地震映像法和探地雷达法在城市地质勘查中的应用

地震映像法和探地雷达法在城市地质勘查中的应用
发布时间：2022-06-30T03:43:06.726Z 来源：《新型城镇化》2022年13期作者：裴育[导读] 地质勘查要面对环境复杂的施工环境，有的复杂地质处在明显位置，有的处在隐伏状态。

采用地质勘查的方法，对于不能达到施工要求的地质进行提前勘查，并根据地质情况设计施工方案。

以帮助工程顺利开展。

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摘要：地质勘查要面对环境复杂的施工环境，有的复杂地质处在明显位置，有的处在隐伏状态。

采用地质勘查的方法，对于不能达到施工要求的地质进行提前勘查，并根据地质情况设计施工方案。

以帮助工程顺利开展。

为了解决路面塌陷问题，采用地震映射法和探底雷达法，结合勘查结果分析，对岩溶地质发育取得良好的勘查效果，用以指导施工处理。

另外采用地震影响法和探地雷达法结合的方式，能够为地质灾害治理提供依据。

本文对地震映像法和探地雷达法在城市地质勘查中应用进行分析，旨在为行业提供借鉴与参考。

关键词：地震映像法；探地雷达法；城市地质勘查
引言：路面塌陷是指路面在人造因素或者自然因素突然发生陷落，并会在路面形成一个塌陷坑（洞）动力地质现象。

近年来，一些城市频现路面塌陷，对城市居民人身安全造成很大威胁，给人们的生活带来了较大影响，因此解决塌陷是十分迫切的现实问题。

为了解决路面塌陷问题，查明地下空洞或扰动区域，必须依靠物探手段进行排查，解决城市地质问题。

1.地震映像法和探地雷达法概述
工程建设中常常由于对地质勘查不足，对于地下管线复杂、隐伏地质出没等问题不能做到预知。

因此随着工程建设的快速推进，诸多影响工程建设进度和引发工程风险的问题，如路面塌陷、空洞坍塌等，对于工程安全管控和人们的出行安全和日常生活都产生威胁。

对于不密实等病害体，尤其是位于塌陷管线周边的位置以及规模性空洞，可以采用物探方法，必须结合工程实际和地形情况进行[1]。

地质雷达和地震映像方法常用于城市工程开发建设中。

地质勘查依据地球物理勘查规范和城市工程相关标准，对于工期情况和现场条件进行充分了解，采用综合物探方法，相互结合、充分补充。

1.1优缺点分析
探地雷达法方法技术成熟、效率高、分辨率高，其缺点是信号探测深度存在有限的问题。

探地雷达法对地下金属物影响和地表的影响有较强的反应；地震映像法获得信息丰富，相对而言排列短、效率高、探测深度大，但是其缺陷在于受到数据解释人员的实验影响较大，产生人工震源能量不稳定。

1.2工作原理
探地雷达法通过探地雷达发射高频电磁波对地底介质的分布规律进行探测。

通过天线进行电磁波的发射，探查地下目标体。

天线形成数百兆赫的电磁波，由媒介进行发射。

电磁频率遇到不同媒介时界面产生反射波，在反射过程中返回电表面又被接收天线所接受，电磁波在地下传播速度由已知介质测定。

探地雷达法勘查，电磁波通常传播速度在高速介质中会出现均匀平波面，其取决于媒介的相对介电常数，进行媒介的相对介电常数计算时，可由公式得出不同的媒介界面可产生不同的电磁波传播速度，并运用公式得出反射系数。

电磁波的反射系数取决于相对介电常数差异反射系数和差异形成正比。

顾名思义地下空洞的存在物性差异，产生较强的反射差异。

地震映像法是地震勘查的方法之一，采用吸纳后采集技术，对数据如岩溶内部的弹性差异进行数据分析和处理，得到确定的形态特征。

地震映像法的发展是从浅地层勘探方法而来，其对单点地震反射和高密度地震勘测均能进行勘探。

地震映像法产生的不包括绕射波和反射波，记录激发点和接触点之间的反射波，绕射波形成波形图予以时间剖面记录，采集过程中避免叫正对反射波的拉伸，即便对不需要处理的可以进行动态调整，防止高频成分损失，利用地震波的多种信息进行资料解释时反射波的动态特征得到完整体现，分辨率不受影响。

