浅层地震反射波法在水底隧道勘察中的应用
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地震反射波法在隧道超前预报中的应用
•岩土工程与地下工程•地震反射波法在隧道超前预报中的应用曾胜强！，奉建军2,黄云2(1.西南 大学地球科学与环境工程学院，四川成都610031;2.西南大学土木工程学院，四川610031#【摘要】隧道在挖掘过程中，常发生坍塌、涌水等隧道病害，故隧道超前预报得到了重视与发展，其中 地震反射波法在隧道超前预报中应用最广。
地震反射波法在隧道超前预报中应用的主要方法有负视速度法、HSP 水平声波剖面技术、TSP 隧道地震预报、TRT 地震层析成像方法、TST 隧道地震CT 成像技术等，由于 这些方法的观测系统与数据处理方式不同而导致反演结果存在差异。
文章主要分析了各类地震反射波法在 反演中存在的差异，评价了方法间的优劣，通过综合分析可知:TST 隧道地震CT 成像技术采用了空间观测系 统、像方法、散射理论，能采集掌子面前方波速，反演出异常体空间位置与围岩力学特征。
【关键词】地震反射波法；隧道超前预报；观测系统；数据处理；异常体【中图分类号】U 456.3 +3隧道在挖掘过程中常发生塌方、岩溶涌水等突发地质灾 害，严重 工进度害人 全。
手段 有效探面前方不良地质情况，指导 开挖，低 的发生。
地震反法在中得到了广泛应用。
在 九代初期，负视速度法应用于我铁 域，曾昭璜、何振起发 关的 果。
二十九代期间，HSP ;剖面技术由中铁西南院提出，在台湾、地区得到应用。
， 司出了 TSP ) 方法，NSA 工程公司研发了 TRT 地震层 方法，且这 方法在欧亚 获得广泛使用。
本初期，TST 隧道地震CT 成像技术 授.研发 ，并应用于工 域[1]。
各种地震反法的基，均是基于惠更斯菲涅尔、费 、斯奈尔定律[4]。
在 岩上激发瞬， 的压缩纵波与剪切 在维空间中传播，遇到波阻抗分界面产生反与，预先放置在隧中的 接收到各类反射及干扰 ，运用 方法 扰 ，提取反 。
基于反 、振、围岩波速等信息反演获得 面前方不良地质情况。
各种地震反法之间的差异主要表现在观测系列与数据处理方法的不同。
浅层地震反射波法在地质工程勘探中的应用研究
数据处理的关键在于消除干扰，以此来实现提高信噪比 的目的。在进行数据处理时，可以积极运用新型的地震数 据处理软件系统。在这个过程中需要保证各种处理参数的 科学性和稳定性。如果地质勘探工作在野外进行，则可以 保证较好的记录质量，而产生干扰的主要因素为面波和声 波。还要在明确观测点全部记录信息的基础上开展频谱分
浅层地震反射波是地震勘探的主要方法。在地表向下完 成地震波的激发工作，地震波在遇到不同分界面的时候会 发生反射，在这个过程中需要运用地震勘探仪器对这些反 射地震波进行记录。在推断地层结构等具体信息时，依据 的原理如下：
反射波在传播过程中，其传播途径和波形等都会发生变 化，主要表现为随介质的不同结构等发生变化，在这个过 程中主要收集地震波的反射速度，以此来获取地层结构的 相关数据，此外在明确反射波频率和速度等基础上可以实
运用地震反射波法进行地质勘探的过程中首先要做好选 择参数的工作，在这个过程中需要明确不同地质环境对勘 探的具体要求，在此基础上选择相应的方法，以此来提高 勘探的效率和质量。
1）需要明确对震源的要求，主要表现在对激发力和激 发装置的要求。首先要求激发力在方向上要保持竖直向 下，其次要保证激发装置和大地的耦合。
反射波方法与层析成像[J].能源与环保,2018,040(004): 73-77. [2] 王树威.地震反射波地质层位标定方法研究[J].中国煤 炭,2018,44(12):30-35. [3] 陈建福.地震反射波法在复杂地层跨海盾构隧道中的应 用[J].中外公路,2020,40(3):102-103.
2 反射波法地震勘探
2.1 地震反射波法的原理 地震反射波法是地质勘探工作中运用最为广泛的一种勘
探方法，在运用过程中主要通过将多种波作为有效波的方 法来开展探测工作。此外，还可以从探测的目的出发选择 特定的波并将其作为有效波进行观测和研究。在这个过程
浅层地震反射波是地震勘探的主要方法。在地表向下完 成地震波的激发工作，地震波在遇到不同分界面的时候会 发生反射，在这个过程中需要运用地震勘探仪器对这些反 射地震波进行记录。在推断地层结构等具体信息时，依据 的原理如下：
反射波在传播过程中，其传播途径和波形等都会发生变 化，主要表现为随介质的不同结构等发生变化，在这个过 程中主要收集地震波的反射速度，以此来获取地层结构的 相关数据，此外在明确反射波频率和速度等基础上可以实
运用地震反射波法进行地质勘探的过程中首先要做好选 择参数的工作，在这个过程中需要明确不同地质环境对勘 探的具体要求，在此基础上选择相应的方法，以此来提高 勘探的效率和质量。
1）需要明确对震源的要求，主要表现在对激发力和激 发装置的要求。首先要求激发力在方向上要保持竖直向 下，其次要保证激发装置和大地的耦合。
反射波方法与层析成像[J].能源与环保,2018,040(004): 73-77. [2] 王树威.地震反射波地质层位标定方法研究[J].中国煤 炭,2018,44(12):30-35. [3] 陈建福.地震反射波法在复杂地层跨海盾构隧道中的应 用[J].中外公路,2020,40(3):102-103.
