。在对地质解释剖面图进行制作时,主要有以下几个环节:

  首先,要对时间坡面的波组特点进行充分了解,在该工程中,覆盖层、中等风化岩层等都会产生很强的反射波组,并且在状态上是保持连续的。结合时间剖面的波组特点,可以看到基岩面下部分的发射波组与相轴是相互重合的,而且在间隔变化上也比较快。从这就可以看穿基岩内部具体结构,其中某个测线的具体剖面图如图2。

  其次是地质解释坡面制作,通过时间剖面图可以清晰反映工程反射界面的区域。在这过程中,技术人员需要对钻孔信息一个有效的对比,以此来确认反射波双程过程中,那些是有效波速,同时也可以对发射界面进行确认。该工程某测线地震发射波探测的地质解释剖面如图3。

  4.3、勘察结果的研究

  通过有效的分析和方法探究,可以知道该大桥工程在地质结构上包括了岩土分层和裂隙,同时结合地震发射波所勘察到的信息以及工程周边地质钻孔的信息资料,可以将工程内的岩土层分为四层,其中具体的有表面覆盖层和中等风化岩层等。另外,借助地震发射波勘察,也可以发现地层结构存在着4个小断层,并且存在着相应的分缝隙。为了更好地进行地质情况勘测,技术人员就需要对周边钻孔资料进行有效的划分,并且认识到地震反射波在同相轴方面出现变化,是由花岗岩不均与风化导致的。除此之外,中等风化岩层中如果混有强风化岩,也会导致地震反射波同相轴发生变化,不利于工程良好开展。

  图2 某测线的地震发射波时间剖面图
图2 某测线的地震发射波时间剖面图

  图3 某测线地震发射波探测的地质解释剖面图
图3 某测线地震发射波探测的地质解释剖面图

  5 、结论

  综上所述,在城市化进程不断推动下,工程建设速度也变得更快。为了保证工程建设活动良好开展,工程项目人员需要对工程地质情况进行勘察。在具体操作中,工程管理人员需要对施工现场所有地质情况进行监测,并且判断地层结构是否出现断层、岩溶坍塌等情况。在对地震反射波法应用时,技术人员需要充分了解这种方法的适用范围,同时通过多次覆盖叠加的方式来更好地获得地震反射波时间剖面图。然后借助时间剖面图来了解地层地质实际情况,为后期工程建设带来保障。

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