孫思涵
(山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東 濟(jì)南 250000)
隨著我國(guó)社會(huì)建設(shè)工程規(guī)模的日益擴(kuò)大化,對(duì)建設(shè)區(qū)域的巖土工程勘察的準(zhǔn)確度和可靠性提高了更高的要求,如何準(zhǔn)確的查明地淺表一定深度范圍的工程地質(zhì)條件是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題之一。
在巖土工程勘察過(guò)程中地球物理探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛,也是提高巖土工程勘察質(zhì)量的基礎(chǔ)[1]。常見(jiàn)的地球物理探測(cè)技術(shù)種類較多,如磁法、高密度電法、地震法等,均取得了較好的應(yīng)用效果[2,3]。
基于此,本文以某擬建區(qū)域的巖土工程勘查為基礎(chǔ),以二維地震探測(cè)技術(shù)為例,分析該技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用效果。
研究區(qū)位于地面標(biāo)高+22m~+25m,地勢(shì)平坦,區(qū)內(nèi)村莊密集,村莊周圍的蔬菜大棚密集,所占范圍也較大,村莊的長(zhǎng)寬均大于500m。鑒于以上的地形地物條件,地表?xiàng)l件屬于極不利于地震施工的工區(qū)。
研究區(qū)內(nèi)表層主要為第四系淤積粉沙土、黃土及砂質(zhì)粘土,表層土質(zhì)松軟;區(qū)內(nèi)道路縱橫,震源車可供行駛,淺層地震條件較好。
研究區(qū)新近系底界面與下伏地層呈角度不整合接觸,二者物性差異明顯,能形成連續(xù)性較好能量較強(qiáng)的TN波,但是在橫向上由于與下伏地層不同巖性地層的接觸,致使波形特征變化較大,而且新近系底界的起伏也較大。此外,可采層與圍巖的波阻抗差異較大,是良好的反射界面,形成的T1波和T13波反射波能量較強(qiáng),由于研究區(qū)內(nèi)的可采厚度普遍較薄,形成的T5波、T7波和T10波能量較弱,但T1波和T5波、T10波和T13波形成波組關(guān)系明確,基本可連續(xù)追蹤,為完成研究區(qū)的地震地質(zhì)任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。
綜合以上表、淺及深層地震地質(zhì)條件,認(rèn)為研究區(qū)屬地震復(fù)雜類型區(qū)。
本次二維地震探測(cè)使用儀器為:加拿大產(chǎn)Aries數(shù)字地震儀,震源為美國(guó)菲林公司生產(chǎn)的Y-2700,檢波器為60Hz組合檢波器。本次巖土工程勘查的目的在于初步了解區(qū)內(nèi)構(gòu)造輪廓、斷裂特征,了解了新近系地層的埋藏深度、奧陶系地層的分布范圍和埋藏深度。
在實(shí)地踏勘的基礎(chǔ)上布置了3條近東西向二維地震勘查線,以控制研究區(qū)及其附近的南北向斷裂為主。勘查線總長(zhǎng)度11.65km,生產(chǎn)物理點(diǎn)543個(gè),物理點(diǎn)間距20m,150道接收。各測(cè)線長(zhǎng)度及物理點(diǎn)數(shù)見(jiàn)表1。
表1 實(shí)測(cè)剖面及生產(chǎn)物理點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表
通過(guò)本次二維地震勘查,了解了研究區(qū)新近系底界面的起伏形態(tài)及埋藏深度[4]。
勘查區(qū)內(nèi)新近系在時(shí)間剖面上特征明顯,底界面起伏不平,與下伏地層呈不整合接觸,反射波在280ms~400ms范圍,結(jié)合該區(qū)以往的轉(zhuǎn)換速度,本區(qū)新近系的轉(zhuǎn)換速度約為2200m/s,可以推測(cè)研究區(qū)新近系的埋藏深度在-308m~-440m標(biāo)高。根據(jù)D1線、D2線、D3線的位置關(guān)系分析認(rèn)為,研究區(qū)新近系的埋藏深度存在南部淺,北部深的變化規(guī)律,見(jiàn)圖1。
圖1 新近系底界面在時(shí)間剖面上的顯示(由上至下D1、D2、D3)
通過(guò)本次二維地震勘查,奧陶系的頂界面在時(shí)間剖面上反射波特征并不明顯,很難連續(xù)追蹤,但是通過(guò)收集研究區(qū)以往的鉆探及地震資料,了解到研究區(qū)的奧灰頂界面距離可采層的底板約70m,根據(jù)地震時(shí)間剖面地層的反射波特征,可大致推斷奧灰頂界面的位置,根據(jù)現(xiàn)有收集的資料,局部可推斷解釋奧陶系地層的埋藏深度及形態(tài)。
根據(jù)時(shí)間剖面(圖略),D1線解釋的奧灰反射波在380ms~500ms之間,D3線解釋的奧灰反射波在350ms~600ms之間,結(jié)合以往勘探轉(zhuǎn)換速度結(jié)合本次的處理速度分析,研究區(qū)奧灰頂界面的轉(zhuǎn)換速度大約為2800m/s,從而分析研究區(qū)的奧灰的埋藏深度在-460m~-850m標(biāo)高之間,整體表現(xiàn)為南部埋藏淺,北部埋藏的變化規(guī)律。
本次二維地震勘查方法選擇合理,野外施工嚴(yán)格按照要求進(jìn)行,數(shù)據(jù)采集規(guī)范,流程合理,資料分析解釋依據(jù)充分,解釋成果可靠。
二維地震勘查推斷解釋了1條斷層F3,F(xiàn)3斷層控制程度較好,推斷解譯該斷層的位置、形態(tài)與驗(yàn)證結(jié)果基本一致。二維地震勘查推斷研究區(qū)新近系底界面大致埋深為-308m~-440m標(biāo)高,奧陶系頂界面大致埋深為-460m~-850m標(biāo)高。