2 反射波法地震勘探
2.1 地震反射波法的原理 地震反射波法是地质勘探工作中运用最为广泛的一种勘
探方法，在运用过程中主要通过将多种波作为有效波的方 法来开展探测工作。此外，还可以从探测的目的出发选择 特定的波并将其作为有效波进行观测和研究。在这个过程
浅层地震折射波法在某高速公路隧道勘察中的应用
总第 1 2 4期 2 0 0 6 年ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 8 期
西部探矿工程 �E � �-CH I NAE � � L O �A � I O NE N G I N E E � I NG
� � � � � �N � . 1 2 4 A � . 2 0 0 6 �
����������������������������������������������������� 文 章编 号 � 1 0 0 4�5 7 1 6( 2 0 0 6) 0 8�0 1 7 5�0 3 中 图分 类号 � � 4 5 2 文献 标识 码 � B
1�2� 位和振幅等信息 � 确定构造破碎带或裂隙带的位置和规模 � �
� � � 参数的设 置 根据勘察任务和 目的 � 该路 段隧 道工 程的 勘察 工作 采用 了 浅层地震 � 波折射法相遇追逐观测系统 � 如图 1 所示 �
浅 层 地震 折 射 波 法 在 某 高 速 公 路 隧 道 勘 察 中 的 应 用
邹延延
� 中国地质大学地球物理与空间信息学院 � 湖北 武 汉 4 � 3 0 0 7 4 摘 要� 通过介绍浅层地震折射波法在景德镇南环高速公路隧道勘察 中的应用 � 说明折 射波法不仅 具有工作 效率高 � 可
沿线追踪的特点 � 而且能够确定隧道围岩类别 � 从而对地下不良地质体全面调查 � 关键词 � 地震折射波法 � 围岩类别 � 0 差数时距曲线法 � 为配合国家重点公路建 设 � 拉开城市框架 � 提升城市功能 � 减 轻城市交通压力 � 日 前� 景德 镇市 政府 决定 建设 环城 高速 公路 � 这是迄今为止江 西省区 市的 第一 条环 城高 速公 路项 目 � 建成 后 将为连通全国重 点干线 公路 网的 外环 高速 通道 � 景 德镇 市的 区 位优越更加凸显 � 在高 速公 路的 建设 过程 中 � 由于 地形 起伏 较 大� 坡度陡峻 � 隧道设计是 难以避 免 � 在隧道 的选线 及施工 过程 中物探工作是非 常重要 的 � 它可 以探 测在 隧道 通过 地段 是否 有 构造带和风化层厚度等参数 � 能 够为施 工的安全 性 � 工程的 可行 性和工程的稳定 性做出 可靠 的评 价 � 也为 工程 的施 工设 计提 供 准确的地质依据 � 本次工程 就是对景 德镇南 环高速 公路沙 陀山 隧道进行全面勘查 � 主要选择浅层地 震折射波法 � 折射波法在工 程勘 察中 的应 用已 经非 常普 遍 � 它可 用来 测 定覆盖层的厚度 � 基岩的起伏情况 � 测 定隐伏断层 � 破碎带的位置 及产状以及评价岩体质量和 工程地质围岩分类等 � 根据此次工作 要求 � 在 设计 沙陀 山隧 道轴 线位 置各 布设 一 条纵剖面 � 并在隧道 进 � 出洞口 附近 各 布设 一条 垂直 ( 或 近似 垂 直) 隧道轴线的横 剖面 � 具 体的 布置 是 � ( 左 幅纵 剖面 里程 从 1) ( 右左 幅 纵剖 面里 程 从 � � 1 0+4 0 0�� 1 1+8 0 0 �� 2) 1 0+4 5 0� ( ) 进洞 口 剖面 为 3 ( 出洞 口 剖面 为 3 � 1 1+7 7 0 �� 3 0 0 �� 4) 0 0 �� 测线长共有 3 探测 3 2 0 �� 此次地球物理工 作主要工作目的是 � � 设计隧道轴线位置及进 � 出洞口附近 3 0 0 � 横剖 面的强风 化基岩 底面埋深 � � 查明基 岩是否 存在 不良 地质 现象 及不 良地 质体 的 位置 � 规模 � 并根据围岩纵波速度划分 围岩类别 � 为隧道施工设计 提供物性依据 � 工区地质条 件和地球 物理特 征对于 折射波 法来 说较为理想 � 但是由于地形切 割强烈 � 施工 有点难 度 � 根据 工区 地质条件和地球物理特征选择 了折射波法 � � 地质概况和地球物理特征 �� � 地质概况 隧道所处地貌单元 属于低 山丘陵 区 � 坡度一 般为 1 � 0 � �2 5 � 部分地区坡度陡峻 � 地形起伏较大 � 隧道区域山坡主要植被为杉 树� 灌木和杂草 � 植被 较发 育 � 地表 