浅层折射波法在基岩埋深探测中的应用

王伟都　叶云龙

摘 要：以金沙江某地两岸的覆盖层、基岩岩性及物性统计资料为基础，运用浅层折射波法地震勘探技术，对采集的地震数据进行处理，利用相遇时间曲线对覆盖层与基岩进行划分。结合高密度数据，对处理后的地震数据进行对比，进而获得比较可靠管线基岩埋深的解释成果。

关键词：浅层折射波法；相遇时间曲线；基岩埋深

前言

折射波法是利用地震折射波进行地质勘探的方法。由于折射波首先到达地面，所以容易观测和识别。近几年来，浅层折射波法被越来越多的应用于工程勘察中，并取得了良好的勘察效果。特别是在纵波速度差异较大的第四系松散覆盖层与基岩之间，可以产生明显的折射波，加上折射波在速度分界面传播的特性，因此被广泛用于基岩勘察或覆盖层厚度的勘察中。

1 浅层折射波法勘探的基本原理

地震勘探是一种研究人工震源激发所产生的地震波在地下介质中的传播规律来解决地质问题的方法。当人工震源所激发的地震波在介质中传播时，由于不同类型的岩石往往具有不同的弹性特征（如速度、密度等），当地震波通过这些岩石的分界面时，将产生反射、折射等现象。在二层介质构成的地质模型中，当下层介质的波速大于上层介质时，随着地震波入射角的增大，透射角也要增大。当入射角达到临界角后，透射波将沿介质的分界面滑行，称之为滑行波。而滑行波在上层介质中必然产生新的波动，并传播到地面，这种波称为折射波。浅层折射波法勘探即是通过获取来自这些界面的折射波信号，并对其进行反演分析，了解地下的介质分布及构造情况，以达到勘探目的。

2 应用实例

2.1 工区概况

金沙江某地地处云贵高原北部横断山区川滇山地，属构造侵蚀-剥蚀中山峡谷地貌，地势西北高、东南低，区内主要山脉多呈近南北向展布，山顶高程一般1200m～2000m，沟壑纵横，金沙江深切，河道狭窄，谷坡陡峭，两岸支流、冲沟较发育，局部因河道宽度变化，两岸山坡较缓。地表多有厚度不一的第四系堆积物分布，以人工填土、坡积物、崩坡积物为主，少数地段为阶地堆积物。工区多见基岩出露，以纳拉河为界分为两段，上游基岩主要为沉积岩，岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩夹页岩等软岩夹较硬岩为主，少量岩屑砂岩、砾岩、砂岩等硬岩；下游主要为岩浆岩，岩性以闪长岩、辉长岩为主，少量片麻岩花岗岩混合岩。

2.2 野外工作方法

正式开展数据采集工作之前，通过了解工区有效波和干扰波的情况，结合工作任务和本区的地质条件，最终确定激发方式为锤击震源，工作方式为24道接收，采用相遇时距曲线观测系统，以保证主要目的层的有效波可连续对比追踪。数据采用WZG-48A工程地震仪接收，具有灵敏度高，动态范围大，分辨率高，性能稳定等特点。另外，根据相关规范，对于相遇时距曲线观测系统，应保证在相遇段内，至少有4个检波点接收来自被追踪层界面的折射波，根据实验结果，确定了工区内的最佳工作参数为道间距为2m，偏移距为0m，排列长度为46m，采样间隔为0.1m/s，记录长度为204.8m/s。如果覆盖层变厚，可以适当加大偏移距。为了保证接收到的地震记录的质量利于后期处理，需要每边至少锤击两次进行信号叠加，以压制噪音。

物探剖面的布置：由于管线计划沿着金沙江岸边布设，受江水的冲刷作用影响，基岩总体上呈现向江心倾斜。因此，在开阔工区物探剖面尽可能与管线走向垂直，既可以看出埋深，又可以看出基岩横向的倾斜程度或起伏情况；在狭窄的江滩处则沿管线走向布置测线，直接测出该处基岩的埋深。

工作中，除了采用以上措施保证数据质量外，还分别在数据采集工作正式开始前和结束后，两次进行了仪器的一致性测试，以确保仪器始终处于良好的工作状态。

3.2 资料解释

根据图5，并结合当地地质资料，该处地层可以按照层速度划分为两层：第四系覆盖层和基岩。其中，覆盖层的波速远低于基岩的波速，约为378m/s，推测其成分主要为含砂砾黏土，结构松散，粘结程度低。基岩的波速为2554m/s，推测为泥质砂岩，风化程度较弱，比未风化的泥质砂岩的波速低，基岩面埋藏深度约为8.5米至9.3米之间，起伏程度不大。

