1、技术推广技术推广作为中国勘察设计学会工程物探专业委员会挂靠单位，在进行物探新技术研究与物探仪器研发的同时，会同成员单位积极开展物探学术交流活动，以推动工程物探技术的发展。技术开发技术开发工程勘察与检测工程勘察与检测：多道瞬态面波勘察技术、高密度地震映像技术、水域走航式高密度地震反射波技术。隧道超前预报隧道超前预报：TGP隧道地质超前预报技术。仪器研发仪器研发SWS型工程勘探与工程检测系统（1994年）TGP型隧道地质超前预报系统（2005年）标准编制标准编制主编国家行业标准多道瞬态面波勘察技术规程（JGJ/T143-2004）l 北京市水电物探研究所专门从事工程物探技术的开发与应用l 北京市水
2、电物探研究所一直致力于地震波技术的研究与地震波仪器的研发l 高性能、多功能的岩土工程勘察、检测新设备。l 彩色成果图显示地层层序和物性，使勘察施工快捷化、勘察成果定量化。l 1996年通过国家科委主持的专家评审鉴定，鉴定结论为SWS系统属世界领先水平；1998年获国家重点新产品证书。SWS型工程地震仪 24 24通道通道4848通道通道SWS-6SWS-7A/7Sl主机：整机密封方式。l工控级主板，信噪比高，抗干扰能力强，适应恶劣环境。l显示屏具有强背光显示功能，适应野外勘察环境。l存储介质：CF卡，稳定性高。l界面友好：数据采集与处理皆为Windows操作系统。l数据传输：USB方式，方便数
3、据传输。SWSSWS系统的特点系统的特点1 多道瞬态面波勘察、检测 2 水域与陆域高密度地震映像勘察3 工程测振分析评价 4 超长采样的地脉动测试、基桩无损检测5 地震反射波、折射波勘察 6 弹性波CT检测与波速测井7 *伪随机叠加采集功能，采用伪随机叠加技术，以连续冲击叠加采集方式代替炸药，摆脱炸药震源施工的困难，可使地震波记录实现高分辨效果，同时使地震反射波勘探深度方便地达到600-700米，使面波勘探深度方便地达到30-60米。（*此功能仅限于SWS-6/7S型仪器）SWSSWS系统主要功能系统主要功能1 1 各类岩土工程勘察、检测各类岩土工程勘察、检测 2 2 水域工程勘察水域工程勘察
4、 3 3 资源环境勘查资源环境勘查 4 4 堤坝隐患检（监）测堤坝隐患检（监）测 5 5 地基加固效果检测地基加固效果检测 6 6 地质灾害调查地质灾害调查 7 7 地基动力特性测试评价地基动力特性测试评价 8 8 工程振动测试评价工程振动测试评价 9 9 基桩无损检测基桩无损检测SWSSWS系统应用领域系统应用领域地震波勘探方法的工作流程地震波勘探方法的工作流程一、多道瞬态面波勘察方法一、多道瞬态面波勘察方法面波作为地震波家族中的一员在之前的地震波勘探中是很不受欢迎的，属于干扰波。1993年刘云祯所长在对地震反射波记录中的干扰面波进行分析时，发现面波的传播特征与覆盖层介质的性质有关。通过对大
5、量稳态面波勘探资料的研究，并结合其多年从事地震波勘探的经历，确立了“采用多道接收和瞬态激振研究面波勘察”的课题，最终形成了现在广泛应用的“多道瞬态面波勘察技术”。多道瞬态面波技术不仅已建立国家行业标准，而且已经列入岩土工程勘察规范、水利水电物探规范等国家标准及铁路和公路的物探规程中，成为岩土工程勘察行业中的热门技术。 在地表激振不仅激发纵波和横波，同时由于纵波和横波的相互干涉叠加，会形成一种新的能量很强（地震记录中，面波的能量占2/3、体波的能量占1/3）、主要集中在地表附近、沿介质层面滚动滚动传播的波，称为面波，主要有瑞雷波与拉夫波。 但是拉夫波只在水平方向振动，其速度与横波速度相差不大，很
