两种人工震源在隧道超前探测中的应用案例|同度物探

同度物探 2025-04-08 10:28:43

在隧道建设中,超前地质预报是确保施工安全与效率的关键点, 震源又是其中重要的环节,目前,国内外的超前预报使用的震源按震源类型分为两类,

1. 脉冲震源:炸药、电火花震源;

2. 可控震源:可控冲击震源。

按震源工作方式也分为两类:

1.膨胀点源:炸药、电火花震源,需要打孔防止到围岩里面;

2.表面撞击源:可控冲击震源,在围岩表面激发。

可能有读者问大锤放在哪里,大锤的工作方式是表面撞击,可是它的能量在几百焦耳级别,即便多次叠加,由于信噪同源的原理,叠加后信号和噪音同比例增大,信噪比没有提升。这点跟可控震源不同。所以大锤无法被称作“震源”。

在本次专题中,我们罗列了一些分别用这两类震源做的项目,希望对读者选购震源有一些启示。00:43

一、可控冲击震源的应用案例

宝林隧道位于湖北省鄂北地区,该隧道地质条件复杂,围岩主要为混合片麻岩,且存在多条断层和背斜轴线,岩体完整性较差,存在局部破碎带和潜在的地质风险。

现场

可控冲击震源单炮记录如图 1 所示,地震波同相轴清晰,反射界面明确。预报成果如图 2 所示,偏移图像给出了地质界面的位置,波速图给出了围岩的真实波速。K248+796 ~ +817 段受 F31-1 断层的影响,沿破碎带有角砾岩分布,局部地段有糜棱岩,岩体破碎,节理裂隙发育,预报结果与现场开挖情况一致。 

图1 可控震源激发的同侧激发接收 Y 分量(横波)道集地震记录

图2 地震波偏移图像与波速图像

● >

二、电火花震源的应用案例

可采用

背包震源

使用电火花震源取得的单炮原始记录如图 3 所示,波场分离后得到的记录如图4,地震波同相轴清晰,反射界面明确。取得 K247 +837~ +737 这100m的预报成果图,如图 5所示,5a的偏移图像中50-60m位置无反射条纹,对应5b中该段围岩波速高,5c地质素描中揭示该段为花岗岩。

图3 电火花震源单炮 x 分量(纵波)道集地震记录

图4 波场分离后的同侧激发接收 x 分量(纵波)道集地震记录

图5 (a) 地震波偏移图像 (b) 波速图像(c) 地质素描结果

三、总结:

从应用案例可见,电火花震源与TDIS1800震源不仅突破了炸药限制,更在复杂地质与管片环境中展现了可用性和威力。

● 电火花震源:

1)激发稳定、起跳一致性好,有利于超前地质预报数据处理工作;

2)40 kJ (4万焦耳)电火花震源足以满足地震波法超前地质预报的需求,探测距离>=100 m。 

● 可控冲击震源:

1) 可控冲击震源能量可控,运输便利,激振60s的记录相当于2万焦耳电火花震源激发的记录;

2)带管片的隧道可应用;

3) 在非软土隧道中可替代炸药,探测距离 100 m。

0 阅读:0

同度物探

简介:工程物探设备的应用