4 结束语

浅层折射波法，在探测基岩埋藏深度及起伏情况、探测地下潜水面和浅部隐伏断层等工程勘查中取得良好的效果。浅层折射波法在解决工程地质问题时，受地质条件的制约相对较少，通过前期试验，灵活调整道间距等方法达到快速了解当地地质情况。本次勘探工作，很好的探明了管道基岩的埋深和相应的起伏情况，与其他同时进行的勘探方法一起相互佐证，为后续的施工提供了较可靠的物探技术支持。

在开展实际工作时，也遇到了受噪音干扰的问题，需要避开噪音干扰，特别是人为的噪音干扰，并通过增加叠加次数等方法进行压制噪音。

参考文献

[1]雷宛，肖宏跃，邓一谦，等.工程与环境物探教程[M].北京：地质出版社，2006.

[2]赵德亨，田钢，等.浅层地震折射波法综述[J].世界地质，2005，42（2）.

[3]陈星，陈福.浅层地震折射波法在探测河床覆盖层厚度中的应用[J].浙江水利科技，2004（5）：12-13.

作者简介：王伟都（1989-），男，汉族，山东临沂人，在读硕士研究生，成都理工大学工地球物理学院，研究方向：环境与工程地球物理。endprint

摘 要：以金沙江某地两岸的覆盖层、基岩岩性及物性统计资料为基础，运用浅层折射波法地震勘探技术，对采集的地震数据进行处理，利用相遇时间曲线对覆盖层与基岩进行划分。结合高密度数据，对处理后的地震数据进行对比，进而获得比较可靠管线基岩埋深的解释成果。

关键词：浅层折射波法；相遇时间曲线；基岩埋深

前言

折射波法是利用地震折射波进行地质勘探的方法。由于折射波首先到达地面，所以容易观测和识别。近几年来，浅层折射波法被越来越多的应用于工程勘察中，并取得了良好的勘察效果。特别是在纵波速度差异较大的第四系松散覆盖层与基岩之间，可以产生明显的折射波，加上折射波在速度分界面传播的特性，因此被广泛用于基岩勘察或覆盖层厚度的勘察中。

1 浅层折射波法勘探的基本原理

地震勘探是一种研究人工震源激发所产生的地震波在地下介质中的传播规律来解决地质问题的方法。当人工震源所激发的地震波在介质中传播时，由于不同类型的岩石往往具有不同的弹性特征（如速度、密度等），当地震波通过这些岩石的分界面时，将产生反射、折射等现象。在二层介质构成的地质模型中，当下层介质的波速大于上层介质时，随着地震波入射角的增大，透射角也要增大。当入射角达到临界角后，透射波将沿介质的分界面滑行，称之为滑行波。而滑行波在上层介质中必然产生新的波动，并传播到地面，这种波称为折射波。浅层折射波法勘探即是通过获取来自这些界面的折射波信号，并对其进行反演分析，了解地下的介质分布及构造情况，以达到勘探目的。

2 应用实例

2.1 工区概况

金沙江某地地处云贵高原北部横断山区川滇山地，属构造侵蚀-剥蚀中山峡谷地貌，地势西北高、东南低，区内主要山脉多呈近南北向展布，山顶高程一般1200m～2000m，沟壑纵横，金沙江深切，河道狭窄，谷坡陡峭，两岸支流、冲沟较发育，局部因河道宽度变化，两岸山坡较缓。地表多有厚度不一的第四系堆积物分布，以人工填土、坡积物、崩坡积物为主，少数地段为阶地堆积物。工区多见基岩出露，以纳拉河为界分为两段，上游基岩主要为沉积岩，岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩夹页岩等软岩夹较硬岩为主，少量岩屑砂岩、砾岩、砂岩等硬岩；下游主要为岩浆岩，岩性以闪长岩、辉长岩为主，少量片麻岩花岗岩混合岩。