水 系不 发育 � 山 体基 岩埋 藏 浅� 山体基岩局部裸露 � 地层结构 简单 � 岩性 主要为灰 绿色 - 青 灰色千枚状板岩和粉砂质板 岩 � 基岩裸露处见硅化带出露 � 隧道 地表大部分为第四系残坡积 层碎石土 � 层厚一般为 0�8 �� �� � 地球物理特征 隧道沿线岩土 层自 上而 下大 致可 分为 � 第 四系 残坡 积碎 石 土层 � 千枚状板岩全风化层 � 千枚状板 岩强风化层 � 弱风化或微风 化基岩 � 由已知资料可知 � 残坡积碎石土层及全风化层纵波速度 为� � � 强风化 层纵波 速度 � � � 0 0�1 2 0 0 � � 0 0 0�2 2 0 0 � � � =6 � =1 弱风化层和微风化 层纵 波速度 � � � 构 造带 上 � =2 0 0 0�3 6 0 0 � � 地震波表现为低频低速特征 � 并造 成波形 畸变 � 地震波 能量减 弱 等� 据 此可较准确判断不良构造带的产出位置 � 第四系主要分布 于沟谷及坡麓地段 � 主要为含碎石土 � 砂质粘土 � 呈松散结构 � � 数 据野外采集 � � � 折射波法 原理 折射波形成的条 件不 仅 要求 界面 两侧 的速 度不 等 � 而且 必 须满足下层介质的速度 � 2 大于 上层介质的速度 � 1 � 浅层地震勘 察折射波法是通过 在地 面人 工激 发地 震波 � 地 震波 在地 下介 质 传播过程中 � 通过地层折射到达地 面 � 经埋置在 地面的 检波器 接 收后输入地震仪 � 通过 地震 仪进 行信 号放 大和 采样 后将 波形 数 据记录于磁盘 � 通过计算机对接收到的地震波的时间 � 相位和振 幅等信息进行分析和解释 � 计算出 地层的 纵波速 度和埋深 � 并根 据波速确定围岩类别 � 根据地 震波在 岩层中的 传播速 度以及 相
西部探矿工程 �E � �-CH I NAE � � L O �A � I O NE N G I N E E � I NG
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1�2� 位和振幅等信息 � 确定构造破碎带或裂隙带的位置和规模 � �
� � � 参数的设 置 根据勘察任务和 目的 � 该路 段隧 道工 程的 勘察 工作 采用 了 浅层地震 � 波折射法相遇追逐观测系统 � 如图 1 所示 �
浅 层 地震 折 射 波 法 在 某 高 速 公 路 隧 道 勘 察 中 的 应 用
邹延延
� 中国地质大学地球物理与空间信息学院 � 湖北 武 汉 4 � 3 0 0 7 4 摘 要� 通过介绍浅层地震折射波法在景德镇南环高速公路隧道勘察 中的应用 � 说明折 射波法不仅 具有工作 效率高 � 可
沿线追踪的特点 � 而且能够确定隧道围岩类别 � 从而对地下不良地质体全面调查 � 关键词 � 地震折射波法 � 围岩类别 � 0 差数时距曲线法 � 为配合国家重点公路建 设 � 拉开城市框架 � 提升城市功能 � 减 轻城市交通压力 � 日 前� 景德 镇市 政府 决定 建设 环城 高速 公路 � 这是迄今为止江 西省区 市的 第一 条环 城高 速公 路项 目 � 建成 后 将为连通全国重 点干线 公路 网的 外环 高速 通道 � 景 德镇 市的 区 位优越更加凸显 � 在高 速公 路的 建设 过程 中 � 由于 地形 起伏 较 大� 坡度陡峻 � 隧道设计是 难以避 免 � 在隧道 的选线 及施工 过程 中物探工作是非 常重要 的 � 它可 以探 测在 隧道 通过 地段 是否 有 构造带和风化层厚度等参数 � 能 够为施 工的安全 性 � 工程的 可行 性和工程的稳定 性做出 可靠 的评 价 � 也为 工程 的施 工设 计提 供 准确的地质依据 � 本次工程 就是对景 德镇南 环高速 公路沙 陀山 隧道进行全面勘查 � 主要选择浅层地 震折射波法 � 折射波法在工 程勘 察中 的应 用已 经非 常普 遍 � 它可 用来 测 定覆盖层的厚度 � 基岩的起伏情况 � 测 定隐伏断层 � 破碎带的位置 及产状以及评价岩体质量和 工程地质围岩分类等 � 根据此次工作 要求 � 在 设计 沙陀 山隧 道轴 线位 置各 布设 一 条纵剖面 � 并在隧道 进 � 出洞口 附近 各 布设 一条 垂直 ( 或 近似 垂 直) 隧道轴线的横 剖面 � 具 体的 布置 是 � ( 左 幅纵 剖面 里程 从 1) ( 右左 幅 纵剖 面里 程 从 � � 1 0+4 0 0�� 1 1+8 0 0 �� 2) 1 0+4 5 