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1探測方法及技術

1．1橫波反射地震反射波法應用前提是地層之間存在明顯的波阻抗差異，在波阻抗分界線處可以產生反射波。橫波反射法是采用水平方向的激振，并用水平傳感器接收的方式進行工作。與縱波相比，橫波具有速度低、波長短、不受地下水影響等特點，使得橫波地震勘探的分辨率及精度較縱波有很大的提高［5］。同時，從橫波原始記錄中可以看出，面波干擾較弱，一般采用中間激發方式可以取得很好的效果。

1．2現場數據采集方法采用“引進國際先進水利科學技術計劃”(簡稱948計劃)引進的S－FLEX全數字化縱橫波兩用多功能地震數據采集系統，該設備傳感器采用全數字化技術，通過改變傳感器埋置方向可以接收縱波或橫波，信號響應頻帶寬，并有效降低傳輸干擾，提高信號保真度。縱波折射層析成像法，用70kg重的夯錘作為震源，108道采集，道間距為2m。最大偏移距為25m，炮間距12m。觀測系統如圖1所示。圖1縱波折射層析成像觀測系統示意橫波反射法采用專用橫波震源作為激發源，72道采集，道間距為2m，激發點位于接收排列中心。觀測系統如圖2所示。圖2橫波反射觀測系統示意為了加強信號強度，消除隨機干擾，采集中進行多次疊加，疊加次數為5～10次。

2資料處理及解釋

2．1數據處理

2．1．1縱波折射資料分析處理過程如1．1節所述通過不斷修改速度模型，進行迭代直至滿足反演精度，獲得最終的深度－速度成像結果。縱波原始記錄如圖3所示，深度－速度成像結果見圖4。

2．1．2橫波反射橫波反射數據處理方法與縱波反射基本一致，主要包括預處理、抽道集、速度分析、正校正、剩余靜校正、疊加、疊后偏移等流程。橫波原始記錄如圖5所示，疊加剖面結果見圖6。

2．2資料解釋從圖4可以看出，深度30m以上等值線基本為水平層狀分布，其中深度0～15m段波速為600～1000m/s，深度15～25m段波速為1000～1800m/s，深度25～30m段波速為1800～2200m/s，深度30m以下段波速整體大于2200m/s，局部存在低速區。樁號570m及樁號640m附近速度等值線明顯下凹，各存在一處相對低阻異常區，寬約15m，埋深為4～10m之間，推斷為該處碾壓相對不密實;樁號670～690m段表層深度0～3m范圍內存在一處低速異常區，波速值小于400m/s，推斷該處為隱患。從圖6可以看出，在樁號485～590m段、T=140ms附近存在明顯的反射同相軸，說明該段存在波阻抗差異;T=300ms及T=400ms附近存在較為連續的反射同相軸，其趨勢與縱波波速等線圖趨勢一致。

前期地質勘察及堤防施工資料顯示，探測區段由上到下地層分布依次為:堤身填土層，厚約15m;砂卵礫石層，厚約6～10m;全風化－強風化粉砂巖，厚約5～25m;中風化－微風化粉砂巖，厚度不詳，強風化與中風化界面存在一定的起伏變化。經過縱波折射與橫波反射資料的對比，結合地質資料綜合分析認為，堤身填土填筑質量整體較好，樁號485～590m段，埋深4～10m之間存在局部碾壓相對不密實區域，異常幅度不是很大;樁號670～690m段，深度0～3m之間存在碾壓不密實段，波速較低，從現場施工情況推斷認為，異常形成的主要原因是旁邊正在進行涵閘施工，該段位于開挖臨空面附近，降雨等因素影響造成了土體松弛。

3結語

此次聯合采用橫波反射及縱波折射層析成像兩種方法對堤防施工質量進行探測，探明了存在缺陷及隱患的區段，并對缺陷的形成原因進行分析，取得了良好的效果。試驗證明用多波地震勘探技術探測堤防填筑質量是可行的。

作者：高建華蔡耀軍黃小軍魏巖峻魏小坤單位：水利部長江勘測技術研究所