淺層折射波法在基巖埋深探測中的應用

王偉都　葉云龍

摘 要：以金沙江某地兩岸的覆蓋層、基巖巖性及物性統計資料為基礎，運用淺層折射波法地震勘探技術，對采集的地震數據進行處理，利用相遇時間曲線對覆蓋層與基巖進行劃分。結合高密度數據，對處理后的地震數據進行對比，進而獲得比較可靠管線基巖埋深的解釋成果。

關鍵詞：淺層折射波法；相遇時間曲線；基巖埋深

前言

折射波法是利用地震折射波進行地質勘探的方法。由于折射波首先到達地面，所以容易觀測和識別。近幾年來，淺層折射波法被越來越多的應用于工程勘察中，并取得了良好的勘察效果。特別是在縱波速度差異較大的第四系松散覆蓋層與基巖之間，可以產生明顯的折射波，加上折射波在速度分界面傳播的特性，因此被廣泛用于基巖勘察或覆蓋層厚度的勘察中。

1 淺層折射波法勘探的基本原理

地震勘探是一種研究人工震源激發所產生的地震波在地下介質中的傳播規律來解決地質問題的方法。當人工震源所激發的地震波在介質中傳播時，由于不同類型的巖石往往具有不同的彈性特征（如速度、密度等），當地震波通過這些巖石的分界面時，將產生反射、折射等現象。在二層介質構成的地質模型中，當下層介質的波速大于上層介質時，隨著地震波入射角的增大，透射角也要增大。當入射角達到臨界角后，透射波將沿介質的分界面滑行，稱之為滑行波。而滑行波在上層介質中必然產生新的波動，并傳播到地面，這種波稱為折射波。淺層折射波法勘探即是通過獲取來自這些界面的折射波信號，并對其進行反演分析，了解地下的介質分布及構造情況，以達到勘探目的。

2 應用實例

2.1 工區概況

金沙江某地地處云貴高原北部橫斷山區川滇山地，屬構造侵蝕-剝蝕中山峽谷地貌，地勢西北高、東南低，區內主要山脈多呈近南北向展布，山頂高程一般1200m～2000m，溝壑縱橫，金沙江深切，河道狹窄，谷坡陡峭，兩岸支流、沖溝較發育，局部因河道寬度變化，兩岸山坡較緩。地表多有厚度不一的第四系堆積物分布，以人工填土、坡積物、崩坡積物為主，少數地段為階地堆積物。工區多見基巖出露，以納拉河為界分為兩段，上游基巖主要為沉積巖，巖性以粉砂巖、泥質粉砂巖、泥巖夾頁巖等軟巖夾較硬巖為主，少量巖屑砂巖、礫巖、砂巖等硬巖；下游主要為巖漿巖，巖性以閃長巖、輝長巖為主，少量片麻巖花崗巖混合巖。

2.2 野外工作方法

正式開展數據采集工作之前，通過了解工區有效波和干擾波的情況，結合工作任務和本區的地質條件，最終確定激發方式為錘擊震源，工作方式為24道接收，采用相遇時距曲線觀測系統，以保證主要目的層的有效波可連續對比追蹤。數據采用WZG-48A工程地震儀接收，具有靈敏度高，動態范圍大，分辨率高，性能穩定等特點。另外，根據相關規范，對于相遇時距曲線觀測系統，應保證在相遇段內，至少有4個檢波點接收來自被追蹤層界面的折射波，根據實驗結果，確定了工區內的最佳工作參數為道間距為2m，偏移距為0m，排列長度為46m，采樣間隔為0.1m/s，記錄長度為204.8m/s。如果覆蓋層變厚，可以適當加大偏移距。為了保證接收到的地震記錄的質量利于后期處理，需要每邊至少錘擊兩次進行信號疊加，以壓制噪音。

物探剖面的布置：由于管線計劃沿著金沙江岸邊布設，受江水的沖刷作用影響，基巖總體上呈現向江心傾斜。因此，在開闊工區物探剖面盡可能與管線走向垂直，既可以看出埋深，又可以看出基巖橫向的傾斜程度或起伏情況；在狹窄的江灘處則沿管線走向布置測線，直接測出該處基巖的埋深。

工作中，除了采用以上措施保證數據質量外，還分別在數據采集工作正式開始前和結束后，兩次進行了儀器的一致性測試，以確保儀器始終處于良好的工作狀態。

3.2 資料解釋

根據圖5，并結合當地地質資料，該處地層可以按照層速度劃分為兩層：第四系覆蓋層和基巖。其中，覆蓋層的波速遠低于基巖的波速，約為378m/s，推測其成分主要為含砂礫黏土，結構松散，粘結程度低。基巖的波速為2554m/s，推測為泥質砂巖，風化程度較弱，比未風化的泥質砂巖的波速低，基巖面埋藏深度約為8.5米至9.3米之間，起伏程度不大。