6、难从地震记录上看出，因此目前的面波勘察采用的是质点在垂直方向振动、速度略小于横波的瑞雷波。 瑞雷波沿界面传播时，其穿透深度约为1个波长。当深度为波长的一半时，面波的能量最强；深度与波长相当时，其能量迅速衰减。因此某一波长的面波速度主要与深度小于波长的地层物性有关，该特性为利用面波进行浅层勘探定量解释提供了依据。通常认为面波的勘探深度约为半个波长。在地面测得的Vr被认为是/2范围内介质的平均速度值。一般情况下，岩土体都可以近似认为是层状介质。瑞雷波在层状介质中具有频散频散特性，面波的频散是由它所经历的“路程”上的地层结构决定的，瑞雷波勘探的直接成果是瑞雷波的频散曲线，频散曲线的特征及其变化与地下
7、地质条件（如地层的厚度、波速等）密切相关。频散又称波散，是指正弦波传播的速度随其波长/频率而变化。形象地讲就是：面波最初传播的时候，“队列整齐”地前进，逐渐地，这支队伍发生了“分化”，有些频率的面波“比较敏捷”，跑在前面；而有些频率的面波“比较迟缓”，落在后面这种情况称为“频散”。1、在分层介质中，瑞雷波具有频散特性；2、瑞雷波的波长不同，穿透深度也不同；3、瑞雷波的传播速度与横波传播速度具有相关性；4、竖向激振时，瑞雷波能量占总能量的绝大部分， 而且比纵波、横波衰减得慢。1、浅层分辨率高；2、不受各地层速度关系的影响：折射波法要求下伏层速度大于上覆层速度；反射波法要求各层具有波阻抗差异；瑞雷
8、波法只要求具有波速差异，即使差异只有10%也可以精确进行分辨。3、工作效率高，费用低。1、工程地质勘察：利用实测的频散曲线，通过定量解释，可以得到各地质层的厚度及弹性波的传播速度，传播速度的大小直接反映了地层的“软”“硬”程度。因此可以对第四系地层进行划分，确定地基的持力层。可方便地划分出地层中软弱层的埋深及范围。2、地基加固处理效果评价：通过实测地基加固前后的波速差异，得到处理后的地基较处理前土体的物理力学性质的改善程度，同时可方便地对处理后场地在水平方向的均匀性做出评价，以及确定加固所影响的深度和范围。3、岩土的物理力学参数原位测试：波速的大小与介质的物理力学参数，如密度、剪切模量、压缩模
9、量、泊松比密切相关。因此通过对实测资料的反演拟合解释，可以得到岩、土层的横波速度、纵波速度，进而计算出其它参数。面波勘探可解决的问题面波勘探可解决的问题4、地下空洞及掩埋物探测：当瑞雷波的勘探深度与地下土洞、溶洞、矿区废弃矿井以及各地下掩埋物的深度相当时，频散曲线就会出现异常跳跃，据此可以确定其埋深及范围。5、公路、机场跑道质量无损检测：利用瑞雷波可以不破坏路面而测出路面、基层和路基的横波速度，结合纵波速度、密度等参数可计算路面厚度、基层和路基的压实度，路面的的抗折、抗压强度及路基的载荷能力，柔性路面的弯沉值，评价挡土墙和边坡的稳定性。该方法用于机场跑道和高等级公路和另一项意义是可实现质量随年
10、代变化的连续监控，做预防性维护期质量的检测。面波勘探可解决的问题面波勘探可解决的问题6、饱和砂土层的液化判别：利用瑞雷波法测得横波速度，结合其它条件，如砂的粒度、饱和砂土层的埋深、地下水位的深浅等地质条件，可以计算出该饱和砂土层的液化临界波速值，判别饱和砂土层的液化可能性，为场地地震小区划服务。7、其它方面的应用：软弱地基调查、塌方调查、滑坡调查、破碎带调查、斜面调查、铺砌形状调查、地下结构物调查、基岩的完整性评价、场地土类型与类别划分、堤坝危险性预测，桩基入土深度探测等。面波勘探可解决的问题面波勘探可解决的问题85%的工程，应用面波勘探可得到解决。 面波方法测试的深度主要取决于震源，震源激发