2.2 野外工作方法

正式开展数据采集工作之前，通过了解工区有效波和干扰波的情况，结合工作任务和本区的地质条件，最终确定激发方式为锤击震源，工作方式为24道接收，采用相遇时距曲线观测系统，以保证主要目的层的有效波可连续对比追踪。数据采用WZG-48A工程地震仪接收，具有灵敏度高，动态范围大，分辨率高，性能稳定等特点。另外，根据相关规范，对于相遇时距曲线观测系统，应保证在相遇段内，至少有4个检波点接收来自被追踪层界面的折射波，根据实验结果，确定了工区内的最佳工作参数为道间距为2m，偏移距为0m，排列长度为46m，采样间隔为0.1m/s，记录长度为204.8m/s。如果覆盖层变厚，可以适当加大偏移距。为了保证接收到的地震记录的质量利于后期处理，需要每边至少锤击两次进行信号叠加，以压制噪音。

物探剖面的布置：由于管线计划沿着金沙江岸边布设，受江水的冲刷作用影响，基岩总体上呈现向江心倾斜。因此，在开阔工区物探剖面尽可能与管线走向垂直，既可以看出埋深，又可以看出基岩横向的倾斜程度或起伏情况；在狭窄的江滩处则沿管线走向布置测线，直接测出该处基岩的埋深。

工作中，除了采用以上措施保证数据质量外，还分别在数据采集工作正式开始前和结束后，两次进行了仪器的一致性测试，以确保仪器始终处于良好的工作状态。

3.2 资料解释

根据图5，并结合当地地质资料，该处地层可以按照层速度划分为两层：第四系覆盖层和基岩。其中，覆盖层的波速远低于基岩的波速，约为378m/s，推测其成分主要为含砂砾黏土，结构松散，粘结程度低。基岩的波速为2554m/s，推测为泥质砂岩，风化程度较弱，比未风化的泥质砂岩的波速低，基岩面埋藏深度约为8.5米至9.3米之间，起伏程度不大。

4 结束语

浅层折射波法，在探测基岩埋藏深度及起伏情况、探测地下潜水面和浅部隐伏断层等工程勘查中取得良好的效果。浅层折射波法在解决工程地质问题时，受地质条件的制约相对较少，通过前期试验，灵活调整道间距等方法达到快速了解当地地质情况。本次勘探工作，很好的探明了管道基岩的埋深和相应的起伏情况，与其他同时进行的勘探方法一起相互佐证，为后续的施工提供了较可靠的物探技术支持。

在开展实际工作时，也遇到了受噪音干扰的问题，需要避开噪音干扰，特别是人为的噪音干扰，并通过增加叠加次数等方法进行压制噪音。

参考文献

[1]雷宛，肖宏跃，邓一谦，等.工程与环境物探教程[M].北京：地质出版社，2006.

[2]赵德亨，田钢，等.浅层地震折射波法综述[J].世界地质，2005，42（2）.

[3]陈星，陈福.浅层地震折射波法在探测河床覆盖层厚度中的应用[J].浙江水利科技，2004（5）：12-13.

作者简介：王伟都（1989-），男，汉族，山东临沂人，在读硕士研究生，成都理工大学工地球物理学院，研究方向：环境与工程地球物理。endprint

摘 要：以金沙江某地两岸的覆盖层、基岩岩性及物性统计资料为基础，运用浅层折射波法地震勘探技术，对采集的地震数据进行处理，利用相遇时间曲线对覆盖层与基岩进行划分。结合高密度数据，对处理后的地震数据进行对比，进而获得比较可靠管线基岩埋深的解释成果。

关键词：浅层折射波法；相遇时间曲线；基岩埋深

前言

折射波法是利用地震折射波进行地质勘探的方法。由于折射波首先到达地面，所以容易观测和识别。近几年来，浅层折射波法被越来越多的应用于工程勘察中，并取得了良好的勘察效果。特别是在纵波速度差异较大的第四系松散覆盖层与基岩之间，可以产生明显的折射波，加上折射波在速度分界面传播的特性，因此被广泛用于基岩勘察或覆盖层厚度的勘察中。

1 浅层折射波法勘探的基本原理

地震勘探是一种研究人工震源激发所产生的地震波在地下介质中的传播规律来解决地质问题的方法。当人工震源所激发的地震波在介质中传播时，由于不同类型的岩石往往具有不同的弹性特征（如速度、密度等），当地震波通过这些岩石的分界面时，将产生反射、折射等现象。在二层介质构成的地质模型中，当下层介质的波速大于上层介质时，随着地震波入射角的增大，透射角也要增大。当入射角达到临界角后，透射波将沿介质的分界面滑行，称之为滑行波。而滑行波在上层介质中必然产生新的波动，并传播到地面，这种波称为折射波。浅层折射波法勘探即是通过获取来自这些界面的折射波信号，并对其进行反演分析，了解地下的介质分布及构造情况，以达到勘探目的。