4 結束語

淺層折射波法，在探測基巖埋藏深度及起伏情況、探測地下潛水面和淺部隱伏斷層等工程勘查中取得良好的效果。淺層折射波法在解決工程地質問題時，受地質條件的制約相對較少，通過前期試驗，靈活調整道間距等方法達到快速了解當地地質情況。本次勘探工作，很好的探明了管道基巖的埋深和相應的起伏情況，與其他同時進行的勘探方法一起相互佐證，為后續的施工提供了較可靠的物探技術支持。

在開展實際工作時，也遇到了受噪音干擾的問題，需要避開噪音干擾，特別是人為的噪音干擾，并通過增加疊加次數等方法進行壓制噪音。

參考文獻

[1]雷宛，肖宏躍，鄧一謙，等.工程與環境物探教程[M].北京：地質出版社，2006.

[2]趙德亨，田鋼，等.淺層地震折射波法綜述[J].世界地質，2005，42（2）.

[3]陳星，陳福.淺層地震折射波法在探測河床覆蓋層厚度中的應用[J].浙江水利科技，2004（5）：12-13.

作者簡介：王偉都（1989-），男，漢族，山東臨沂人，在讀碩士研究生，成都理工大學工地球物理學院，研究方向：環境與工程地球物理。endprint

摘 要：以金沙江某地兩岸的覆蓋層、基巖巖性及物性統計資料為基礎，運用淺層折射波法地震勘探技術，對采集的地震數據進行處理，利用相遇時間曲線對覆蓋層與基巖進行劃分。結合高密度數據，對處理后的地震數據進行對比，進而獲得比較可靠管線基巖埋深的解釋成果。

關鍵詞：淺層折射波法；相遇時間曲線；基巖埋深

前言

折射波法是利用地震折射波進行地質勘探的方法。由于折射波首先到達地面，所以容易觀測和識別。近幾年來，淺層折射波法被越來越多的應用于工程勘察中，并取得了良好的勘察效果。特別是在縱波速度差異較大的第四系松散覆蓋層與基巖之間，可以產生明顯的折射波，加上折射波在速度分界面傳播的特性，因此被廣泛用于基巖勘察或覆蓋層厚度的勘察中。

1 淺層折射波法勘探的基本原理

地震勘探是一種研究人工震源激發所產生的地震波在地下介質中的傳播規律來解決地質問題的方法。當人工震源所激發的地震波在介質中傳播時，由于不同類型的巖石往往具有不同的彈性特征（如速度、密度等），當地震波通過這些巖石的分界面時，將產生反射、折射等現象。在二層介質構成的地質模型中，當下層介質的波速大于上層介質時，隨著地震波入射角的增大，透射角也要增大。當入射角達到臨界角后，透射波將沿介質的分界面滑行，稱之為滑行波。而滑行波在上層介質中必然產生新的波動，并傳播到地面，這種波稱為折射波。淺層折射波法勘探即是通過獲取來自這些界面的折射波信號，并對其進行反演分析，了解地下的介質分布及構造情況，以達到勘探目的。

2 應用實例

2.1 工區概況

金沙江某地地處云貴高原北部橫斷山區川滇山地，屬構造侵蝕-剝蝕中山峽谷地貌，地勢西北高、東南低，區內主要山脈多呈近南北向展布，山頂高程一般1200m～2000m，溝壑縱橫，金沙江深切，河道狹窄，谷坡陡峭，兩岸支流、沖溝較發育，局部因河道寬度變化，兩岸山坡較緩。地表多有厚度不一的第四系堆積物分布，以人工填土、坡積物、崩坡積物為主，少數地段為階地堆積物。工區多見基巖出露，以納拉河為界分為兩段，上游基巖主要為沉積巖，巖性以粉砂巖、泥質粉砂巖、泥巖夾頁巖等軟巖夾較硬巖為主，少量巖屑砂巖、礫巖、砂巖等硬巖；下游主要為巖漿巖，巖性以閃長巖、輝長巖為主，少量片麻巖花崗巖混合巖。