11、的频率越低勘察的深度就越深。1、24磅大锤敲击，测深2030m2、落重做震源（63.5kg的标贯锤从2m高自由 落下），测深3050m3、炸药震源：800g药量，测深160m（济南）； 1Kg药量，测深240300m（新疆）面波测试的深度面波测试的深度SWS主机（主机（SWS-5）SWS面波勘察的设备。24个4Hz检波器24磅大铁锤长度：22cm锤头直径：8cm2条12通道电缆面波勘察测线示意图面波勘察测线示意图检波器排列检波器排列面波勘察现场面波勘察现场检波器排列检波器排列震源形式震源形式现场采集现场采集 地基勘察 边坡勘察 路基检测1、数据采集数据采集道间距：相邻两个检波器之间的距离，其值
12、应不大于所研究最小地层的厚度。采集道数：多道瞬态面波勘察技术规程（JGJ/T 143-2004）规定面波采集时宜用24道。对于一个排列，是排列下部整体地层的平均反映，但以中点处的反映最明显，故定义为反映排列中点中点的下部地层情况。排列长度：所有检波器的道间距之和，其长度应不小于最大勘探深度。其值由道间距与采集道数决定。 面波勘察方法注意事项面波勘察方法注意事项 1、如果排列短则高阶面波与基阶面波不易区分。 2、面波在传播过程中会发生频散，越往深层频率越低，如果排列短的话，不容易取到深部的资料。 1为纵波的直达波和折射波，2为高阶面波，3为基阶面波。采集时，最好使排列长度长一些3、在F-K域中，
13、频率波数谱能够完全确定的面波最大波长取决于采集排列的长度，排列长度长，谱图能正确反映的面波波长就长，区分不同波长的能力越强，各个能量轴都比较窄，空间截断效应也较弱，从而各个模态能量轴的区分比较合理。若测线长度不够，所拾取的基阶面波中的能量不足以抵制其它干扰波的影响，峰值点线易发生速度偏移。采集时，最好使排列长度长一些24道记录形成的频谱图 12道记录形成的频谱图 6道记录形成的频谱图偏移距：激振点到第一道第一道检波器的距离。通常锤击的偏移距为510m，可测深1030m。偏移距的选择原则：1、近震源道不削波，基阶面波不向高阶面波发生偏移。如果发生大的偏移则需减小偏移距。2、规避干扰源，善于借助处
14、力。如波的前进方向（地面或地下）出现反射波干扰时，需要改变激振方向。若在公路旁边测试，测线需垂直公路，在公路一侧敲击。若不能使车辆限行，最好等车行至与测线方向一致时敲击。1为基阶面波，2为震源后方界面反射回来的面波，3为震源前方界面反射回来的面波。偏移距的数值有正负之分：激振点在第1个检波器延长线外敲击，为正值；激振点在第24个检波器延长线外敲击，为负值。 地震勘探的电缆规格是每条有12道，进行24道测试时，需要用两条电缆连接检波器，这两条电缆规格是相同的，放置电缆时需要注意的是：两条电缆要按同一个方向摆放，即大线插头朝向同一个方向。频散曲线的第一个点离地表总有一定距离，因为震源激发的波经过一
15、频散曲线的第一个点离地表总有一定距离，因为震源激发的波经过一定距离（偏移距）的传播，经过衰减只有一定波长的波才能被检波器定距离（偏移距）的传播，经过衰减只有一定波长的波才能被检波器接收到，所以偏移距越小，第一个点离地表越近。接收到，所以偏移距越小，第一个点离地表越近。相同条件下，偏移距越大，测试深度越深。相同条件下，偏移距越大，测试深度越深。 采样点数：记录波旅行过程中所用的点数。通常选择1024点。采样间隔：也叫采样率，就是记录每个样点的时间间隔。通常选择0.5ms。一般来讲，4个样点可以描述一个波形，最少也可用2个点，点数越多描述的波形越可靠。假设面波f=5Hz, T=1/5=0.2s=2
