綜合勘探技術(shù)在地震安全性評(píng)價(jià)工作中的應(yīng)用

羅守占

（鄭州市地震工程勘察事務(wù)所技術(shù)部，河南 鄭州 450000）

近些年來(lái)，我國(guó)加大了對(duì)地震等自然災(zāi)害的防治管理工作，從各個(gè)層面加強(qiáng)對(duì)地震安全性的研究，其中，安全性評(píng)價(jià)是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的重要內(nèi)容，得到了相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的高度重視。綜合勘探技術(shù)在地震安全性評(píng)價(jià)工作中，占有非常重要的位置，是確保整個(gè)評(píng)價(jià)準(zhǔn)確的基本條件。通過(guò)優(yōu)化和完善綜合勘探技術(shù)，將其性能和效能充分發(fā)揮，對(duì)整個(gè)地震的安全性評(píng)價(jià)和管理有著尤其重要的意義，因此也成為了國(guó)家進(jìn)行相關(guān)建設(shè)必不可少的工作環(huán)節(jié)。

1 概述

我國(guó)一些地域處于地震多發(fā)地帶，一些地震對(duì)于這些地區(qū)造成了非常巨大的破壞，給人們的生命財(cái)產(chǎn)形成巨大威脅。特別是2008年的汶川地震等，其破壞性觸目驚心，給人留下了深刻的印象。破壞性地震在我國(guó)的頻發(fā)和多發(fā)，使得人們對(duì)于地震的安全防護(hù)意識(shí)逐漸提高，而基于國(guó)家和社會(huì)建設(shè)的發(fā)展，地震造成的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失也更加巨大，這就要求我們?cè)谶M(jìn)行建筑物設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)，必須將抗震性能作為一個(gè)基本的條件加以充分考慮，通過(guò)引入科學(xué)的勘探技術(shù)，確保其地震安全性能達(dá)到應(yīng)有的保障水平。相關(guān)研究的投入加大，為更加科學(xué)地研究奠定了條件，也為確保各種地震風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的建、構(gòu)筑物整體抗震性能滿足防控水準(zhǔn)以及地震安全性評(píng)價(jià)的發(fā)展提供充分的空間[1]。

地震災(zāi)害的發(fā)生，與地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生斷裂等活動(dòng)息息相關(guān)，當(dāng)這些斷裂達(dá)到一定巨大程度，就可以導(dǎo)致地震發(fā)生，此時(shí)地面會(huì)產(chǎn)生較大程度的變形，這些變化會(huì)形成對(duì)地面的各種建筑物形成嚴(yán)重的破壞作用，并產(chǎn)生一些不可預(yù)期的嚴(yán)重次生災(zāi)害。在實(shí)際的建設(shè)中，利用綜合勘探技術(shù)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行準(zhǔn)確把握，可以為整個(gè)建筑物的安全建設(shè)提供最穩(wěn)妥的設(shè)計(jì)保障，綜合勘探基于對(duì)隱伏構(gòu)造的探測(cè)，可以對(duì)地震預(yù)防等工作有著非常重要的影響。整個(gè)綜合勘探技術(shù)的實(shí)施目的就是要進(jìn)一步對(duì)地質(zhì)斷裂等相關(guān)構(gòu)造的情況進(jìn)行明晰，包括活動(dòng)情況、展布位置等，對(duì)建構(gòu)筑物設(shè)計(jì)選址時(shí)的避讓選擇，是一個(gè)基本的前提因素。

2 綜合勘探方法在地震安全性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

綜合勘探方法已經(jīng)廣泛用于對(duì)地震安全性評(píng)價(jià)，這主要是因?yàn)榫C合勘探方法的整體有效性，以及其在實(shí)際地震勘測(cè)和地震安全性防護(hù)中的科學(xué)價(jià)值。其應(yīng)用效果得到整個(gè)世界范圍內(nèi)的公認(rèn)，是進(jìn)行相關(guān)建設(shè)時(shí)最重要的評(píng)價(jià)方法和技術(shù)保障方式。