0� ( ) 进洞 口 剖面 为 3 ( 出洞 口 剖面 为 3 � 1 1+7 7 0 �� 3 0 0 �� 4) 0 0 �� 测线长共有 3 探测 3 2 0 �� 此次地球物理工 作主要工作目的是 � � 设计隧道轴线位置及进 � 出洞口附近 3 0 0 � 横剖 面的强风 化基岩 底面埋深 � � 查明基 岩是否 存在 不良 地质 现象 及不 良地 质体 的 位置 � 规模 � 并根据围岩纵波速度划分 围岩类别 � 为隧道施工设计 提供物性依据 � 工区地质条 件和地球 物理特 征对于 折射波 法来 说较为理想 � 但是由于地形切 割强烈 � 施工 有点难 度 � 根据 工区 地质条件和地球物理特征选择 了折射波法 � � 地质概况和地球物理特征 �� � 地质概况 隧道所处地貌单元 属于低 山丘陵 区 � 坡度一 般为 1 � 0 � �2 5 � 部分地区坡度陡峻 � 地形起伏较大 � 隧道区域山坡主要植被为杉 树� 灌木和杂草 � 植被 较发 育 � 地表 水 系不 发育 � 山 体基 岩埋 藏 浅� 山体基岩局部裸露 � 地层结构 简单 � 岩性 主要为灰 绿色 - 青 灰色千枚状板岩和粉砂质板 岩 � 基岩裸露处见硅化带出露 � 隧道 地表大部分为第四系残坡积 层碎石土 � 层厚一般为 0�8 �� �� � 地球物理特征 隧道沿线岩土 层自 上而 下大 致可 分为 � 第 四系 残坡 积碎 石 土层 � 千枚状板岩全风化层 � 千枚状板 岩强风化层 � 弱风化或微风 化基岩 � 由已知资料可知 � 残坡积碎石土层及全风化层纵波速度 为� � � 强风化 层纵波 速度 � � � 0 0�1 2 0 0 � � 0 0 0�2 2 0 0 � � � =6 � =1 弱风化层和微风化 层纵 波速度 � � � 构 造带 上 � =2 0 0 0�3 6 0 0 � � 地震波表现为低频低速特征 � 并造 成波形 畸变 � 地震波 能量减 弱 等� 据 此可较准确判断不良构造带的产出位置 � 第四系主要分布 于沟谷及坡麓地段 � 主要为含碎石土 � 砂质粘土 � 呈松散结构 � � 数 据野外采集 � � � 折射波法 原理 折射波形成的条 件不 仅 要求 界面 两侧 的速 度不 等 � 而且 必 须满足下层介质的速度 � 2 大于 上层介质的速度 � 1 � 浅层地震勘 察折射波法是通过 在地 面人 工激 发地 震波 � 地 震波 在地 下介 质 传播过程中 � 通过地层折射到达地 面 � 经埋置在 地面的 检波器 接 收后输入地震仪 � 通过 地震 仪进 行信 号放 大和 采样 后将 波形 数 据记录于磁盘 � 通过计算机对接收到的地震波的时间 � 相位和振 幅等信息进行分析和解释 � 计算出 地层的 纵波速 度和埋深 � 并根 据波速确定围岩类别 � 根据地 震波在 岩层中的 传播速 度以及 相
浅层地震折射波在某隧道勘察中的应用
一
测线布置 ：我们根据设计线路地形图及现 场线路 中桩点实地 布设 测线，在隧道 沿设计铁路中线布设一条地震折射纵剖面。 观测系统 ：为了能够追踪出 目的层及提 高初至判渎的精度和可靠
性 ，采用双重追逐相遇观测系统 。 参数选择 ：采用２ 道地震仪 ，每排列２ 道 ，道 问距８ ４ ４ ｍ；每排 列 设置７ ， 炮 远炮偏移距６ｍ，详见 （ ）；震源为重锤 ，重约２磅 ； ０ 图２ ４
１ 表层 剥 去 法 原理 ． ２
＼
。。
’
．
‘ ＇ ・ Ｉ ～…
一
一
：
．
一 － …
设折射波相遇 时距为 和 ，对应于 点的折射波旅行时分别 为 ‘ 和 ｔｘ ，设 为互换时 ，则对应于 的延 时 Ｄｘ 为 （ ８） （ （ ）
Ｄ ： ｆ ） ± ２ 一生
璺
姒媲 郓 期
技 术 创 新
浅层 地 震 折射 波在 某 隧道 勘 察 中的应 用
王 奇
ｆ 都 理 工 大 学 信 息 工 程 学 院 煤 炭 科 学 研 究 总 院 重 庆 研 究 院 ） 成
摘 要 本文采 用工程物探比较常用的折射 法对隧道进行调查 ，通过 ， 法和袁层 剥去法进行资料处理 ，对 比分析后认为袁层剥去 ０ ，法 表层剥去法 折射波 。
某隧道全长２ ０ ０ ｍ，工 区属丘 陵地 貌 ，植波发育 。基岩 主要 为泥 岩。勘察的目的为 ： 隧道土石分层 ，弹性波围岩级别划分 ，构造 （ 岩 性分界、断层 ） 查找 （ 位置、产状 ） 。
２２ 野 外工 作 方法 ．