16、00ms若采样间隔为0.5ms,则有 200/0.5=400点。也就是一个传播周期可以采集到400个样点。所以0.5ms完全可以满足要求。记录长度：记录波的旅行时间，由采样点数与采样间隔的乘积决定。单纯从面波记录的面貌来讲，记录长度应满足最后一道基阶面波到达的时刻在整个记录长度的1/2偏上部位。 记录长度合格的记录 记录长度过短的记录滤波：面波采集时不用滤波。因为滤波会损失面波携带的有用信息，同时滤波会产生一定的相移。叠加：面波采集时不用叠加。因为面波测深也叫频率测深，利用的面波的频散特性，叠加采集是为了增加能量，提高信噪比，对频率并没有改变；再则叠加采集时不能保证每次激发的频率都一样。检波器
17、频率的选择：V=/T=f (面波勘察中，H=/2=2H) 所以，V=2Hff=V/2H（根据介质的速度与所要测试的深度可确定频率）土层的速度一般为100350500，所以面波测试用4Hz的检波器（低频检波器可用在高频的需求上）激振垫板：板子越硬（不会发生塑性变形）、越轻越好。一般用1012mm厚，15cm见方的板子。锤击开关的连接：大锤激振时，用锤击开关进行触发。将锤击开关紧密地绑在锤把上，距锤头1cm左右，使有标记的一面冲上。测线的布置：在山坡测量时，测线或沿等高线布置，或沿斜坡方向布置，从山脚往上测，即在山脚敲击因为山脚沉积层厚，易产生低频波，山上部的沉积层薄，易产生高频波。测试得到的深度
18、是法线深度。测线的移动：指一个剖面上面波点距小于排列长度时的情况。假设道距为2米，两个面波点间距为10米。测完第一个面波点A点后，将前5个检波器移到24道之后按原道距插好，则B点为第二个面波点，A、B两点间距为10米。采集记录质量要求：1、记录长度足够长；2、初至波到达以前越干净越好，即没有干扰波；3、观察有无坏道。若出现坏道而又无备用检波器可替换时，要使坏道在记录的边道，要保证记录中间无坏道（因为面波采集是共炮点、等道距方式）2、数据处理数据处理（1）X-T域中，拾取基阶面波时，面波窗口的上限与基阶波平行，面波窗口的下限在无大的干扰的情况下不宜取得太往上，否则会丢失深部的资料。拾取窗口的上下
19、两条界线不易太接近，若两条界线太接近了则相当于做了低频滤波，会缺失深部资料。（2）F-K域中，基阶波的能量不一定最强，但是延续性最好。正常情况下，基阶面波能量最强，但有时在比较复杂的情况下，会出现高阶波能量最强。此时可在X-T域中先选一个大一点的窗口圈定面波，得到一个能量图；然后再在X-T域中选基阶明显的小窗口，观察能量图的变化，从而可以确定基阶波。2、数据处理数据处理（3）正常的频散曲线应该是随着地层的加深，速度逐渐加大，但是呈收敛趋势。如果到了深部以后，发生速度降低，可能是因为检波器频率不够低，或是震源激发的频率不够低，检波器接收到的信号并不是震源激发的信号，有可能是地球自转产生的低频干扰
20、及其它干扰。若是速度明显增大，可能是受高阶面波的影响所致。频散曲线上的点反映的是地表至该点的地层平均瑞雷波速，反演分层后得到的VS是该层的平均层速度。（4）分层：从地质角度讲不赞成细分。FK域处理之后会得到一条频散曲线（蓝点），这是实际的计算结果。我们在频散曲线上进行分层，分层结束后就会建立一个模型，然后程序根据分层所设定的模型进行正演正演计算，得到正演结果（绿色的频散曲线）。绿线与蓝线之间有差异，我们需要进行调整，减少两者之间的差异，这个过程就是反演反演。经过反演之后会得到一个与实际地层比较吻合的结果之一（因为反演的结果是多解的）。应用实例应用实例地层层序勘查地层层序勘查应用实例：应用实例：
