水上多道地震在佛山市某过江隧道勘察中的应用(3)
3.5 物探外业工作质量评述
本次工程物探采用了多道地震波反射法,并配套进行水深测量。各种方法的主要仪器设备先进、工作状态正常、并都校准期限内。在进场后、退场前均进行了调试和自检。
本次共采集多道地震原始记录1212 个(不包含废炮),其中试验原始记录100 个,占8.25%,原始记录中有效反射波组清晰连续、信噪比高。全部记录合格,其中优良以上记录1154 个,占95%,满足相关规范的要求[8]。
4 资料分析与解释及误差来源
4.1 多道地震资料分析与解释
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[9]。
在本次水上多道地震获得的地震时间剖面上分析识别出5 个地震波强反射波组,从上到下为T1、T2、T3、T4、T5,其中,T1 为河床底反射面,T2 推断为淤泥质粉土、淤泥质粉砂底、T3 粉砂、细砂底、T4 圆砾、卵石底、T5 强风化基岩底。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 反射波组能量强,连续性较好。根据其地震相,推断为淤泥质粉土、淤泥质粉砂底界。
T3 反射波组能量强,连续性较好。部分区域反射波组存在尖灭,根据其地震相,推断为测粉砂、细砂底界。
T4 反射波组能量强,连续性较好。反射波组形态与T3 反射波组形态差异较大,根据其地震相,推断为圆砾、卵石底界。
T5 反射波组能量强,连续性较好。形态与T4 反射波组相似,位于T4 反射波组之下,根据其地震相,推断为强风化基岩底界。
根据上述分层方法,对地震时间剖面的解释,经地质资料进行修正和对比,地震反射资料与钻孔揭露的地层吻合度较好,具体推断如图4。
4.1.1 地层特征
(1)测区岩面标高由小里程向大里程方向递增,在线路中部略有起伏。
(2)测区以水面标高0.42m 为基准,最大水深为10.3m,最小水深为1.1m,平均水深6.0m;淤泥质粉土、淤泥质粉砂最大底面为24.5m,最小底面为15.4m,平均底面为15.4m;粉砂、细砂最大底面为31.8m,最小底面为19.7m,平均底面为25.9m;圆砾、卵石最大底面为44.0m,最小底面为29.5m,平均底面为36.4m;强风化岩最大底面为46.9m,最小底面为33.2m,平均底面为39.2m。
图4 地震反射时间剖面及地质解释断面图Fig.4 Seismic reflection time profile and geological interpretation
4.1.2 构造特征
推测在NK12+785-NK12+795 存在一断层,其走向为北东向,倾向小里程方向,倾角约为62° ~63°。
4.2 水上多道地震反射资料处理工作的难点及解译误差来源
本次地震勘探资料多次波强烈,分析其可能的原因为淤泥层薄弱或者基岩埋深浅,电磁脉冲震源所激发的地震波在穿过水时遇很强的反射界面,并形成多次反射,并产生多次波。从地震时间剖面上看,水底形成的多次波能量多已强过基岩反射波,并且连续性好。
经过仔细分析地震波组,发现基岩反射面波组多呈弧形,并与海底多次反射波多次交错甚至重叠,以致基岩反射波组不连续,难以分辨,因此去除多次波并保留基岩反射波成为本次工作的难点。
本次物探工作去除多次波的方法主要是预测反褶积、F-K 滤波和τ-P 滤波。
根据地震波波动及射线理论,结合该区地层起伏大和基岩面埋藏浅的实际情况,对地震勘探误差来源分析如下:
a、纵向分辨率,受地层埋藏深度影响,在覆盖层厚度小于1/4 波长时,水底反射波组与基岩反射波组未能分离;
b、水底起伏过大所形成的绕射波、回转波,其形态与地质构造所产生的地震波形态相似,容易造成误判或者错判,只能尽多地结合区域地质以及长期工作经验来加以避免;
c、在去除多次反射的过程中,也难免将有用的地震信息去掉,长期的工作经验将相当重要。
5 结语
本次水上多道地震勘探工作对隧道区域基岩面的起伏及断层的具体位置的探测有很好的效果,为后期水上钻孔的布置提供了依据,勘探成果与钻探揭露情况较为吻合,再次证明该方法的有效性。同时其勘探结果可以弥补钻探方法中一孔之见的不足,不仅对工程勘察精度有所提高,还提高了工程勘察效率,在水域的工程勘察中的应用前景广阔。
由于顺德水道隧道洞身主要位于卵石和圆砾层中,上部地层主要为淤泥质粉土、淤泥质粉砂、粉砂、细砂等不稳定地层,设计时要选择合适的工法进行施工。施工时要进行必要的监控,确保施工的安全。
文章来源:《工程勘察》 网址: http://www.gckczz.cn/qikandaodu/2021/0519/597.html
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