综合物探技术在越江隧道工程中的应用__墨水学术,论文发表,发表论
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摘要:本文介绍了综合物探技术在越江隧道工程发挥着重要作用,采用磁测、浅层剖面、浅层地震、侧扫声纳、双频测深等物探方法,可以探测出江底地形特征,划分江底地层,并探测出江底的构筑物、不良地质体等障碍物,取得了较为满意的结果,为越江隧道的设计及施工提供了指导性的基础资料。探测结果表明综合物探方法具有方便、经济、快捷等特点。
关键词:综合物探 浅层剖面 侧扫声纳 浅层地震
1 引言
为适应上海经济建设的高速发展,进一步缓解和改善浦东、浦西交通状况,上海市兴建或拟建了大量的越江隧道,为保证隧道施工的顺利进行,需在施工前对江底的地下障碍物进行调查,查明江底存在的沉船、炸弹、废弃构筑物及不良地质滑坡隐患。综合物探方法技术具有方便、经济、快捷等特点,是障碍物调查的首选。
物探工作一般采用以下几种方法:水上磁测、浅层剖面、浅层地震、侧扫声纳、双频测深。在上述几种方法中,每种方法都具有针对性地解决某一方面问题的能力。水上磁测是根据所勘查的江底磁场的分布情况确定出地下有无沉船、炸弹、铁锚、桩基存在及其位置、埋深等。浅层剖面则是勘查距江底30.0m以内部分地层及地下障碍物的平面分布情况及其在江底的埋深等。浅层地震则是解决江底50.0m以内的沉积地层及地下障碍物的平面位置、埋深等。它与浅层剖面可以相互补充,使勘查工作更加准确。侧扫声纳,则是用于测量江底的地貌形态和寻找江底表面存在的物体,如沉船、旧构筑物等。双频测深,主要是了解沿测线走向的水的深度,从而确定出江底的标高,以便验证浅层地震和浅层剖面勘查反映的地层标高。
(1) 磁测
自然界各种物体在天然磁场的作用下,都显示出一定的磁性,它们在周围空间又产生出磁场,这种磁场相对于天然磁场分布而言,称之为磁异常。由于各种物体的磁性不同,那么它产生的磁场强度也不同。同时,物体空间分布的不同(包括埋深、倾向、大小等),使其在空间磁场的分布特征亦不同。由于探测范围内磁场的分布特征由该区内的物体分布情况及空间位置来决定,通过用专门的仪器来测量、记录测区内磁场分布,根据所测得的磁场分布特征就可以推断出地下各种地质体的形状、位置和产状。
(2) 浅层剖面
浅层剖面是利用声波在水中和水下地层中的传播和反射特性来探测水底地层构造。发射机给声发射换能器一强功率电脉冲,从而在水中产生一个短促的声脉冲,当此探测脉冲在向下传播途中遇到海底和各地层界面时,由于界面两侧声阻抗的不同,而有一部分能量被反射回来,并被接收换能器所接收,反射声信号在换能器中被转换成电信号,传入主机,经信号处理、成图,反映出地下各种地质体的分布情况。
(3) 浅层地震
利用电火花或空气枪作为震源,在水中激发产生地震波,当地震波遇到不同的物体或界面(密度和波速发生变化)时,便产生反射和透射波,并由固定在船侧或拖曳在船尾的水听器接收反射回波,并经电缆将反射信号传递给仪器进行录制,经过处理,根据反射波的走时,利用波速进行时-深转换,求得不同反射波深度范围,从而达到确定异常体或地层界面的目的。
(4) 侧扫声呐
侧扫声呐是利用专用的探头发射声呐信号。声呐探头发出的信号呈扇形向下传播,扇形在水平角方向为0.6°~1.9°,而在垂直角方向为32°,当声呐信号到达江底时,就会产生反射和散射。接收器接收来自江底