2.2 野外工作方法

正式開展數據采集工作之前，通過了解工區有效波和干擾波的情況，結合工作任務和本區的地質條件，最終確定激發方式為錘擊震源，工作方式為24道接收，采用相遇時距曲線觀測系統，以保證主要目的層的有效波可連續對比追蹤。數據采用WZG-48A工程地震儀接收，具有靈敏度高，動態范圍大，分辨率高，性能穩定等特點。另外，根據相關規范，對于相遇時距曲線觀測系統，應保證在相遇段內，至少有4個檢波點接收來自被追蹤層界面的折射波，根據實驗結果，確定了工區內的最佳工作參數為道間距為2m，偏移距為0m，排列長度為46m，采樣間隔為0.1m/s，記錄長度為204.8m/s。如果覆蓋層變厚，可以適當加大偏移距。為了保證接收到的地震記錄的質量利于后期處理，需要每邊至少錘擊兩次進行信號疊加，以壓制噪音。

物探剖面的布置：由于管線計劃沿著金沙江岸邊布設，受江水的沖刷作用影響，基巖總體上呈現向江心傾斜。因此，在開闊工區物探剖面盡可能與管線走向垂直，既可以看出埋深，又可以看出基巖橫向的傾斜程度或起伏情況；在狹窄的江灘處則沿管線走向布置測線，直接測出該處基巖的埋深。

工作中，除了采用以上措施保證數據質量外，還分別在數據采集工作正式開始前和結束后，兩次進行了儀器的一致性測試，以確保儀器始終處于良好的工作狀態。

3.2 資料解釋

根據圖5，并結合當地地質資料，該處地層可以按照層速度劃分為兩層：第四系覆蓋層和基巖。其中，覆蓋層的波速遠低于基巖的波速，約為378m/s，推測其成分主要為含砂礫黏土，結構松散，粘結程度低。基巖的波速為2554m/s，推測為泥質砂巖，風化程度較弱，比未風化的泥質砂巖的波速低，基巖面埋藏深度約為8.5米至9.3米之間，起伏程度不大。

4 結束語

淺層折射波法，在探測基巖埋藏深度及起伏情況、探測地下潛水面和淺部隱伏斷層等工程勘查中取得良好的效果。淺層折射波法在解決工程地質問題時，受地質條件的制約相對較少，通過前期試驗，靈活調整道間距等方法達到快速了解當地地質情況。本次勘探工作，很好的探明了管道基巖的埋深和相應的起伏情況，與其他同時進行的勘探方法一起相互佐證，為后續的施工提供了較可靠的物探技術支持。

在開展實際工作時，也遇到了受噪音干擾的問題，需要避開噪音干擾，特別是人為的噪音干擾，并通過增加疊加次數等方法進行壓制噪音。

參考文獻

[1]雷宛，肖宏躍，鄧一謙，等.工程與環境物探教程[M].北京：地質出版社，2006.

[2]趙德亨，田鋼，等.淺層地震折射波法綜述[J].世界地質，2005，42（2）.

[3]陳星，陳福.淺層地震折射波法在探測河床覆蓋層厚度中的應用[J].浙江水利科技，2004（5）：12-13.

作者簡介：王偉都（1989-），男，漢族，山東臨沂人，在讀碩士研究生，成都理工大學工地球物理學院，研究方向：環境與工程地球物理。endprint

摘 要：以金沙江某地兩岸的覆蓋層、基巖巖性及物性統計資料為基礎，運用淺層折射波法地震勘探技術，對采集的地震數據進行處理，利用相遇時間曲線對覆蓋層與基巖進行劃分。結合高密度數據，對處理后的地震數據進行對比，進而獲得比較可靠管線基巖埋深的解釋成果。

關鍵詞：淺層折射波法；相遇時間曲線；基巖埋深

前言

折射波法是利用地震折射波進行地質勘探的方法。由于折射波首先到達地面，所以容易觀測和識別。近幾年來，淺層折射波法被越來越多的應用于工程勘察中，并取得了良好的勘察效果。特別是在縱波速度差異較大的第四系松散覆蓋層與基巖之間，可以產生明顯的折射波，加上折射波在速度分界面傳播的特性，因此被廣泛用于基巖勘察或覆蓋層厚度的勘察中。

1 淺層折射波法勘探的基本原理

地震勘探是一種研究人工震源激發所產生的地震波在地下介質中的傳播規律來解決地質問題的方法。當人工震源所激發的地震波在介質中傳播時，由于不同類型的巖石往往具有不同的彈性特征（如速度、密度等），當地震波通過這些巖石的分界面時，將產生反射、折射等現象。在二層介質構成的地質模型中，當下層介質的波速大于上層介質時，隨著地震波入射角的增大，透射角也要增大。當入射角達到臨界角后，透射波將沿介質的分界面滑行，稱之為滑行波。而滑行波在上層介質中必然產生新的波動，并傳播到地面，這種波稱為折射波。淺層折射波法勘探即是通過獲取來自這些界面的折射波信號，并對其進行反演分析，了解地下的介質分布及構造情況，以達到勘探目的。