1.3应用难点
在实际工作中，地震映像法的难点在于确定最佳偏移句，对剖面上的波的传播速度、时间，振幅的相互关系进行分析。

最佳偏移距离越小，地震映像法的效果就越好。

采集数据过程中使用相等的移动数据，对接收点和激发点之间的垂直反应时间进行记录，避免校正反射波的拉伸畸变，测量结果受到影响不大，完整体现反射波特征。

2.地雷达法和地震映像法在物探中综合运用2.1设置地质雷达参数
首先是用探地雷达法，设置了地质雷达参数，利用高超电磁波信号进行介质探测，使用地质雷达仪进行无损探测。

天线中心频率高，分辨率高，探测深度小，针对这一情况对于雷达天线中心频率进行深入考虑，充分考虑天线尺寸和分辨率对探测地点的影响，设置了天线的频率为100mHz，减小雷达天线中心频率，对分辨率和地点无影响，对采样窗口设置为400ns采样点为512，每秒扫描100道，来回扫描20道，使用自动增益的方法设置地址雷达，探测深度为15km。

2.2侧线的布置方案
经过设计之后，对于双轨隧道左中线和左右中线的中间进行地质雷达测线布置，然后进行数据分析。

由于工程所在的岩石体电性差异，小街至均匀没有明显的反射面，在进行地质雷达法应用时显示的剖面图，图像特征、能量均匀、波形均匀，没有杂乱反射波，地质雷达图像特征出现一定规律的多层反射波，高频变化幅度较大，附近发射波振幅明显增强。

因此对于剖面上的异常点进行分析，发现雷达的反射波同相轴振幅明显变大，并伴随有多次反射，可能由于发育较小的溶蚀和裂隙带，使得波形较为杂乱，推断岩层为发育带，并伴有溶腔，弧形反射同相轴，形成大规模的互相反射波。

2.3地震映像法的应用
使用地震映像法进行参数设置，采用地震波信息勘探的方法，对地理介质变化进行勘查。

完整的岩层发生裂隙或者破碎会出现高频同相轴的不连续吸收，如果同相轴有断面波则可能为断裂，如果出现低频振荡则为空洞。

运用全数字化信号增强浅层地震仪，测得偏移距为5m，514到524处显示距离为0.1ms，测量长度为200ms，到间距为1.5m。

测线的布置，首先对于双线轨道左右和左右出现中间映像测线路。

使用地震映像法进行数据分析，得到的数据波长显示为不连续，发生破碎和裂隙的可能性较大。

通过地震映像法和探地雷达法获得数据经过处理软件处理，使用带通滤波、绕舍偏移和反褶积滤波、频率波数滤波等的方法对背景干扰进行消除，提取速度、频率、相位，突出地质异常。

采用双曲线拟合和目标深度对电磁波速度进行准确计算。

探地雷达图像反应的同相轴起伏大且伴有层间裂隙弧形，电磁波振幅强烈。

经过钻探取芯，结果与物探结果一致，验证了运用地震映像法和探地雷达法对岩溶勘查的可靠性。

结束语：事后道路治理经工程钻孔验证了勘探成果达到了业主方要求的工程精度，取得了良好的勘探效果。

工作区位于城市市中心，电磁干扰严重，地质雷达和地震映像法均取得了清晰的图像。

探地雷达法和地震映像法是一种高分辨率的物探方法，精度高，抗干扰能力强，特别是地震映像法基本不受电磁等人文干扰的影响，能达到工程勘察的精度要求，为城市道路塌陷等路基治理提供可靠的物探依据，与探地雷达法综合使用是城市物探的一种好方法，好手段。

参考文献：
[1]吴怡洁,王慧,詹少全,肖俊平.地震映像法和探地雷达法在城市地质勘查中的应用[J].工程地球物理学报,2019,16(06)：910-914.。