2 应用实例

2.1 工区概况

金沙江某地地处云贵高原北部横断山区川滇山地，属构造侵蚀-剥蚀中山峡谷地貌，地势西北高、东南低，区内主要山脉多呈近南北向展布，山顶高程一般1200m～2000m，沟壑纵横，金沙江深切，河道狭窄，谷坡陡峭，两岸支流、冲沟较发育，局部因河道宽度变化，两岸山坡较缓。地表多有厚度不一的第四系堆积物分布，以人工填土、坡积物、崩坡积物为主，少数地段为阶地堆积物。工区多见基岩出露，以纳拉河为界分为两段，上游基岩主要为沉积岩，岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩夹页岩等软岩夹较硬岩为主，少量岩屑砂岩、砾岩、砂岩等硬岩；下游主要为岩浆岩，岩性以闪长岩、辉长岩为主，少量片麻岩花岗岩混合岩。

2.2 野外工作方法

正式开展数据采集工作之前，通过了解工区有效波和干扰波的情况，结合工作任务和本区的地质条件，最终确定激发方式为锤击震源，工作方式为24道接收，采用相遇时距曲线观测系统，以保证主要目的层的有效波可连续对比追踪。数据采用WZG-48A工程地震仪接收，具有灵敏度高，动态范围大，分辨率高，性能稳定等特点。另外，根据相关规范，对于相遇时距曲线观测系统，应保证在相遇段内，至少有4个检波点接收来自被追踪层界面的折射波，根据实验结果，确定了工区内的最佳工作参数为道间距为2m，偏移距为0m，排列长度为46m，采样间隔为0.1m/s，记录长度为204.8m/s。如果覆盖层变厚，可以适当加大偏移距。为了保证接收到的地震记录的质量利于后期处理，需要每边至少锤击两次进行信号叠加，以压制噪音。

物探剖面的布置：由于管线计划沿着金沙江岸边布设，受江水的冲刷作用影响，基岩总体上呈现向江心倾斜。因此，在开阔工区物探剖面尽可能与管线走向垂直，既可以看出埋深，又可以看出基岩横向的倾斜程度或起伏情况；在狭窄的江滩处则沿管线走向布置测线，直接测出该处基岩的埋深。

工作中，除了采用以上措施保证数据质量外，还分别在数据采集工作正式开始前和结束后，两次进行了仪器的一致性测试，以确保仪器始终处于良好的工作状态。

3.2 资料解释

根据图5，并结合当地地质资料，该处地层可以按照层速度划分为两层：第四系覆盖层和基岩。其中，覆盖层的波速远低于基岩的波速，约为378m/s，推测其成分主要为含砂砾黏土，结构松散，粘结程度低。基岩的波速为2554m/s，推测为泥质砂岩，风化程度较弱，比未风化的泥质砂岩的波速低，基岩面埋藏深度约为8.5米至9.3米之间，起伏程度不大。

4 结束语

浅层折射波法，在探测基岩埋藏深度及起伏情况、探测地下潜水面和浅部隐伏断层等工程勘查中取得良好的效果。浅层折射波法在解决工程地质问题时，受地质条件的制约相对较少，通过前期试验，灵活调整道间距等方法达到快速了解当地地质情况。本次勘探工作，很好的探明了管道基岩的埋深和相应的起伏情况，与其他同时进行的勘探方法一起相互佐证，为后续的施工提供了较可靠的物探技术支持。

在开展实际工作时，也遇到了受噪音干扰的问题，需要避开噪音干扰，特别是人为的噪音干扰，并通过增加叠加次数等方法进行压制噪音。

参考文献

[1]雷宛，肖宏跃，邓一谦，等.工程与环境物探教程[M].北京：地质出版社，2006.

[2]赵德亨，田钢，等.浅层地震折射波法综述[J].世界地质，2005，42（2）.

[3]陈星，陈福.浅层地震折射波法在探测河床覆盖层厚度中的应用[J].浙江水利科技，2004（5）：12-13.

作者简介：王伟都（1989-），男，汉族，山东临沂人，在读硕士研究生，成都理工大学工地球物理学院，研究方向：环境与工程地球物理。endprint