综合物探探测豫北灰岩区薄覆盖层隐伏断层方法研究

隐伏断层的精准识别对于水利建设工程至关重要。物探是快速识别隐伏断层的有效方法。由于地球物理问题的多解性,单一物探方法又带有片面性。如何选用优化物探方法组合快速准确识别隐伏断层,是目前亟须解决的难点和热点问题。在综合分析豫北太行山灰岩区各类岩土体物性特征和现场地质条件的基础上,分别对F1小尺度张扭性正断层和F16大尺度扭性平移-正断层开展高密度电法、地震反射波法、折射层析法和瞬态瑞雷面波法等综合物探方法的探测研究工作。研究发现,折射层析法和地震反射波法联合探测成果分别从横波速度和反射波同相轴变化特征完整揭示了F1断层的发育特征。而对于F16断层,高密度电法、地震反射波法和瞬态瑞雷面波法综合探测成果异常区高度吻合,折射层析法也取得一定效果。经钻探和孔内电视验证,F16断层规模庞大,并伴生溶洞,与物探结果吻合。研究结果表明,地震反射波法和折射层析法相结合探测类似F1断层,可有效降低解译成果的多解性,节省探测成本。采用高密度电法普查、地震反射波法和瞬态瑞雷面波法详查,实现了类似F16断层的快速准确识别。两种组合探测技术能够快速确定灰岩区两类典型薄覆盖隐伏断层的位置、深度、产状和性质,有效避免探测工作的盲目性和片面性,为类似工况的高效探测提供了新思路,也将会在该领域发挥更大作用。

灰岩区地铁修建技术的设计与思考

随着城市开发进程的推进,地铁修建将面临越来越多的复杂周边环境和地质条件的限制,而灰岩地区具有岩溶发育,地下水丰富等特性,对地铁车站基坑开挖、主体结构的施工有较大影响。本文以广州地铁八号线北延段工程某灰岩区地铁车站为例,分析了基坑围护结构设计方案以及相关风险防控措施,并通过工程监测数据验证设计方案的安全性,为类似工程提供了参考和借鉴。

川东北灰岩区激发因素对单炮品质的影响

灰岩区是当前地震勘探施工的难点地区。激发因素是地震勘探施工最直接的方法,也是人们进行试验所关注的焦点。虽然前人在灰岩区进行多年多次激发因素试验的选择上取得了一些共识,但仍然没有取得重大突破。在川东北南江地区的地震试验采集施工中,根据多项表层结构调查资料,在一些特定地区进行了有针对性的对比试验,如超大井深试验、超大药量试验、多井组合试验、岩性对比试验、不同封井方式试验、含水性激发试验、不同爆速的炸药类型试验等。在此基础上,提出了在不同条件下对灰岩区需采取的激发因素。

高密度电法在灰岩区滑坡勘查中的应用

灰岩区公路滑坡工程地质问题复杂,传统的物探解译往往没有结合工程地质分析进行,使解译的成果与实际工程差别较大。在实践中,以江西省某灰岩区公路滑坡为例,开展了灰岩区滑坡高密度电法纵横向探测,并通过在地质分析、物探解译、钻探验证、力学反演,利用电阻色谱对滑面进行分析,并以滑坡钻探结果进行对比验证。结果表明:等间距高密度电法视电阻率色谱图可初步划分出地层岩性和灰岩区的分布区域;钻探法可修改调整地层的分布特性及滑面位置;利用上述两种方法确定的滑面位置和滑坡参数,对滑坡的稳定性评价有较大的帮助。

高密度电法在灰岩区滑坡勘查中的应用

为研究灰岩区滑坡滑动带和岩溶分布区的准确定位问题,采用高密度电法和双管取芯法对灰岩区滑坡进行勘察,测定了典型剖面的视电阻率和测点地层分布情况,并通过在地质分析、物探解译、钻探验证、力学反演,利用电阻色谱对滑面进行分析,并以滑坡钻探结果进行对比验证。结果表明:等间距高密度电法视电阻率色谱图可初步划分出地层岩性和灰岩区的分布区域;钻探法可修改调整地层的分布特性及滑面位置;利用上述两种方法确定的滑面位置和滑坡参数,对滑坡的稳定性评价有较大的帮助。

优化组合静校正技术在灰岩区的应用及效果

静校正问题在灰岩区地震资料中尤为突出,随着近些年灰岩区地震勘探项目的不断增多,急需总结出一套适合灰岩区静校正的方法。文章从分析高程静校正、折射静校正、层析法折射静校正、波动方程波场延拓静校正、剩余静校正各自的适用性和局限性入手,结合灰岩区资料的静校正特点,对比总结出了几套组合静校正技术,最终在实际资料处理中取得了良好的应用效果。