ｆ） 在遇到较大曲率的凸界面时 ，可能形成穿透波 ，识别是否 ４ 为穿透 波的方法是利用追逐观测系统 ， 观察追逐时距曲线 ，若不 同激 发所 得的时距 曲线不平行则为穿透波 ，若两曲线平行则为折 射波 。 （） ５ 关于 初至读取 ：一般 认为一个工 区的初 至读取工作应该 由 个人 完成 ，这样会减少不 同的人为读取误差 。对于有些初至起跳不 明显时我们要采取单道放大的方式 ，但放大的原则是其波形不能掩盖
测线布置 ：我们根据设计线路地形图及现 场线路 中桩点实地 布设 测线，在隧道 沿设计铁路中线布设一条地震折射纵剖面。 观测系统 ：为了能够追踪出 目的层及提 高初至判渎的精度和可靠
性 ，采用双重追逐相遇观测系统 。 参数选择 ：采用２ 道地震仪 ，每排列２ 道 ，道 问距８ ４ ４ ｍ；每排 列 设置７ ， 炮 远炮偏移距６ｍ，详见 （ ）；震源为重锤 ，重约２磅 ； ０ 图２ ４
１ 表层 剥 去 法 原理 ． ２
＼
。。
’
．
‘ ＇ ・ Ｉ ～…
一
一
：
．
一 － …
设折射波相遇 时距为 和 ，对应于 点的折射波旅行时分别 为 ‘ 和 ｔｘ ，设 为互换时 ，则对应于 的延 时 Ｄｘ 为 （ ８） （ （ ）
Ｄ ： ｆ ） ± ２ 一生
璺
姒媲 郓 期
技 术 创 新
浅层 地 震 折射 波在 某 隧道 勘 察 中的应 用
王 奇
ｆ 都 理 工 大 学 信 息 工 程 学 院 煤 炭 科 学 研 究 总 院 重 庆 研 究 院 ） 成
摘 要 本文采 用工程物探比较常用的折射 法对隧道进行调查 ，通过 ， 法和袁层 剥去法进行资料处理 ，对 比分析后认为袁层剥去 ０ ，法 表层剥去法 折射波 。
某隧道全长２ ０ ０ ｍ，工 区属丘 陵地 貌 ，植波发育 。基岩 主要 为泥 岩。勘察的目的为 ： 隧道土石分层 ，弹性波围岩级别划分 ，构造 （ 岩 性分界、断层 ） 查找 （ 位置、产状 ） 。
２２ 野 外工 作 方法 ．
ｆ） 在遇到较大曲率的凸界面时 ，可能形成穿透波 ，识别是否 ４ 为穿透 波的方法是利用追逐观测系统 ， 观察追逐时距曲线 ，若不 同激 发所 得的时距 曲线不平行则为穿透波 ，若两曲线平行则为折 射波 。 （） ５ 关于 初至读取 ：一般 认为一个工 区的初 至读取工作应该 由 个人 完成 ，这样会减少不 同的人为读取误差 。对于有些初至起跳不 明显时我们要采取单道放大的方式 ，但放大的原则是其波形不能掩盖
浅层地震反射波法在隧道探测中的应用
１ 方法 原理 反射 波法 ［研 究的是 地震 波在 不 同弹性 介 质分 １ 界 面上 按 一定规 律 产 生 反射 的 原理 ， 利用 人 工 激发
置 ， 何能 使隧道 按 照我 们的设计 开凿 ， 如 如何 根据 实 际 的 环境 和 条 件 选 择 合 适 的 地 球 物 理方 法 解 决 问
保 证采集 数据 的真 实 可靠 。
２ ２ 成 果 概 述 ．
根据 对物 探 勘察 数据 分 析计算 ， 合地 质调 绘 、 结 钻探 成 果 ， 面 以下 物理 层大 致 可分为 三 层 ： 一 层 地 第 纵 波波速 为 ５０ ５ ｍ／ ， ｏ ～８０ ｓ 结合 现场 钻 探揭 露 ， 综合 解 释该 层 为 第 四 系土 层 和 全 风化 层 ； 第二 层 纵 波 波
化 。 石完 整性 稍差 ， 岩 能达到 Ⅲ～Ｉ Ｖ级 围岩 ， 建议 围
⑧ 野外 测试 时 ， 意采 集 的地震 波形 是否 正 常 ， 注 层 位是 否清 晰 。 ④ 野 外测试 时 ， 细填 写野 外班 报 ， 详 以供 质量 监
控和 数据 处理 。
岩 级别 为 Ⅳ级 。 隧道 位置 岩体 大 部呈 弱微 风化 状 ， 岩
方法应 用 于隧道探 测工作 中才能达 到最佳 效果 。 本文 简单介 绍 了浅层地 震勘 探技 术 的方法 原理 和特 点 ， 并结 合反 射波 法在 实际隧道 探 测工作 中的应 用 ， 突出其 良好 的应 用效 果和 方法 的有效 性 ， 后针 对 实际 最
应 用给 出 了建议 。
关 键词 ： 浅层 地 震勘探 ； 射波法 ； 反 隧道探 测
２Ｏ 年第 １ ｏ９ Ｏ期
内 蒙古 石 油化 工
２１ １
浅层地震反射波法在隧道工程勘探中的应用
浅层地震反射波法在隧道工程勘探中的应用
周竹生;蒋婵君;郭有刚
【期刊名称】《工程地球物理学报》
【年(卷),期】2008(005)005
【摘要】地震反射波法应用广泛,不仅可以用于勘察岩层界面、探明岩石和土的物理性质,而且可以用于寻找断层、破碎带等不良地质体等.本文结合某隧道勘查实例,介绍了反射波法的原理及数据处理和解释方法.结果表明地震技术在隧道工程勘查中具有良好的应用效果.
