本文摘要：摘要：城市發展的速度間接加速了城市軌道交通的建設，特別是作為城市主要交通方式之一的地鐵。隱伏斷層的分布情況對于地鐵的建設和后期的施工存在重大的安全隱患。本研究區域位于徐州市郊境內，結合當地地質構造條件并提高探測結果準確性，采用地震映像和鉆探地質相結
摘要：城市發展的速度間接加速了城市軌道交通的建設，特別是作為城市主要交通方式之一的地鐵。隱伏斷層的分布情況對于地鐵的建設和后期的施工存在重大的安全隱患。本研究區域位于徐州市郊境內，結合當地地質構造條件并提高探測結果準確性，采用地震映像和鉆探地質相結合的方法來探測研究區內斷裂帶的分布情況。鉆探資料為地震映像時深轉換提供參數，并驗證勘探結果的有效性，可進一步定位斷層的確切位置。研究結果表明：地震映像法對淺層斷層位置的確定與鉆孔聯合地質剖面吻合較好，淺層地震時間剖面上的反射波對應于鉆孔聯合剖面圖上粉砂層的頂界，地震時間剖面上的反射波組分層與鉆孔聯合地質剖面上的地質分層存在較好的對應關系，本研究對城市軌道交通、鐵路和公路等的設計與安全施工提供參考。
關鍵詞：城市軌道交通;斷裂帶;地震映像;鉆探
0引言
在城市地鐵軌道交通的建設中，會遇到斷層、破碎帶等不良地質情況，且施工環境大多處于隱蔽條件下，極有可能會出現塌方、涌水等地質災害[1]。地質災害的出現會伴隨一定的財產損失，更嚴重地會造成人員傷亡等惡劣的社會影響。
所以，在城市軌道交通的建設前期進行相應的地質災害調查，了解地質災害的空間分布、影響范圍等對后期的施工指導具有重要的意義[2]。對于城市軌道交通地質災害的調查，一般選擇效率高的地球物理方法，如電法[3]、地質雷達[4]、瞬變電磁法[5]和地震[6-8]等。然而，由于施工條件和探測精度要求，本文以徐州地鐵某區間復雜地質條件的災害調查為例，采用地震映像法開展對斷裂帶賦存情況的探測，通過鉆探驗證了方法的有效性。
1工區概況
徐州位于華北地臺南緣徐州褶皺束的中段，區內斷裂構造主要有北東—北北東向和北西—北西西向兩組。北東—北北東向斷層大多屬于逆斷層，北西—北西西向斷層大多屬于正斷層。地貌單元為河流相沖積隴狀高地(廢黃河高漫灘)地貌單元，地形平坦，擬建地鐵某區間段在徐州市郊境內，地層下伏主要為灰巖，局部夾有頁巖。
2探測方法與數據采集
2.1地震映像法
地震映像是在反射波法的基礎上選擇最佳偏移距，采用相同的偏移距以測點位置逐步移動，接收來自地下的地震波信號[9]。對探測區段，一般采用單點激發單點接收[10]，保持收發距不變整體移動一定距離(點距)，可以得到地震映像的時間剖面信息。
對于淺層(80m以內)的地質勘查，地震映像法比地質雷達的勘探深度大，比電法的分辨率高[11]，成果解釋可靠性相對較高，應用前景廣泛，如對采空區、斷裂帶、管道等，取得了良好的效果[12]。地震映像方法中，常用反射波作為主要的有效波，由于基巖與上部粘土存在很大的波阻抗差異，地震波會反射回來，完整基巖面在地震時間剖面表現為反射波同相軸連續，反射振幅強;當斷裂帶存在時，地震時間剖面表現局部反射波同相軸不連續、扭曲、能量弱，甚至出現“空白”[13]。
2.2數據采集
2.2.1參數試驗
為了獲得最佳偏移距，本次進行了試驗工作�？梢钥闯鼋栏蓴_波的影響較大，偏移距8m后在反射波受影響已經較小，考慮到偏移距越大，能量越弱，在保證反射波清楚的情況下，盡量選擇小的偏移距，因此，本次偏移距選擇10m。
2.2.2測線布設本次地震映像檢測工作按路段及其地面建筑物測線布置6條，方向均為西-東方向，測線平面位置。
3數據處理
現場數據采集的質量是提高解釋結果可靠程度的前提。避免一定的干擾后，利用VISTA5.5處理數據，為恢復真振幅提高分辨率采用反褶積處理，通過一維頻譜來獲取勘探區的有效波和干擾波頻帶，等偏移距高精度校正來消除偏移距的影響[14]。經過以上處理后能夠有效地壓制隨機干擾，提高信噪比和分辨率。對于地震映像數據處理手段一般用數字濾波、反濾波、偏移繞射處理和增強處理等。
4結果與分析
地震時間剖面上存在一組震相清楚的強反射波，且反射波同相軸連續，為基巖面的反射波。通過6條地震映像時間剖面圖可以看到：距離測線L1線起始端80-105m處，同相軸缺失，推斷為F1廢黃河斷層位置;距離L5線起始端60-105m處，反射相位增加，推斷為破碎帶;距離L6線起始端0-40m處，反射相位紊亂，推斷為破碎帶。由于地球物理方法的解釋存在多解性，所以，條件允許的情況下，用鉆孔加以驗證勘探結果的正確性，而地震勘探得到的結果能補充鉆探工作。為了進一步推斷廢黃河斷層的確切位置，使用鉆探成果對比分析地震時間剖面。
鉆孔得到的地層柱狀圖從地表向下，顯示了五個基本層序：耕土→粉土→黏土→粉砂→黏土→基巖。通過鉆探資料的驗證，測線L1-L6的基巖橫向連續性較好，基巖頂面基本上是水平方向延展，反射波同相軸連續，能量較強，地震映像的時間剖面反射波信息和鉆孔地質剖面圖的粉砂層頂界位置對應。鉆探結果和地震映像時間剖面對應的地質分層信息相符。
5結論
本文所檢測場地基巖面大部分區域反射波震相清晰可見，所探測目的層的反射波可靠。部分區域受場地和接地條件等的制約，偏移距變化對探測效果具有影響。精度和分辨率最高的地震勘探方法也避免不了存在多解性的問題，在地震認識指導下的鉆孔聯合地質剖面能夠取得直接的證據，同時鉆探賦予地震勘探以地質含義并驗證地震勘探結果的正確性。通過鉆孔地質剖面圖驗證，地震映像的斷層位置與斷層信息吻合度較高，且兩者的分層對應關系良好。地震映像與鉆孔資料的結合，為本區后期的勘探提供了較可靠的反射波信息，利于查明廢黃河斷裂帶的具體分布范圍。
參考文獻：
[1]張志亮.西寧至成都鐵路特殊地質問題及選線研究[J].鐵道工程學報，2019，36(12):11-16+28.
作者：曹靜1，吳燦燦1,2，梁洪波3
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