21、风化带分层风化带分层压实度检测以往采用环刀取土法或核磁密度法。压实度检测以往采用环刀取土法或核磁密度法。环刀取土法：准确测得密度，但是速度慢，个点检测。核磁密度法：速度慢，与含水量有关，对人体有损伤。面波方法进行压实度检测：速度快，不受含水量影响，对面波方法进行压实度检测：速度快，不受含水量影响，对路基无损，并可以克服个点的孤立性，有利于评价压实的路基无损，并可以克服个点的孤立性，有利于评价压实的均匀性和连续性。均匀性和连续性。通过面波方法测得波速与环刀取土法测得的密度建立对应关系，取得经验值进行判定。应用实例：应用实例：路基路基( (土坝、粘土心墙土坝、粘土心墙) )压实度检测压实度检测压实
22、度检测现场压实度检测现场压实度检测成果图压实度检测成果图由频散曲线可以看出层厚约3545cm应用实例应用实例花岗岩隧道勘察花岗岩隧道勘察隧道轴线的地层界面、风化分带和地层介质物性质的调查隧道轴线的地层界面、风化分带和地层介质物性质的调查应用实例应用实例建筑地基勘察建筑地基勘察 湿陷性黄土的地基调查，为计算不均匀沉陷提供依据湿陷性黄土的地基调查，为计算不均匀沉陷提供依据应用实例应用实例电厂场址勘察电厂场址勘察回填垃圾土地基调查，与开挖后照片对照完全吻合回填垃圾土地基调查，与开挖后照片对照完全吻合应用实例应用实例地基加固效果检测地基加固效果检测通过检测地基加固前后波速变化，达到评价加固效果的目的。
23、 0 0 米至米至 6 6 米剪切波速度为米剪切波速度为 200 - 250200 - 250米米/ /秒，秒， 6 6 米至米至 1010米剪切波速度为米剪切波速度为 160 - 190160 - 190米米/ /秒，秒， 反映反映0 0 6 6米左右，经过加固，地基土密实度提高。米左右，经过加固，地基土密实度提高。应用实例应用实例灰土桩加固地基检测灰土桩加固地基检测 空洞探空洞探查查 滑坡勘察滑坡勘察 浅层滑动面浅层滑动面深层滑动面深层滑动面应用实例应用实例滑坡勘察滑坡勘察应用实例应用实例边坡勘察边坡勘察风化分带界面清晰，有利边坡稳定计算和锚固治理设计。风化分带界面清晰，有利边坡稳定计算和
24、锚固治理设计。 高密度地震映像方法是基于反射波中的最佳偏移距技术发展起来的一种常用浅层地震勘探方法。这种方法可以利用多种波作为有效波来进行探测。采集时采用固定偏移距、小道距移动的方式，通常采用单道接收。地震映像方法的特点：地震映像方法的特点：1、采集速度快，但抗干扰能力弱，勘探深度有限（24磅大锤敲击，其测试深度为10米左右。2、资料解释时可利用多种波的信息，可以是反射波、折射波或面波等。3、适用于探测目的层较单一、只需研究横向地质情况变化。4、由于采用了共偏移距采集，地震记录上的时间变化主要为地下地质异常体的反映，资料解释比较方便。二、高密度地震映象方法二、高密度地震映象方法1、探测地下洞穴
25、2、探测溶洞3、探测岩溶塌陷4、探测基岩界面起伏形态5、检测大型砼构件质量6、探测断层偏移距主机主机电缆激发点接收点1、通常采用1道接收，固定偏移距（X），道步进距（X）可根据实际情况进行调整。 X一般为10米左右，太近的话易削波。2、采样间隔：一般选用0.1ms、0.2ms。采样率太高，一是没必要，再一个就是有时波形不太好看。 （采样率的确定：一般土层中的最高频率不超过100Hz。按100Hz计算，其周期是10ms。基本上用7-8个样点就可以完整地描述一个波形，假设按10个样点计算，那么每个样点之间的间隔为1ms。所以采用0.1ms的采样间隔完全可以满足。表层为松软土层时，将检波器直接插入介
26、质中表层为砼等坚固介质并不允许破坏，可通过圆盘与介质耦合映像方法应用实例映像方法应用实例非金属管道探测非金属管道探测映像方法应用实例映像方法应用实例空洞探查空洞探查兰州中川民用机场扩建工程飞行区详勘中探查的空洞成果图共查出118处异常体、空洞、空巷坍塌，均经过钻孔验证。映像方法应用实例映像方法应用实例岩溶探测岩溶探测铁路浙赣线江西分宜段路基坍塌病害地质调查成果图铁路浙赣线江西分宜段路基坍塌病害地质调查成果图三、地震折射波方法三、地震折射波方法 折射法是工程地震勘探中常用的方法，在解决工程、水文地质问题中常用于探测地层的厚度、基岩起伏、断层位置、潜水面深度等。 地震波传播过程中，当下伏岩层或土层