2 應用實例

2.1 工區概況

金沙江某地地處云貴高原北部橫斷山區川滇山地，屬構造侵蝕-剝蝕中山峽谷地貌，地勢西北高、東南低，區內主要山脈多呈近南北向展布，山頂高程一般1200m～2000m，溝壑縱橫，金沙江深切，河道狹窄，谷坡陡峭，兩岸支流、沖溝較發育，局部因河道寬度變化，兩岸山坡較緩。地表多有厚度不一的第四系堆積物分布，以人工填土、坡積物、崩坡積物為主，少數地段為階地堆積物。工區多見基巖出露，以納拉河為界分為兩段，上游基巖主要為沉積巖，巖性以粉砂巖、泥質粉砂巖、泥巖夾頁巖等軟巖夾較硬巖為主，少量巖屑砂巖、礫巖、砂巖等硬巖；下游主要為巖漿巖，巖性以閃長巖、輝長巖為主，少量片麻巖花崗巖混合巖。

2.2 野外工作方法

正式開展數據采集工作之前，通過了解工區有效波和干擾波的情況，結合工作任務和本區的地質條件，最終確定激發方式為錘擊震源，工作方式為24道接收，采用相遇時距曲線觀測系統，以保證主要目的層的有效波可連續對比追蹤。數據采用WZG-48A工程地震儀接收，具有靈敏度高，動態范圍大，分辨率高，性能穩定等特點。另外，根據相關規范，對于相遇時距曲線觀測系統，應保證在相遇段內，至少有4個檢波點接收來自被追蹤層界面的折射波，根據實驗結果，確定了工區內的最佳工作參數為道間距為2m，偏移距為0m，排列長度為46m，采樣間隔為0.1m/s，記錄長度為204.8m/s。如果覆蓋層變厚，可以適當加大偏移距。為了保證接收到的地震記錄的質量利于后期處理，需要每邊至少錘擊兩次進行信號疊加，以壓制噪音。

物探剖面的布置：由于管線計劃沿著金沙江岸邊布設，受江水的沖刷作用影響，基巖總體上呈現向江心傾斜。因此，在開闊工區物探剖面盡可能與管線走向垂直，既可以看出埋深，又可以看出基巖橫向的傾斜程度或起伏情況；在狹窄的江灘處則沿管線走向布置測線，直接測出該處基巖的埋深。

工作中，除了采用以上措施保證數據質量外，還分別在數據采集工作正式開始前和結束后，兩次進行了儀器的一致性測試，以確保儀器始終處于良好的工作狀態。

3.2 資料解釋

根據圖5，并結合當地地質資料，該處地層可以按照層速度劃分為兩層：第四系覆蓋層和基巖。其中，覆蓋層的波速遠低于基巖的波速，約為378m/s，推測其成分主要為含砂礫黏土，結構松散，粘結程度低。基巖的波速為2554m/s，推測為泥質砂巖，風化程度較弱，比未風化的泥質砂巖的波速低，基巖面埋藏深度約為8.5米至9.3米之間，起伏程度不大。

4 結束語

淺層折射波法，在探測基巖埋藏深度及起伏情況、探測地下潛水面和淺部隱伏斷層等工程勘查中取得良好的效果。淺層折射波法在解決工程地質問題時，受地質條件的制約相對較少，通過前期試驗，靈活調整道間距等方法達到快速了解當地地質情況。本次勘探工作，很好的探明了管道基巖的埋深和相應的起伏情況，與其他同時進行的勘探方法一起相互佐證，為后續的施工提供了較可靠的物探技術支持。

在開展實際工作時，也遇到了受噪音干擾的問題，需要避開噪音干擾，特別是人為的噪音干擾，并通過增加疊加次數等方法進行壓制噪音。

參考文獻

[1]雷宛，肖宏躍，鄧一謙，等.工程與環境物探教程[M].北京：地質出版社，2006.

[2]趙德亨，田鋼，等.淺層地震折射波法綜述[J].世界地質，2005，42（2）.

[3]陳星，陳福.淺層地震折射波法在探測河床覆蓋層厚度中的應用[J].浙江水利科技，2004（5）：12-13.

作者簡介：王偉都（1989-），男，漢族，山東臨沂人，在讀碩士研究生，成都理工大學工地球物理學院，研究方向：環境與工程地球物理。endprint