地震探测法在水下工程地质勘测的应用.pdf

地震探测法在水下工程 地质勘测的应用 谢新明 (广东省水利水电科学研究院，广州510610) 摘要 为水下工程建筑提供切实可靠的地质资料，在开展少量工程钻探的同时，辕以地 球物理探测方法，使两者有机地结合起来，这样即可获得可靠的地质资料，方便快捷，又是一种 解决工程实际问题的行之有效的方法。 关键词地震探测，水上探测法，地质剖面，反射波组，水下电缆 1勘察工程概况 利用物理勘探的方法对地层进行勘察，以了解地层变化分布情况，是近年运用较广的方法 之一，它有勘测范围大，操作简便，提供资料快等特点。采用地震探测仪器对一些施工条件较 为恶劣的位置进行工程地质勘测，为工程建设提供更为准确的资料。 西滩东堤位于珠江出口之一的鸡啼门西侧，紧靠珠海市珠海港开发区和南山镇，海堤初设 中间海域比较开阔，滩涂宽广，浅滩发育，水深一般只有2．o～4．0m，暗潮汹涌，流速波浪大。 若采用常规的地质钻机进行工程地质勘察难度较大，经分析研究，拟采用地质钻探与地震仪进 行探测相结合，查明各岩(土)层的分层、规律、深度和变化特征，为海堤的设计和堤基的处理选 择合理的方案。 2水上地震探测 2．1仪器的选择 英特尔486计算机及DSP处理器，可在现场进行高速处理，实行即时显示和打印资料记录。 所用检测器为100Hz高频检波器，振源为高频锤南昌和电火花振源等，信号接收是通过带接 收器的水上电缆来完成。 2．2探测方法及原理 水上地震探测方法原理如图1所示。即由一条载有地震仪器和激发振源的拖船拖着带有 地震波接收器的水上电缆顺水面航行，水上电缆沉放于水中一定深度处，其深度大小根据需要 由水上浮标控制。水上浅层地震探测一般为12道接收，其接收道距根据电缆设计情况已固 定。振源可根据探测深度的需要进行适当选择；如大锤敲击、电火花振源、气枪和炸药振源等， 当由拖船振源释放振动能量时，在水中产生振动，形成地震波，地震波经过水层到达地下，当遇 到不同岩性(介质的波阻抗发生变化)的分界面时，便产生反射，该反射经过地层返回水层，被 沉放于水中的水上电缆的接收器接收，并将振动信号转变为电信号，然后将电信号经水上电缆 转到地震仪，由地震仪把电信号变成数字信号存储在地震仪中。该数字信号经计算机处理后， 便可获得可供地质解释的地震时间剖面。 拖船 图1水上地震探测原理图形 2．3测线布置及工作量 因时间和工作量的关系，根据珠海海湾的具体情况，结合地质钻探的孑L位安排，水上地震 探测的测线安排基本上与钻孔相对应，以形成一条跨海断面，便于进行地质解释。本次水上地 震探测共布置了8个测线段，每个测线段的测线度以能形成一个小地震叠加断面段为原则，各 L3、L4、L5、L6、L7、L8。各测线的具体工作量见表1。 本次水上地震探测数据采集水上电缆接收器道距为4m，12道接收，施工时采用的偏移距 为12m，排列长度为56m，激发振源为大锤敲击船底板产生激振波。每激振一次经地震仪屏幕 显示合格后，船移动4m开始下一个点激振，如此反复，直到一个断面完成，再由船拖到下一个 断面位置开始另一个断面的采集。 水上地震数据的采集，船上实际工作时间为两天，共完成数据采集炮点134个，总测线长 度984m。 ·64l· 表1 测线编号 炮点数测线长度(m) 备注 Ll 17 124 ZKl3南侧 m 14 112 丛11位置 L3 14 112 ZK9位置 L4 14 112 ZK9、ZK7之间 L5