岩土工程弹性波测试施工作业指导书.doc

作 业 指 导 书
(岩土弹性波测试)

目 录

1 折射法探测 4
1.1 引言 4
1.2 适用范围 4
1.3依据及标准 4
1.4探测目的 4
1.5探测原理 5
1.6仪器设备 5
1.7探测准备 6
1.8现场探测 10
1.9资料整理与成果分析 15
1.10报告内容 18
2 层析成像法探测 19
2.1 引言 19
2.2 适用范围 19
2.3依据及标准 19
2.4探测目的 19
2.5探测原理 19
2.6仪器设备 20
2.7探测准备 21
2.8现场探测 23
2.9资料整理与成果分析 26
2.10 报告内容 28
3 弹性波测试 29
3.1 引言 29
3.2 适用范围 29
3.3依据及标准 29
3.4探测目的 29
3.5探测原理 29
3.6仪器设备 30
3.7测试准备 31
3.8现场测试 32
3.9资料整理与成果分析 35
3.10报告内容 36
4 声波测井 38
4.1 引言 38
4.2 适用范围 38
4.3依据及标准 38
4.4探测目的 38
4.5探测原理 38
4.6仪器设备 39
4.7测试准备 40
4.8现场测试 41
4.9资料整理与成果分析 42
4.10报告内容 42

1 折射法探测
1.1 引言
折射法探测是一种常规工程物探方法，本指导书用于指导折射法探测工作的开展，为实行规范化折射法探测工作提供依据。
1.2 适用范围
（1） 被探测界面必须是波速界面；
（2） 被探测界面下部介质的波速必须大于上覆介质的波速；
（3） 被探测界面以上的覆盖介质中不存在高速屏蔽层（即上覆介质中某一层的波速大于所有下伏介质的波速）；或虽存在高速层但其厚度应远小于入射纵波波长；
（4） 被探测介质应具有一定的厚度，一般要求中间层厚度不小于其上覆层厚度；
（5） 被探测界面的视倾角必须小于90°-i（i为折射临界角）；
（6） 被探测界面相对稳定，起伏不很大，有一定的延续性；
（7） 地表地形较为平坦，起伏不剧烈。
1.3依据及标准
（1）《水利水电工程物探规程》（DL5010—92）；
（2）《岩土工程勘察规范》（ GB50021-2001）；
（3）《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）；
（4）《工程测量规范 》（GB50026-93）。
1.4探测目的
（1）探测覆盖层厚度及其纵波速度；
（2）划分基岩风化层厚度及其纵波速度；
（3）探测隐伏构造破碎带或风化破碎带及其纵波速度；
（4）探测滑坡体厚度及滑坡床形态；

