三峡库区地质灾害勘察物探技术方法应用

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1、三峡库区地质灾害勘察物探技术方法应用李洪涛孙党生杨勤海杨进平(中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所河北保定071051)[摘要]本文简要叙述了在三峡库区地质灾害勘察中经常使用的物探技术方法以及一些典型的工程实例。以求为今后的工作带来一定示范效应，进一步为地质灾害勘察提供先进有效的测试手段。[关键词]三峡库区地质灾害勘查物探技术方法1.前言从1997年至2004年，中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所承担了三峡库区移民迁建新址重大地质灾害防治研究与论证综合地球物理勘查，奉节三马山小区

2、物探勘察、巴东黄土坡滑坡、万州官塘口滑坡物探勘察﹑重庆14区县库岸调查等一批应用研究课题及物探勘察任务。先后在三峡库区的巴东、巫山、奉节、万州及丰都、石柱等地进行了大量的综合地球物理勘察。本文为地球物理勘探技术方法在三峡库区地质灾害防治工程中的应用实践经验总结和体会，以求为今后的工作带来一定示范效应，进一步为地质灾害勘察提供先进有效的测试手段。2.地球物理勘探技术方法2.1浅层高分辨率地震勘探2.1.1工作技术方法2.1.1.1展开排列法考虑到库区地形地质条件的复杂性，在奉节和巫山两地，在布置地震

3、剖面之前，作为一种重要的试验方法，都采用了展开排列法。其作用是了解测区地震波波组中各种波的时序排列关系，进行震相分析，从而确定数据采集的仪器参数和观测系统，采取合适的激发与接收措施，进行地层介质速度参数的估算。展开排列法观测系统采用0、10、20、30、40、50m等不同偏移距，道距2m或3m。2.1.1.2共深度点多次水平叠加法（CDP）CDP水平叠加法是在不同激发点和接收点上采集来自相同反射点的反射波，在得到的多张地震记录中抽出界面上共反射点道集，经过速度扫描，动静校正之后，进行叠加处理，1以

4、时间剖面的形式给出地质界面及构造信息，这种方法可以提高信噪比，对压制干扰波有显著的作用。CDP剖面观测系统中的偏移距的选择，是根据面波、声波等干扰波与目的层反射波的关系确定，分别采用30m、40m和69m。道距采用2m、3m和5m。水平叠加次数大部分为6次，部分用3次。2.1.1.3地震高密度映像法高密度映像技术采用单次激发，单次接收等偏移距信号采集，其工作模式与水域中声纳法类似，故又称为陆地声纳法。采集的信号经幅度压缩、彩色调制，以彩色映像的方式显示。高密度映像法的偏移距用2m，点距1m。2.1

5、.2野外数据采集设备地震勘探采用北京水电物探研究所的SWS—1A型多功能面波仪与瑞典ABEM公司MARK6轻便多道地震仪。接收检波器用38HZ高灵敏数字检波器配CDP轻便覆盖电缆。根据探测目的层的深度，以及测区施工条件，分别采用锤击与炸药爆破两种震源。锤击震源锤重24磅，锤垫厚20mm。为增加有效信号，压制随机干扰，采用垂直叠加，叠加次数一般为5次。炸药震源一般在炮孔中激发，孔深1－2m，药量100—200g。2.1.3资料数据处理CDP剖面资料的数据处理采用CSP.3.3地震数据处理系统。针对本

6、区地形坡度大且起伏剧烈的特点，在叠前和叠后均作了地形校正。处理内容还包括增益控制、噪音和干扰波切除、滤波、速度分析、动校正与水平叠加等，最终输出含有地形线的CDP水平迭加双程反射波时间剖面图，成果地质解释图是在AutoCad14.0下完成的。处理流程如图1。原始野外数据道幅度一致记录预处理噪音切除地形校正面波、声波切除频谱分析、数字滤波选择覆盖次数抽CDP共反射点道集应用速度函数速度分析提取动校正速度参数2动校正及CDP水平叠加滤波及均衡地形与时间剖面输出图1浅层地震数据处理流程图2.2面波勘探采

7、用瞬态面波（瑞雷波）勘探。在地表用震源竖向激震时，一般会产生直达纵波、折射纵波、反射纵波和瑞雷波以及各种转换波。理论分析和实验表明，所有这些波中，瑞雷波的能量最强，约占67%。瑞雷波是一种沿地表传播的表面波，其传播的波阵面为一个园柱体，传播的深度约为一个波长。利用瑞雷波的频散特性，即不同波长的瑞雷波传播特征反应不同深度地质体的特征，进行地质介质结构的探测。2.2.1仪器设备面波勘探采用北京水电物探研究所的SWS—1A型多功能面波仪，接收检波器采用4Hz低频检波器，面波剖面采用12道排列，道距1m，

8、点距5m，偏移距分别为0、5、10、15和20m。2.2.2资料处理面波剖面采用FKSWSA面波处理系统，通过多道三维富里叶变换，在时间—空间（T—X）域和频率—波数（F—K）域内进行速度和波数（波长）滤波，消除非面波信号，有效地提取面波信息，绘制面波频散曲线，进行面波资料的反演解释。FKSWSA面波处理系统的特点是可以进行拟合处理，即设定的地层结构参数，与计算的地层参数，通过相关系数判断，确定最佳地层结构反演结果。2.3地震层析成像（CT）地震层析成像和其它科学技术领域的成像技术