27、的速度上部地层速度时，地震波会发生折射，有一部分能量沿折射路径返回地面，被检波器接收到，利用地震记录上弹性波的首波初至时间绘制时距曲线，通过分析和解释时距曲线，对地下构造进行推断解释。1、适合于勘察深度30米以内，如果深度太大，折射盲区 距离太大。 盲区距离一般为（35）H。H为测试深度。2、深度增加，速度增加。速度差异越大越好。（速度差异越小，追炮距离越远。）3、同一速度层内各个方面速度相等。4、速度界面平坦。ABCD检波器1检波器24L1L2L3L4相遇追逐观测系统相遇追逐观测系统A、B为排列端点激震点，C、D为排列延长线上的激震点L1、L2为相遇时距曲线，L3、L4为追逐时距曲线端点激震
28、时，A、B分别在排列的两侧、距离检波器1米左右敲击。折射波的野外工作方法折射波的野外工作方法1、 测线力求为直线，尽量垂直岩层或构造的走向，便于最大限度地控制构造形态，以利于资料的整理与分析2、测线要尽可能性与其它物探测线或钻探的勘探线一致，便于结合地质资料进行分析解释3、测线要均匀地分布在全测区，以利于资料的对比与综合分析4、当地层倾角较大时，应注意改变测线方向，避免盲区过大或接收不到折射波注意：要求地表基本是水平的。若地表条件不满足时，可 分段布置测线。 L=(n-1) x n:检波器道数道间距越大，排列长度越长，工作效率越高。 但道间距太大的话，各相邻道之间同一个波的相位追踪和对比往往比
29、较困难，不利于分辨有效波。所以x的选择要使各道间波形相位关系清楚，同相轴明显，同时还要考虑到地层的倾角大小和断层等复杂情况，一般来讲，倾角大、构造复杂时， x要小一些。在浅层工程地震勘探中，一般采用25米。 当测线很长，需要多个排列采集，移动排列时要使下一排列的第一道与上一排列的最后一道重复，称为“互换点”。这样有利于波的追踪和对比。 要使记录上只记录折射波，那么就需要使检波器都处于盲区之外的测线上。盲区的范围随折射界面的深度、倾斜情况以及临界角的大小而变化，因此需要根据试验工作来确定这个追炮点的位置。 一般来讲，追炮的距离为（35）H。 目前常用的是在垫板上用24磅大锤敲击，叠加采集。垫板的
30、作用是在冲击时，将冲击能分摊到一个较大面积上减小压强，从而减少塑性形变能损耗。若地表疏松需清除表层土以减少滤波作用。地震记录数据质量要求：红线标记的直达波起跳明显，波前无干扰。数据处理组成折射观测系统 处理成果四、地震反射波方法四、地震反射波方法 地震波向地下深部传播时，在两种地层的分界面上，如果波阻抗（密度x速度）有差异即会形成反射波。反射波法一般不受地层速度逆转的影响，纵波反射波探测深度较大，是常用的地震波勘探方法之一，主要利用反射波相位的时空特性来推断解释地下构造。 反射波法不仅能够较直观地反映地层界面的起伏变化，而且还能探测地下隐伏断层、空洞及异常物体。 但是由于反射波相位出现在续至区
31、内，使反射波的数据采集与处理都较折射波法复杂。特别是在从地表到地下30米内的浅层，各种干扰波十分发育，使浅层反射法难度更大。1、勘察基岩埋深，覆盖层地层层序调查；2、隐伏地层岩性和地质构造调查；3、地质灾害调查；1、有利于地下地质体的连续调查；2、地层的水平分辨较高；3、地层的垂向分辨适用于较厚地层；1、被探测地层与上覆地层应有一定的波阻抗差异，并有一定厚度。2、地下水不能太浅（如果地下水浅，波易往下传播，不易形成反射。） x激震点检波器HHH反射示意图 X：反射盲区 H：地层厚度反射界面为排列长度的一半OOxX/2 为了追踪目的层位，连续有效地获取地下构造信息，必须按照一定的规则布置激发点和