【总页数】3页(P516-518)
【作者】周竹生;蒋婵君;郭有刚
【作者单位】中南大学信息物理工程学院,长沙,410083;中南大学信息物理工程学院,长沙,410083;中南大学信息物理工程学院,长沙,410083
【正文语种】中文
【中图分类】P631
【相关文献】
1.地震反射波法在浅层勘探中的应用 [J], 蒋维平;孟宪民
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4.浅层地震反射波法在地质工程勘探中的应用研究 [J], 范磊
5.浅层地震反射波法在地质工程勘探中的应用研究 [J], 范磊
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浅谈浅层地震反射波法在工程勘察中的应用
浅谈浅层地震反射波法在工程勘察中的应用作者：李新宝等来源：《价值工程》2012年第28期摘要：近几年浅层地震勘探技术在工程勘察中得到广泛应用，在工程领域中快速发展，具有方便、直观、快速的特点，其效果良好。
分析通过列举几个工程实例所取得的成果认为，高密度地震图像，浅层高分辨反射波和多道瞬态而波等勘察的技术方法，对不同要求和性质的岩土工程项目有其互补性。
Abstract： In recent years， the shallow seismic exploration technology has been widely used in engineering investigation， and has a rapid development in the field of engineering. And it has convenient， intuitive， fast characteristics， so the effect is good. Through analysis of results achieved through the cited several instances， it believes that the investigation techniques， such as high density seismic image， high resolution shallow reflection wave and multi—channel transient wave， have their complementarity to geotechnical engineering project with different requirements and nature.关键词：浅层地震；反射波法；工程勘察；应用Key words： shallow earthquakes；reflected wave method；engineering survey；application中图分类号：TU19 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2012）28—0047—021 概述浅层地震弹性波技术的发展与岩土物理力学性质发展迅速关系密切工作效率高。
浅层折射地震勘探在水利工程勘察中的应用
浅层折射地震勘探在水利工程勘察中的应用康学新;姜军;孙宝喜【摘要】为了对拟建奋斗水库库区进行相关的工程地质勘察,采用了浅层折射地震勘探方法,通过该方法的现场使用及后继地震资料的解释处理,表明:该方法野外操作简便,工作效率高,可节省大量的工程钻探费用;该方法资料解释得出的地层层厚,通过与相关的钻孔资料对比,基本吻合,较为精准;该方法发现的低速带与其它物探方法发现的异常相互比对,也基本一致.结论浅层折射地震勘探是一种高效快速、准确可靠、经济实用的物探方法,在水利工程勘察领域具有广阔的发展前景,在众多的工程勘察方法中值得采用.【期刊名称】《黑龙江水利科技》【年(卷),期】2016(044)003【总页数】3页(P114-116)【关键词】浅层折射地震勘探;折射波;低速带;水利工程【作者】康学新;姜军;孙宝喜【作者单位】密山市河务管理处,黑龙江密山158300;密山市河务管理处,黑龙江密山158300;黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080【正文语种】中文【中图分类】P631.4;TV221地震勘探是通过观测和研究人工激发的弹性波在岩石中的传播规律来解决工程及环境地质问题的一种地球物理方法[1]。
它是众多地球物理方法中的一个重要分支。
根据震源激发出的振动也称地震波向四周传播的波形特征，地震勘探可分为3种基本方法。
它们是反射波法、折射波法、透射波法(地震测井)，3种方法在陆地和海洋均可应用[2]。
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。
前者勘探深度达几百米至几公里(例如煤层及石油勘探)，后者探测深度由几米至几百米(例如工程及环境勘探)。
浅层折射波法，是利用人工激发的地震波在岩土界面上产生的折射现象，对浅部具有速度差异的地层或构造进行探测的一种地震勘探方法，是目前工程地震勘探中技术最成熟、应用最广泛的方法。
浅层折射地震勘探在水文地质及工程地质调查中，特别在解决有关水利、水电工程地质的问题中，当需要了解河床、水库底的构造时，应用浅层折射地震勘察并结合相应的地质钻探资料，往往会取得较理想的勘探效果。
浅层地震反射波法在地质工程勘探中的应用研究
浅层地震反射波法在地质工程勘探中的应用研究发布时间：2022-03-01T12:32:35.182Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年17期作者：任虎兴[导读] 浅层地震勘探能够形象直观的反映地下隐伏断层的结构及构造特征，是活断层探测中最为有效的方法，而数据采集又是地震勘探的关键环节之一。
陕西省土地工程建设集团有限责任公司宝鸡分公司陕西省宝鸡市 710075摘要：浅层地震勘探能够形象直观的反映地下隐伏断层的结构及构造特征，是活断层探测中最为有效的方法，而数据采集又是地震勘探的关键环节之一。
对干扰源进行分类分析，有利于区分并降低干扰源对浅层地震采集的影响，提升有效信息的获得。