武咸公路改造工程灰岩区桩基设计与施工

武咸公路改造工程主线高架桥全长6.9 km,其中有2.5 km桥梁处于灰岩岩溶发育区。桥梁均采用钻孔灌注桩基础,灰岩区桩基的顺利施工关系到工程整体的进度和通车目标。为此,灰岩区桩基础的设计和施工是整个工程的关键环节。

通南巴灰岩区能量屏蔽作用分析

通南巴工区是油气聚集的有利区带,区内岩性复杂多变,存在多个强反射界面。同时受强烈挤压作用,断层破碎带发育。破碎带和浅层强反射界面使地震能量难以下传,对地震波产生很强的能量屏蔽作用,大大降低灰岩区资料品质。通过对工区内地震资料品质分布特征分析,对资料品质产生重要影响的几种能量屏蔽作用进行分析,并提出解决方案。

灰岩区不良地层下盾构施工技术难点研究

地铁隧道施工常用的盾构法在面对不良地层时存在一定施工难点。文章以广州地铁灰岩区某条线路的TS区间为例,分析TS区间的施工难点,针对全断面岩层裂隙和上软下硬岩层下的复杂管线,提出注浆封堵全断面岩层裂隙漏水,加固周边管线的解决方案。该方案有效减少盾构施工过程中的出渣量,减小地面沉降,为后续相似工程案例提供参考依据。

隐伏灰岩区定井方法探讨

林州市大部分山区以灰岩为主,缺水严重,隐伏灰岩区找水和定井困难,解决这一难题可以采用搜集、分析区域水文地质资料,开展工作区详细水文地质调查工作,圈定灰岩隐伏区为最佳含水地段,在此基础上综合运用天然电场选频法、对称四极电测深法、超低频地质遥感探测法、测氡法及测汞法等物探技术手段相互印证,确定最佳含水层位置及井点,成井后单井出水量50 m3/h。

灰岩区挖孔桩水下混凝土浇灌及浇灌次序控制

在灰岩区的人工挖孔桩施工过程中,有时会遇到地下水位高并且地下水量很大的情况,这时为确保工程质量,需采用水下混凝土浇灌的方法浇筑砼。但通过施工顺序的控制,可有效地减少水下浇灌孔数量,节约成本、缩短工期。论述了人工挖孔桩水下混凝土的配制、施工设备、灌注方法等,以及灰岩区人工挖孔桩施工中如何减少水下浇灌孔数量的方法。

川东高陡构造灰岩出露区地震资料品质主控因素分析

川东构造地震地质条件可概括为“恶地形、石灰岩、陡构造”,一直是地震攻关的重点和难点。随着物探技术装备、采集处理技术发展,高陡构造顶部灰岩出露区(简称灰岩区)地震资料品质有较大提高,但信噪比仍然远低于构造两翼砂泥岩出露区。如何看待灰岩区低信噪资料比这一客观的地震现象,是地震攻关力度不够,还是受限于地震多次覆盖的假设条件,亟需解答。基于最新川东高密度三维和束线三维地震资料分析,从地震勘探基本原理出发,结合模型正演技术和地震资料处理解释,认为灰岩区低信噪比地震资料是客观存在的,根本原因是灰岩区地震地质条件不满足多次覆盖的假设条件。影响灰岩区低信噪比资料的主控因素有3点,1)灰岩区0~500 m表层岩溶地貌引起地震波散射,产生各类复杂噪声,向下传播能量快速吸收衰减,有效反射能量弱;2)受不同构造几何形态影响,灰岩区低信噪比资料特征有所不同;3)受灰岩区内外炮检距的影响,纵向上灰岩区地震成像质量存在浅、中、深层分带现象,由浅至深资料品质变好。文章指出,面对高陡构造灰岩区特殊的地震地质条件,地震攻关重点应放在提高中深层地震资料信噪比上。

高密度电法与GMD法在灰岩区滑坡勘查中的应用

灰岩区滑坡勘查通常采用物探查明覆盖层厚度、岩溶洞穴、滑面位置等工程地质条件,分析滑坡形成机制,但物探解译往往没有结合工程地质分析和力学机制分析进行,使解译的成果与工程实际差别较大.我们利用高分辨率电阻率成像技术,勘查了江西省南部的九连山山脉某复杂滑坡,识别了滑体与基岩之间的不连续面,并圈定了可能存在岩溶的区域和潜在滑面;对这个地质条件复杂、岩溶多点分布的滑坡进行定线定点钻探,并对视电阻率色谱图与工程地质剖面进行对比分析,确定了岩溶存在区域、滑动地层岩性和埋藏深度;最后,考虑高密度电法和钻孔约束的关键滑面和岩溶分布范围,利用FLAC2D对进行滑坡二维应力应变动态响应分析,反演复活滑坡变形破坏的全过程.发现该类型滑坡为深埋的重力斜坡,兼具圆弧滑动和平滑两种方式,明显地具有倾向于中前缘的岩溶洞穴沉降塌陷引起的牵引式滑动特征.该综合方法的运用结果表明:灰岩区滑坡勘查,应充分考虑地质条件-岩溶分布对斜坡稳定性的影响,重点位置多重布线、主滑方向平行布线,可获得切合实际双极-偶极数据生成的电法成像;等间距高密度电法视电阻率色谱图可初步划分出地层岩性和灰岩区的分布区域;钻探法可约束地层的分布情况及滑面位置;而GMD法计算结果可验证上术两种方法确定的地层参数,反演复活滑坡的动态响应全过程,提高物理参数解译的可靠性.该方法对灰岩区滑坡勘查设计和科学治理具有积极意义.