32、接收排列，这种激发点与接收排列的相互位置关系称为观测系统。 反射波法观测系统，目前可分为两大类型：单次覆盖观测系统：对反射界面上的每个反射点只追踪一次多次覆盖观测系统：对反射界面上的每个反射点多次追踪反射波的野外工作方法反射波的野外工作方法 单次覆盖方法采集的资料往往存在着多次反射波和其它类型的干扰波，剖面的信噪比低，质量欠佳，据此进行地震资料解释往往误差较大。 为了改善时间剖面的质量以提高资料解释的精度，地震反射波勘探中普遍采用水平叠加技术。 水平叠加技术也称多次叠加或多次覆盖，是多次叠加的简称，就是在不同接收点，接收不同激发点激发并由反射回到地表的反射波，校正对齐后叠加，使来自该点的有效反
33、射波得到加强，而使多次反射波和其它干扰波相对地减弱，从而提高时间剖面的信噪比。共反射点激发接收示意图，上图为时距曲线动校正（正常时差校正）：消除炮检距变化在不同叠加道中所造成的反射波时间差。静校正：消除地形起伏不平或低速带厚度不均匀对各叠加道记录带来的反射波传播时间差。1. 记录长度：保证能够记录到最深目的层产生的反射波并留有一定余量。（记录长度采样点数*采样间隔）2. 最大炮检距：使多数重要反射波同相轴连续、易于识别 经验上Xmax与目的层深度相近，一般取值范围（0.71.5）H 最小炮检距（偏移距）：避开强干扰，使检波器布置在反射波先于地面噪声并滞后于临界折射信号到达的地段。3、道间距：有
34、利于有效波的对比。 X T/2反射波的野外工作方法反射波的野外工作方法多次覆盖观测系统一般采用下倾方向单边放炮。每一炮所能研究的界面长度有限，需要沿测线、同一方向等间隔移动炮点和接收点位置，依次激发和采集。覆盖次数（n）与移动道数(r)、排列道数（N）关系如下： rN/2n道数越多，同一反射点可叠加的次数就越多。为了提高工作效率，SWS系统性采用滚动采集方式进行数据采集。即布置好所有检波器，依次选取其中的部分道进行采集。24道接收单边放炮6次覆盖观测系统6次覆盖：O1：21道O2：17道O3：13道O4：9道O5：5道O6：1道组成一个共中心点道集 多次覆盖采集注意事项1、由于排列两端存在不能
35、满足叠加次数要求的记录段，因此测线两端要超过所研究界面长度。2、理论与实践证明，叠加剖面的信噪比与叠加次数N的平方根成正比，所以叠加次数越多，剖面质量越高。但反过来生产效率也就越低。因此不能单靠增加覆盖次数来提高叠加效果，叠加次数最少应该达到6 次。3、排列长度要选得合适。排列长度小，需要的炮点数多、野外工作量大，生产效率低。若排列长度过大，远道的动校正量加大以致校正后的波形出现畸变。 道间距2米：测深50米左右 道间距5米：测深500米以内（超过100米测深需要放炮） 道间距10米：测深500米以上应用实例应用实例水库坝址基岩深度勘水库坝址基岩深度勘察察应用实例应用实例地质构造调查地质构造调
36、查向斜、背斜、断层清晰。向斜、背斜、断层清晰。应用实例应用实例地层岩性分布调查地层岩性分布调查应用实例应用实例滑坡调查滑坡调查 常规地震反射波方法常规地震反射波方法：一般35分钟采集一次，以船速3海里/小时计算，每测点的间隔为250450米，如此大的测点间隔往往不能满足精度要求； 水域浅剖设备水域浅剖设备：震源频率高，在地层中衰减大，因此在勘察深度方面往往不能满足要求。 SWS SWS系统的系统的水域走航式高密度地震反射波技术水域走航式高密度地震反射波技术克服了以上两克服了以上两种方法的缺陷。种方法的缺陷。SWSSWS系统具有系统具有1 1秒钟完成一个勘探点的探查功能，秒钟完成一个勘探点的探查