2.1 綜合勘探方法

綜合勘探方法主要利用物理學(xué)的一些基本原理，對(duì)地下各種介質(zhì)物的性差異進(jìn)行利用，以區(qū)分和識(shí)別不同地質(zhì)物的方法，進(jìn)而找出地質(zhì)構(gòu)造中的斷裂等情況，為地質(zhì)判斷奠定基礎(chǔ)。就目前發(fā)展情況來(lái)看我國(guó)采用的勘探方法主要包括三種：人工地震法、電磁法和重力勘探等，而綜合勘探技術(shù)是將多種勘探方法綜合運(yùn)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)勘探效果的最準(zhǔn)確信息，為之后的建設(shè)物設(shè)計(jì)和預(yù)防奠定條件。人工地震法可以選擇陸域和水域兩種地形方式，并采用單道地震或者多次覆蓋等實(shí)施方式具體進(jìn)行。電磁法主要采用電法、磁法和地質(zhì)雷達(dá)等技術(shù)手段對(duì)目標(biāo)地域的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行探測(cè)，其探測(cè)原理是地質(zhì)中不同介質(zhì)對(duì)于電磁的傳導(dǎo)性能不同這一基本條件進(jìn)行。重力勘探則借助重力場(chǎng)的變化來(lái)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘探等。目前對(duì)地震安全性評(píng)價(jià)工作中比較常用的選擇方法主要包括：水域聲波淺地層剖面勘探、淺層人工地震勘探、地質(zhì)雷達(dá)勘探、高密度電法勘探等方法。

2.2 水域聲波淺地層剖面勘探技術(shù)應(yīng)用

一些需要進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)的建設(shè)工程位于水域環(huán)境，這種工程項(xiàng)目的綜合勘探需要對(duì)整個(gè)水域下地質(zhì)的斷裂狀態(tài)進(jìn)行勘測(cè)，包括斷裂分布以及各種不良地質(zhì)體等。水域聲波淺地層剖面勘探技術(shù)可大致分為兩種：?jiǎn)蔚滥Ｊ胶投啻胃采w模式，其具體應(yīng)用通常采取震源槍或電火花激發(fā)的方式，并利用水聽(tīng)器進(jìn)行反射波的接收。整個(gè)綜合勘測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)是分辨率非常高，在勘測(cè)的橫向范圍能夠?qū)崿F(xiàn)1- 2m的標(biāo)準(zhǔn)，而縱向上也能達(dá)到亞米級(jí)的測(cè)量精度。但其存在的問(wèn)題時(shí)探測(cè)深度方面的限制，該探測(cè)方法需要基于各種水下地質(zhì)情況，能夠滿足20-150m的探測(cè)任務(wù)要求，可以大量應(yīng)用于各種港口、堤壩、海邊貨場(chǎng)等一些工程項(xiàng)目的地震安評(píng)中，并因其有效性得到了非常充分的運(yùn)用，效果顯著。需要注意的是，勘探設(shè)備的使用通常要在船上運(yùn)用完成探測(cè)，因此容易受船只活動(dòng)和噪聲等問(wèn)題的干擾，可能會(huì)產(chǎn)生多次波問(wèn)題。其解決方法就是要確保載具的穩(wěn)定性，并盡量避免噪聲的干擾影響[2]。

2.3 淺層人工地震勘探技術(shù)應(yīng)用

淺層人工地震勘探技術(shù)包括兩種，反射法用于對(duì)地層構(gòu)造等內(nèi)容進(jìn)行勘探，而折射法則用于對(duì)速度結(jié)構(gòu)等情況進(jìn)行勘探，按照震源激發(fā)方式的差異可以進(jìn)一步分為橫波與縱波勘探等。