本文主要分析浅层地震反射波法在地质工程勘探中的应用。
关键词：反射波法；地质工程；勘探引言随着现代经济的发展，对资源的需求越来越大。
寻找国家发展所需的各种资源对经济增长起着关键作用。
采用地震勘探方法对地下地质构造、岩性、资源储量等进行研究，为以后的开采提供了准确的指导，有利于节约资金和物质资源。
作为一种地震勘探，反射波法在现代得到广泛应用，取得的勘探成果是理想的。
但是，它也有许多不足之处，因此需要不断发展和创新勘探技术，提高勘探精度，并在各种资源勘探中进一步传播。
今后，随着科技的不断进步和完善，地震勘探技术必将取得相当大的发展，勘探精度也会提高，对中国的资源勘探做出巨大贡献，促进中国经济的快速发展。
1、地震勘探的分类现阶段被运用于地质工程勘探中的地震勘探方法有很多。
依据波产生弹性介质的形变类型不同可以将地震勘探分为纵波勘探和横波勘探两种；根据不同勘探中波传播方式的区别，还可以将其分为反射波法、折射波法和透射波法，本文将重点介绍反射波法的相关内容。
根据开展地质工程勘探的不同环境还可以将其分为地面地震勘探、海洋地震勘探和地震测井三种。
其中，纵波勘探和反射波法在地质工程勘探中运用的范围较广。
2、地震勘探地震勘探是通过观测和研究人工地震（炸药爆炸或锤击激发）产生的地震波在地下的传播规律来解决地质问题的一种地球物理方法。
浅层地震P波折射法在高速公路隧道勘察中的应用
须要检 查检 波器 的工作 性 能 ，检 查是 否每 个都处 于 正常工作 状 态［ ２ ］ 。
（ １ ）检波器 是否 对地 震波有 明显 的反应 ，若信 号强 度非 常弱 、没有 信号或 噪声 信号 异常
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４ － ０ ３ — １ ０ 作 者 简 介 ：林 锦 霞 （ １ ９ ７ ８） ，女 ，工 程 师 ，物探 专业 。
转折点 也要 做好 标识 。野外 工作 结束后 应 提交各 标识 点 的桩 号 高程 。
２ ． ２ 仪 器 设 备
首先确 认仪 器性 能是 否正 常 ，同时也 要进行 用 于接 收地震 波 的检 波 器一致 性检 查 ，必须
保证仪 器 的工作 情况 良好 ，检波 器 出问题 ，所有 的数 据将 作废 。因此 ，在 野外 施工 之前 ，必
（ ４ ）及 时 发现 地震 记 录模糊 不 清 、坏 道超 出要 求 等不合 格记 录 ，安排 重测 。各 记录 道 的
波形 、振 幅及 振动 延续 度要 相似 ，相 位要 一 致 。 （ ５ ）在连 续排 列 的接 头布设 重 复道 ，保 证折 射波 初至 数据 的可靠 性 ，现场 观察 两个 端点
２ ２ ６
福
建
地
质
Ｇｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｆ ｕ ｊ ｉ ａ ｎ
第
３ 期
浅 层 地 震 Ｐ波 折 射 法 在 高 速 公 路 隧道 勘 察 中 的应 用
林 锦 霞
（ 福 建 省 地 质 测 绘 院 ，福州 ，３ ５ ０ ０ １ １ ）
摘
要
浅 层 地 震 Ｐ波 折 射 法 是 高 速 公 路 勘 察 中 常 用 的 一 种 探 测 手 段 。结 合 高 速 公 路 路 线
（ １ ）检波器 是否 对地 震波有 明显 的反应 ，若信 号强 度非 常弱 、没有 信号或 噪声 信号 异常
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４ － ０ ３ — １ ０ 作 者 简 介 ：林 锦 霞 （ １ ９ ７ ８） ，女 ，工 程 师 ，物探 专业 。
转折点 也要 做好 标识 。野外 工作 结束后 应 提交各 标识 点 的桩 号 高程 。
２ ． ２ 仪 器 设 备
首先确 认仪 器性 能是 否正 常 ，同时也 要进行 用 于接 收地震 波 的检 波 器一致 性检 查 ，必须
保证仪 器 的工作 情况 良好 ，检波 器 出问题 ，所有 的数 据将 作废 。因此 ，在 野外 施工 之前 ，必
（ ４ ）及 时 发现 地震 记 录模糊 不 清 、坏 道超 出要 求 等不合 格记 录 ，安排 重测 。各 记录 道 的
波形 、振 幅及 振动 延续 度要 相似 ，相 位要 一 致 。 （ ５ ）在连 续排 列 的接 头布设 重 复道 ，保 证折 射波 初至 数据 的可靠 性 ，现场 观察 两个 端点
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福
建
地
质
Ｇｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｆ ｕ ｊ ｉ ａ ｎ
第
３ 期
浅 层 地 震 Ｐ波 折 射 法 在 高 速 公 路 隧道 勘 察 中 的应 用
林 锦 霞
（ 福 建 省 地 质 测 绘 院 ，福州 ，３ ５ ０ ０ １ １ ）
摘
要
浅 层 地 震 Ｐ波 折 射 法 是 高 速 公 路 勘 察 中 常 用 的 一 种 探 测 手 段 。结 合 高 速 公 路 路 线
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浅层地震反射波法在水底隧道勘察中的应用作者：沈磊
来源：《西部资源》2018年第03期
摘要：浅层地震反射波法是一种常用的勘探方法，它的应用范围非常广，如地质勘查、滑坡勘察、墩身检测等。
采用地震反射波法进行水底隧道的勘探渐多，说明该方法水上勘探的有效性。
笔者应用此项技术结合厦门湾海底隧道水上地震的实际操作对发射波法在水底隧道的地质勘查进行了研究。
关键词：浅层地震反射波法；水底隧道勘察；水上勘探
1.前言
浅层地震反射波法是一种常用的勘探方法，它的应用范围非常广，如地质勘查、滑坡勘查、墩身检测等。
在陆地上浅层地震反射波法的应用技术已日趋完善，可以较好地解决地下几十米以内的工程地质问题，提供直观连续的地质剖面图，较明显的显示地质结构，确定基岩上覆盖层的厚度及起伏情况。
采用地震反射波法进行水底隧道的勘探渐多，说明该方法水上勘探的有效性。
笔者应用此项技术结合厦门湾海底隧道水上地震的实际操作对发射波法在水底隧道的地质勘查进行了研究。
2.反射波法的特点
