地震影像与瑞雷波法在探测地下障碍物中的应用

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1、第21卷第4期安徽地质V．01．21No．420l1年12月GeologyofAnhuiDecermber2011文童编号：1005—6157(2011)03—0273—3地震影像与璃雷渡法在探地下障碍辏中座餍张久文(安徽省地质矿产勘查局327地质队，安徽合肥230011)摘要：在工程建筑中经常遇到建筑物下方有供水、供气管道或地下防空洞等障碍物，准确测定其位置对其进行处理至关重要。文章结合两个工程实例，对地震影像法和瑞雷波法综合应用在解决这类工程施工中遇到的问题作了简明阐述，说明正确合理的应用该方法具有快速、经济，准确等优点。关键词：综合工程物探；高密

2、度多波列地震影像；瞬态多道瑞雷波法；频散曲线；地下障碍物中图分类号：P631．4文献标志码：A纪90年代发展起来的一种新的浅层地震勘探方法。试验表明当在圆形基础上对地表进行垂直方向的激0引言震时，将产生瑞雷波(R波)、剪切波(s波)和近年来工程建筑行业蓬勃发展，但无论是工业压缩波(P波)，其中瑞雷波的能量约占总能量的厂房、电站、地铁或水利设施等都需要进行基础开三分之二，而且瑞雷波的大部分能量损失在二分之挖等必不可少的工作，从而经常会遇到在建筑地基一波长的深度内，换句话说瑞雷波某一波长的波速下方有供水、供气管道或地下防空洞等早期地下城主要与深度小于二分之

3、一波长内的地层物性有关。市设施，施工前准确判定其位置做必要的防护、处因此，利用瑞雷波的这种频散效应，根据频率一波理对整个工程的施工成败至关重要。在工程实践长一深度的对应关系，可计算出不同深度内地层中，我们利用高密度多波列地震影像法能快速、经的瑞雷波速度，从而达到确定不同地质体深度的目济地采集地下波动场特征的优点，准确判定地下障的。碍物地面位置，结合瑞雷波法的频散曲线确定深瑞雷波的测试主要有稳态瑞雷波法和瞬态瑞雷度，取得了非常好的工作成效，为很多建筑、顶管波法。随着计算机技术的发展和对瑞雷波研究的深等工程解决了难题。入，现以普遍采用瞬态瑞雷波法。该方法是

4、瞬态激震产生瑞雷波，通过计算机对仪器采集的数据进行1工程物探方法傅里叶变换，获得频散曲线，进行不同深度分层，1．1高密度多波列地震影像法并对计算结果进行正反演拟合，以提高计算的准确该方法是以小共偏移距、小点距密集采集人工性。激发的弹性波中面波及地层在横向、纵向由于不均在地下障碍物调查中主要是利用其“之”字形匀地质体的存在(如空洞、供水供气管道、涵管等拐点判断深度。在工作中除合理选择激震方法、检地下障碍物)而产生的诸如绕射、反射等。通过对波器频率外，对偏移距、道距、采样间隔的选择尤地震影像图的分析来确定障碍物的位置，配合瞬态为重要。瑞雷波法勘探的频散曲线

5、进行合理的地质解释。2实例分析实际工作中关键是要根据实际情况合理选择激震方法、检波器频率、偏移距、采集的间距。2。1地下燃气管道位置确定1．2瞬态瑞雷波法某河流综合治理工程设计建造一具有自排、抽瑞雷波法勘察也叫弹性波频率测深法，是上世排及下游灌溉引水和城市景观补水功能的泵站，在收稿日期：2011—05—18作者简介：张久文(1962一)，男，安徽合肥人，工程师，现主要从事工程物探的研究与实践。274安徽地质进水闸、前池基础开挖前获悉地下有城市天然气输洞，因此需探明防空洞的分布，以便做相应的基础送管道，但具体位置不详。处理。根据现场踏勘所了解的情况，选择

6、地震影像为探明天然气输送管道具体位置和埋深，以便法和瑞雷波法相结合来解决防空洞的位置和深度，在管道处进行人工开挖，避免机器开挖造成管道受从而确定防空洞的分布状况。损，决定使用工程物探方法进行勘探。图3是其中的一条地震影像图，横轴为距起点的通过现场踏勘后决定采用地震影像法确定管道位置，用瑞雷波法探测管道的埋深。图l为泵站前池的一条测线地震影像图。横轴为距起点的接收道数，纵轴为弹性波传播时间。可以看出：在第11道左右，l0～20ms的两个强振幅同相轴不连续，其两侧下方至60ms，有相对较强振幅的绕射波形出现，整体构成以第ll道为弧顶的绕射弧，说明管道．的中

7、心位于第11道下方。为进一步探明管道埋深，

8、在管道上方布置了一个排列的瑞雷波勘测剖面，经计算机处理后得到频散曲线如图2，在3．9m左右出)现“之”字形回折，而已有工程勘查资料显示在此深度没有岩性分层界面，因此初步判定管道埋深图3高密度多波列地震影像图3．9m，后进开挖验证，解释完全正确。Fig．3High-densitymulti-waveseismicimage接收道数，纵轴为弹性波传播时间。从中可以看到ll0203040CHNNO在纵轴100ms左右有几组较强的同相轴，但在横轴100一l50地震道间有明显的弧形凸起，且弧的两翼延伸至300ms以下，

9、说明该段测量点下方有防空洞存在。为此，在其上方布置一个瑞雷波排列，得到的频散曲线如图4，图中8