根據(jù)觀測(cè)設(shè)備不同又可分為單道地震和多次覆蓋，可按照具體的需要和目的，合理有效選用。針對(duì)地震安評(píng)的物探工作其目的就是要對(duì)地下地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)體等情況進(jìn)行調(diào)查分析，實(shí)際工作中常采用縱波反射法。縱波反射法利用震源類型探測(cè)差異來(lái)完成不同深度的地質(zhì)勘探任務(wù)，這對(duì)于市區(qū)內(nèi)的地震安全性評(píng)價(jià)工作有很大便利性，通常這些勘探任務(wù)選擇車(chē)載可控震源，該種震源除不會(huì)對(duì)勘探線路地表破壞外，還具有壓制干擾的作用。選用合適噸位的震源，利用該方法一般可探明1000m以淺的地層結(jié)構(gòu)，是探測(cè)隱伏區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的最有效方法，該方法具有橫向分辨率高，勘探深度大等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)就是在市區(qū)受地面人類活動(dòng)引起的振動(dòng)波的干擾大。

2.4 地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)應(yīng)用

地質(zhì)雷達(dá)是通過(guò)天線發(fā)射寬頻帶短脈沖電磁波，經(jīng)不同的界面反射后接受，它反映的是地下電性分布，對(duì)介電常數(shù)變化明顯的地質(zhì)體有較好的分辨，在地震安全性評(píng)價(jià)工作中，常用于調(diào)查淺表隱伏斷裂、不良地質(zhì)體，可通過(guò)選用不同頻率的天線來(lái)實(shí)現(xiàn)不同深度的勘探，但在實(shí)際應(yīng)用中一般對(duì)20m以淺的介質(zhì)變化有較好的反應(yīng)，地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的多解性和不確定性，數(shù)據(jù)細(xì)微的變化可能蘊(yùn)藏著重要的地質(zhì)意義，在分析時(shí)應(yīng)仔細(xì)識(shí)別，結(jié)合鉆探揭露來(lái)驗(yàn)證和確保探測(cè)的準(zhǔn)確性。

2.5 高密度電法勘探技術(shù)應(yīng)用

高密度電法勘探通過(guò)程控轉(zhuǎn)換電極極大的提高了工作效率，按照不同電極排列方式，可分為不同的裝置，地震安全性評(píng)價(jià)工作中常用的是溫納裝置、偶極裝置、微分裝置等，它對(duì)地下地電結(jié)構(gòu)有較高的分辨率，是研究淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)行之有效的方法，在探測(cè)深度50m以內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)常采用此方法，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在陸地、水面及水下開(kāi)展高密度電法勘探工作，都取得了良好的效果。在市區(qū)進(jìn)行探測(cè)時(shí)面臨各種工業(yè)電流、高壓線、淺部地層回填等等的影響，勘探環(huán)境趨于不良，在勘探時(shí)選線及采用何種裝置是市區(qū)探測(cè)能否取得理想效果的關(guān)鍵。該方法的缺點(diǎn)是只能初步確定構(gòu)造的位置，而不能對(duì)斷裂的活動(dòng)進(jìn)行定量定性分析。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，單獨(dú)一種勘探技術(shù)具有非常明顯的局限性，并因此導(dǎo)致實(shí)際的地震安全性評(píng)價(jià)工作質(zhì)量不高的問(wèn)題，通過(guò)采用綜合勘探技術(shù)，將多種勘探方法綜合運(yùn)用，能夠達(dá)到更為有效的勘探效果。這些技術(shù)的全面應(yīng)用，能夠?yàn)檎麄€(gè)地震安全性評(píng)價(jià)提供更加全面和穩(wěn)定的技術(shù)支持和保障，進(jìn)而發(fā)揮其整體性功用，這是進(jìn)行綜合勘探的一個(gè)基本選擇優(yōu)勢(shì)，也是實(shí)際勘探過(guò)程中所注重的重要內(nèi)容[3]。