37、功能，同样每小时同样每小时3 3海里的走航速度，实现的勘探点间距为海里的走航速度，实现的勘探点间距为1.51.5米左右，米左右，达到对地层的精细勘察。配套设备水上连续冲击震源（获国家达到对地层的精细勘察。配套设备水上连续冲击震源（获国家专利，专利号专利，专利号ZL99 1 17849.1ZL99 1 17849.1）具有激发能量大、频带宽的特具有激发能量大、频带宽的特点，可以满足深度要求。点，可以满足深度要求。五、水域走航式高密度地震反射波方法五、水域走航式高密度地震反射波方法测量船 震源船 漂浮电缆1、采集时将拖缆与震源 分别置于船舷两侧配重：使检波器沉入水中。可采用20cm长，直径10cm
38、的钻杆接头，距第1道检波器1米处，绑在测绳测绳上准备长1.5米，直径6cm左右的两根木杆，将拖缆用测绳测绳绑到杆子上，伸出船外1米，然后将其木杆固定。2、采集时将拖缆与震源 同时置于船尾1、适用于水深3-5米以上水域调查；2、地层的水平分辨高，点距1-2米；3、地层速度差具有梯度效果明显；4、勘查作业效率高；5、布线长度短；6、需要连续机械冲击震源船。1、滤波：因水域地震波勘察采集的是高频信号，因此采集时采用滤波方式与高采样率，一般选择100Hz低截滤波。2、采样间隔：0.05ms。震源激发间隔1s 假设勘察深度40米，则反射波往返距离为80米。增加20米余量的话，总距离为100米。 水中波速
39、按1.5m/ms计，则T100/1.5=67ms 若采样间隔为0.05ms，采样点数2048，二者乘积即为记录时间102.4ms(67ms）。记录时间不宜过长。 一般情况4096*0.05ms的记录时间穿透深度可超过100米。如果需要更大的穿透深度，需要增加记录时间的话，那么震源的激发频率需要相应降低。1、每个检波器处拴上1个大可乐瓶，绳子长度约80cm。2、将拖缆与带钢丝的100米测绳绑到一起，工作时让测绳吃劲，拖缆不吃劲。：拖缆任何时候都不要吃力。3、水中触发器延长线约20米，延长线与触发器相连部位要用高压绝缘胶布紧密缠绕，最好缠绕的部位长一点，多缠几层以防渗水。4、当拖缆置于船舷一侧时，
40、拐弯时要注意拖缆在哪侧就往哪一侧拐弯，这样不容易使拖缆被卷入船尾。无论何时船尾都必须有一人随时监测拖缆以免被绞断。5、用电火花震源时，水中触发器不能与震源发射器直接接触，可用一个木箱将震源发射器罩起来，再与触发器绑到一起。用震源船时，将触发器用绳子绑到激震点下方。6、拖缆、震源、触发连接完毕后正式采集前，先要检查各部位是否能正常工作？各项正常后也不要急于采集数据，先让船工拉着测量人员沿着航线运行一次以熟悉航线、船速等。运动中要注意拖缆的位置，尤其是拐弯时！可以多试运行几次，各部门配合熟练后再正式采集数据。SWS6主机主机水上水上12道拖缆道拖缆电缆长60米，道距2米水域全自动连续冲击震源水域全自动连续冲击震源产品型号：ZY-2A型尺寸大小：（LWH： 2.12m1.15m0.76m） 重量：约1吨震动能量:1500-3000J激发间隔:1-3秒SWS系统水域勘察的主要设备水域反射方法应用实例水域反射方法应用实例桥址勘察桥址勘察深(圳）（香）港西部通道特大桥桥址地质剖面图，水下地层清晰。水域反射方法应用实例水域反射方法应用实例水库抛石加固调查水库抛石加固调查北京密云水库抛石加固检测成果图抛石顶界面淤泥界面水域反射方法应用实例水域反射方法应用实例越江越江LNGLNG输气干线调查输气干线调查
