基于高精度三维地震反射的水下隧道地质建模

研究目的:工程地质模型的构建主要依赖大量钻孔资料和地质测绘成果,而由点状信息构建的三维地质模型易出现数据分布不均匀、盲区大的特点,水域桥隧工程勘察工作以二维线状勘探为主,严重依赖钻探,存在成本高、周期长、作业风险大等问题,难以满足精细化、快速、高效地质建模需求。本文以甬舟铁路金塘海底隧道工程为依托,采用水域三维高精度地震反射波法对宁波端潜山发育区进行探测,充分利用地震反射地层解释、构造分析成果结合钻探数据通过井约束地质建模技术精确构建工区三维构造、属性地质模型,应用三维可视化技术实现工程实体与地质模型的融合分析,把复杂的地质构造与工程实体的空间关系表达出来,精确、立体地分析隧道洞身与地层、构造的接触情况,有效解决水域交通工程地质建模存在制约的问题。研究结论:(1)高精度三维地震反射勘探可以有效查明隧址区水底、第四系地层、下伏基岩(潜山)与不良地质构造(构造、破碎带)空间分布信息,为水域交通工程线状地质勘察提供了一种新思路;(2)三维地震反射勘探可以有效解决水域交通工程地质建模基础数据不充分、空间分布不均匀以及数据盲区问题,通过井约束地质建模技术可以有效提高建模精度,构建完整的水下空间地质模型,精确模拟地层、构造的形态、位置和空间接触关系,获得工区地层、构造和属性地质模型;(3)通过工程结构模型与精细三维地质模型融合分析,可以把复杂的地质构造与工程实体的空间关系通过三维可视化技术准确展示出来,直观分析隧道洞身岩土地质条件,为线路平纵断面设计方案优化、BIM设计、施工运维、风险决策提供可靠的依据和有力保障;(4)本研究结论可为水域工程勘察与地质建模提供参考。

水域工程高精度三维地震反射勘探应用研究

跨海桥梁、隧道对打破交通瓶颈具有重要的作用,准确、详尽的地质勘察资料是跨海交通工程方案比选、设计优化、施工方案制订的基础,同时也是工程风险决策的有利保障.受海域交通环境、水域条件,且地形、地质条件多变等因素影响,传统的勘察手段在海底隧道工程的勘察中存在诸多局限性.本文以甬舟铁路金塘海底隧道勘察项目为依托,首次将三维地震勘探技术引入工程勘查领域,探索复杂地质条件下的海底隧道勘察新思路.金塘海底隧道三维地震反射应用研究通过单缆、并行、多线加密的采集方案解决了浅水域工程三维地震勘探数据采集施工问题;通过基于高精度测量数据的潮汐校正方法、叠前预测反褶积和叠后波场外推法的多次波组合压制技术、井约束时深转换技术等精细化处理与解释手段有效提高水域工程三维地震勘探的纵、横向分辨率与勘探成果的精度,解决隧址区地质复杂区段水底、第四系以及下伏基岩(潜山)三维空间分布情况以及构造、破碎带发育范围;基于三维地震反射成果的井约束地质建模技术可以准确模拟地层、构造的空间接触关系,通过工程模型融合可以直观分析洞身岩土地质条件,有效提高勘探成果质量、达到高精度三维地质勘察的目的.金塘海底隧道勘察应用研究表明水域工程高精度三维地震反射勘探技术具备良好的可实施性,可以为水域工程地质勘察、设计方案优化、工程风险决策提供准确、可靠的地质勘探成果,为复杂水域环境条件下的工程地质勘察提供了一种全新思路,具备良好的实用性与推广性.