地震波反射波法研究的是地震波在不同弹性介质分界面上按一定规律产生反射的原理。
反射波法不受地层速度逆转的影响，受施工场地影响也较小，适应性较强，获得的地质信息比较丰富，时间剖面能够直观的反应地下的地质情况。
浅层反射波法在松散沉积地层中，对地层层
序的划分有很好的效果，对地基勘察和新构造运动迹象的调查都具有明显的成效。
在我国大型坝址勘测、海底隧道的勘查、水文地质调查以及城市活动断层的调查中都有广泛的应用。
3.应用实例
厦门湾海底隧道是贯通厦门本岛和漳州开发区厦漳泉城际轨道交通3号线的海上通道，于漳州开发区南炮台公园附近进入厦门湾海域，下穿厦门港10万吨级航道及厦门一鼓浪屿旅游航道后于演武大桥接环市南路处进入厦门岛，设计为双线双洞隧道，左、右线间距约30m。
为查明海底隧道段地层、构造及不良地质体发育情况，采用地震波发射法对海底隧道进行地质勘查。
3.1场地地质概况与地球物理条件
区内覆盖层由第四系全新统长乐组海积相（Q4m）与残积土构成，前者为淤泥、淤泥质黏土、砾砂，后者为花岗岩全风化产物。
基岩主要为早白垩世玛坑超单元梅山单元（K1M）及晚侏罗世永兴超单元瓜洋单元（J3G）花岗岩。
海水与淤泥、淤泥与砾砂、全、强、弱风化基岩之间纵波波阻抗存在明显差异，断裂构造引起地层的垂向错动或岩体破碎，会在地震时间剖面图出现反射波组同相轴的错动、不连续或能量减弱、绕射波出现等异常特征。
因此本区具有开展地震反射法的地球物理条件。
3.2水上地震反射法工作方法
水上生产性数据采集工作开始前，进行了现场试验。
试验内容包括震源能量、激发问隔时间、滤波通带、采样间隔、记录长度、偏移距、炮间隔、航速等。
通过试验结果选择最佳的采集参数。
水上地震勘探震源采用英国Applied Acousitics Engi-neefing公司生产的CSP-D2400J可调电磁脉冲震源，拖拉式连续匀速航行和定时激发方式施工，接收电缆牵挂在船尾部向后延伸。
浅层地震采集时，物探测线采用GPS导航定位，探测船只沿布设测线呈匀速航行。
为保证完全覆盖设计测线，提前上线，推迟下线。
工作期间开启浅层地震仪的噪声监测模式，并实时监测漂浮电缆。
保证电缆成直线或近似直线。
在发现干扰较大、航迹偏离设计测线过大、船姿不正、漂浮电缆偏离测线过大时，停止采集数据，及时进行重测。
4.资料处理与解释
4.1资料的处理方法
资料的处理主要流程如下：
预处理→CMP道集选排→叠前滤波→干扰切除→道问平衡→预测反褶积→速度分析→高精度τ-P变换→动校正→静校正→保幅叠加→叠后偏移→叠后滤波→水域CDP坐标设置和潮位改正→水域CDP剖面桩号投影→成果时间剖面输出。
上述部分步骤可不按顺序或重复使用，直至输出合格的结果为止。
其中主要节点的功能及参数如下：
①预处理为不正常道充零；②抽道集則按多次覆盖观测系统抽取其中心点道集；③叠前滤波主要为频率带通滤波，滤波的截止频率由原始记录中的频谱分析结果决定，低截频率范围为40Hz-100Hz，高截频率为250Hz-500Hz。
④干扰切除主要切除电缆波干扰及直达波干扰；⑤道间平衡将各道的总能量调整为同一水平；⑥预测反褶积主要用于压制全程多次波；⑦速度分析主要应用超级速度谱，速度分析区间为1000m/s～4000m/s（步长25m/s），从速度谱中根据叠加能量最强的原则拾取叠加速度，最终采用二维速度模型进行动校；⑧高精度τ-P变换主要用于压制屈微多次波及层间多次波。
由于高精度τ-P变换的应用，有效压制了由于水深较浅而发育的多次波，消除了多次波对分层解释的影响。
动校正应用速度分析确定的二维速度模型对CMP道集进行动校正。
叠后滤波主要滤除动校时拉伸畸变的波组，一般为低切滤波，截止频率比叠前滤波的低切频率稍低；叠后偏移采用二维F-X域有限差分法偏移。
偏移速度在叠加速度的基础上确定，最终选择叠加速度的98%作为本次处理的偏移速度，局部地方稍作调整，以适应局部的构造和地质情况变化。
水域CDP坐标设置和潮位改正为根据导航记录和潮位观测资料设置每个CDP的坐标。
并进行漂浮电缆沉放深度、震源沉放深度、潮位改正，将测点校正到位于国家2000高程系统的0m高程。
改正波速为海水波速1500m/s；水域CDP剖面桩号投影为根据水域浅层地震的特点，按每个CDP的实际位置投影到设计测线上，但又保持其准确位置。
4.2资料分析与解释
结合钻孔资料和波速测试资料，在时间剖面上找出具有较强振幅、同相轴连续性较好、可在整个场区内追踪的目的反射层作为标准层，对全区各方法时间剖面进行解释、对比。
在本次工程物探获得的地震时间剖面上分析识别出4个地震波强反射波组：T1、T2、T3和T4（图1）。
解释过程对全部交点进行闭合，闭合差控制在t0时间的5%以内。
T1反射波组以水平层状连续反射为主，推测T1面以上为水；T2反射波组以水平层状连续反射为主，推测T1～T2时间界面之间为淤泥、淤泥质土等，纵波波速一般在1400m/s～1700m/s；T3推测为全强风化基岩顶界，T2～T3时间界面之间为砾砂等，纵波波速一般在1700m/s～2000m/s；T4部分反射能力强、连续性较好、起伏强烈，部分测段存在较多绕射
波、回转波等，推测T3～T4时间界面之间为全、强风化基岩等，纵波波速一般在2200m/s～2600m/s；T4波组之下推断为弱～微风化基岩层，纵波速度大于3000m/s。
断层解释主要识别标志：
（1）地层反射波组错断；
（2）地层反射波组明显突变、绕射波发育；
（3）地震反射波组同相轴扭曲；
（4）时间剖面上出现波形杂乱或能量缺失。
4.3资料的综合分析与地质解释
在本次物理勘探获得的多道地震时间剖面上分析识别出4个地震波强反射界面，并由此将地层划分为4个地震层位各分层与地层之间对应关系如下：①淤泥层（T1、112之间）；②砾砂层（T2、T3之间）；③全强风化基岩层（T3、T4之间）；④弱微风化层（T4以下）。
（1）本次水上地震勘察发现了1条断裂构造，断层附近基岩岩体较为破碎。
（2）F1断层上盘有多个风化凹槽，凹槽处基岩风化强烈，岩体裂隙发育。
5.结语
通过水上浅层地震反射波法勘探，比较准确地查明了工区的水底地形、海底地层层位、隐伏断层以及断层影响范围等，为工程施工设计提供了可靠的资料。
实践表明，浅层地震反射波法在水底隧道的勘查中具有良好的效果。