灰岩裸露区检波器三自由度耦合系统理论的研究

中国南方海相碳酸盐岩沉积盆地的分布幅员辽阔,地下油气等资源极为丰富,但是由于大面积坚硬灰岩的出露,给检波器完好耦合带来了很大困难,从而降低了地震采集资料的品质,严重制约了该地区未来的油气勘探.目前野外检波器耦合试验缺乏较为合适的理论指导,带有较大的盲目性.为此,本文考虑到检波器与灰岩耦合时增加了耦合介质(石膏、泥饼等)的实际情况,提出了检波器-灰岩三自由度耦合系统的理论,研究了耦合介质、尾锥和阻尼等耦合因素对检波器-灰岩耦合系统传输函数的影响规律.发现检波器-灰岩耦合系统是具有三个谐振频率的谐振系统,通过增加耦合介质的弹性模量、减小耦合介质的底面积和高度、选用介质密度较小的尾锥、减小尾锥的高度、增加尾锥的底面积等,可以提高耦合谐振频率.通过适当增加耦合系统的阻尼,可以减小耦合系统的窄频带"带通滤波"的影响.最后,通过振动台实验初步验证了检波器-灰岩三自由度耦合系统理论模型.

灰岩裸露区地震激发机理研究

地震激发因素选择是影响地震资料品质的一个重要环节。地震激发机理研究表明,灰岩裸露区炸药激发的地震波能量很弱,已经成为制约灰岩地震勘探的瓶颈。为此,本文从研究灰岩区地震激发机理着手,分析了爆炸激发地震的主要因素,并相应地开展了数值模拟、现场试验及物理模拟,得出了一些结论:改善灰岩等坚硬地层的激发条件,应增加爆炸冲量及对灰岩的作用时间;选择合理的几何耦合系数,增加低爆速的药量,在炮孔中充填介质且保证在井孔封闭良好时进行激发。

川东南灰岩出露区激发条件分析

灰岩裸露区地震勘探是目前地震勘探中的难题之一。以川东试验资料为基础,从理论上定性地分析了灰岩岩石力学特征与地震波振幅特性的关系,探讨了激发因素、激发方式以及含水饱和度对灰岩激发的影响,提出采用垂直组合激发方式。

改善灰岩裸露区地震激发环境的方法探讨

提高灰岩裸露区地震激发效果是我国南方复杂山地探区地震勘探重点攻关的难题之一。通过对砂岩、灰岩中雷管爆炸后破裂情况的分析,认为灰岩为刚性岩石,脆性强、弹性差,在炸药爆炸瞬间不易产生弹性波,尤其地震勘探所需要的低频弹性波;分析炸药与灰岩的匹配关系,认为目前的炸药性能均无法与灰岩匹配;依据炸药爆炸半径和柱状炸药应力场分布情况,进行了在药柱下方垫入长度大于爆炸半径的砂岩岩心、含沙水泥柱从而改善灰岩激发环境的试验,收到了较为明显的效果。

砂泥岩与灰岩交替出露区地震资料处理方法

砂泥岩与灰岩交替出露区的特殊地震地质条件导致的一些问题是破解山地高陡构造区地震勘探的核心问题。针对地形起伏剧烈、表层岩性和结构变化大的特点提出了约束层析静校正方法;为提高灰岩出露区信噪比,提出了一套压制噪声的新思路;针对砂泥岩与灰岩交替出露区的强各向异性特点,采用各向异性速度分析和优选道叠加与剩余静校正结合,有利于改善叠加成像效果;叠前深度偏移的基础是高品质的叠前道集,关键仍然是高精度的速度模型。

三维山地地震勘探灰岩区野外采集方法研究

本文针对黑池梁构造(东区)三维山地地震勘探项目工区北部、东部有大面积的灰岩出露,激发、接收条件差,对该区的勘探过程中进行灰岩区的研究。在项目实施过程中,我们对该区灰岩区的野外采集方法进行了大量的研究。