（5）探测岩性分界线；
（6）探测下伏岩体纵波速度，提供岩体完整性系数。
1.5探测原理
折射法探测是利用人工震源激发的地震波在地下介质中传播，当通过波速不同的介质界面时，波就会改变原来的传播方向而产生折射，当下层介质的波速大于其上部介质的波速时，在波的入射角等于临界角的情况下，折射波便会沿着速度界面传播，产生所谓的“滑行波”，并引起界面上各质点的振动，并以新的形式传至地面，以一定的形式在地面上的观测其到达的旅行时间和接收点到震源的距离，通过解译时距曲线计算折射界面的埋藏深度及其介质纵波速度，并结合实际情况作出地质结论或推断。
1.6仪器设备
折射法探测可使用S12工程地震仪或SE2404EX综合工程检测仪。S12工程地震仪和SE2404EX综合工程检测仪工作原理基本相同，功能及操作界面稍有差异。在开展地震折射法勘探时，还应配置激发系统、触发系统、检波器及电缆等辅助设备。
1.6.1 仪器操作程序
（1） 首先埋设检波器，检波器应埋直埋紧，除去周围的杂草，力求埋设条件一致。正负极连接正确，连接夹要接触良好，不得短路，不得碰地；
（2） 把电缆、触发线连接到仪器各自接口上；
（3） 若使用外接电源，先把专用电源线连接到仪器的电源接口上，然后仔细检查电瓶的型号及电源正负极，根据电源线的正负极标示正确连接电瓶的正负极；
（4） 再一次检查全部外部连接线，确认正确无误后，打开仪器电源开关；
（5） 仪器通过自检，进入主菜单，根据提示设置测线号、检波点、激发点等测线参数以及采样时间、记录长度等记录参数；
（6） 进入背景监视状态，观察背景干扰；
（7） 确认仪器及背景干扰正常后，进入触发状态；
（8） 触发后，首先预存盘，初步检查记录质量，若正常，则记录存盘；否则
取消记录，发出重新触发的指令。
1.6.2仪器年检
每年应至少一次对S12工程地震仪或SE2404EX综合工程检测仪进行检定。
1.6.3 仪器的检查
（1） 每个工程项目开始前，应检查地震仪的放大倍率一致性、各通道一致性、道间感应水平，并提交记录；
（2） 每天工作前，必须进行各通道的一致性检查；
（3） 在工作中，若发现仪器有不正常现象时，应立即停止工作进行检修，并提交检修前后的记录。
1.6.4 仪器主要技术要求
（1） 放大器一致性检查时，各道之间的相位差应不超过1ms，振幅差不超过10%；
（2） 道间感应幅度应小于5%；
（3） 取最大增益时，内部噪音幅度应小于1mm；
（4） 检波器的固有频率漂移应不大于10%，灵敏度变化应不大于10%，相位差变化不大于1ms，绝缘电阻应大于10MΩ；
（5） 各记录道一致性检查时，各道波形应相似，各道间的相位差应不大于1.5ms，各道间的振幅差不大于15%；
1.6.5 仪器的保养
（1） 严禁不熟悉仪器性能、原理构造的人员拆修仪器；
（2） 仪器设备要放置在干燥处，并并采取必要的防潮、防尘措施。配带电源的仪器应定期充电；
（3） 仪器每次使用完毕应擦拭干净，小心轻放。检波器应使正负夹子相连，形成回路；
（4） 仪器设备长途运输时，应有防震措施；
（5） 检查或维修时应详细填写记录；
（6） 蓄电池应按有关说明书做好维护工作。
1.7探测准备
接受任务后，仔细阅读任务书或工作大纲，全面理解任务要求，并结合情况提
出自己的设想或看法，与部门负责人或技术负责人交流，部门负责人或技术负责人应予以答复或确认。若无表示则认为已经完全接受。接受任务后，应开始以下准备工作：
1.7.1 资料收集
（1） 合同、任务书、工作大纲或方案及其相关资料；
（2） 测区地形图，尽可能收集CAD图；
（3） 测区有关控制点、图根点、钻孔或平洞坐标；
（4） 测区区域地质资料，包括区域构造体系、区域地貌单元、区域构造走向以及测区地层剖面结构、岩性分布情况等；
（5） 以往物探成果；
（6） 测区地震地质条件：低速带特征，含水层位置，上覆层的均匀性，物探层位与地质层位的一致性等；
1.7.2 现场踏勘
在有条件的情况下，随队或单独组织到测区实地进行勘察，收集资料，主要勘察以下几方面的内容：
（1） 勘察测区地形及植被情况；
（2） 初步判断目的层厚度；
（3） 分析激发、接收条件，确定激发方式，估算单炮药量和总药量；
（4） 勘察现场安全工作范围；
（5） 落实爆破物品采购、运输方式；
（6） 确定爆破物品存放地点及领用方式；
（7） 落实人员食宿地点及工地交通方式；
（8） 联络当地政府、派出所等有关部门，确定安全、赔偿等相关事宜；
（9） 联络地质项目负责人，了解工作进度，收集相关资料。
1.7.3 可行性分析
根据收集的资料对下列问题进行初步分析：
（1） 分析测区地层、岩性、构造特征，判断是否满足折射波法的应用条件；
（2） 分析测区现场条件，确认成果质量与进度能否满足任务要求，是否需要其他方法配合或调整人员、设备；
（3） 安全与能量能否协调解决；

（4） 分析探测成果能否满足顾客要求；
（5） 提出存在的问题，与部门负责人或技术负责人共同研究确认。
1.7.4 仪器准备
按有关规定程序领取仪器设备，包括工程地震仪、铁锤、电子触发器、电瓶及充电器、电缆、纵波检波器、起爆器、发电机、测量仪器、罗盘、对讲机、测绳、炮坑工具、安全帽、叫子及其他修理工具等。若有水上作业，必须准备水上电缆、锚、浮漂及救生衣等。
领取设备后，应检查仪器设备的完好性。
1.7.5观测系统布置
1.7.5.1 观测系统布置原则
（1） 观测系统应根据测区的地震地质条件、目的层、激发能量、安全条件以及任务要求确定，应确保在所有记录上有效波能连续追踪对比，在保证成果质量的前提下，力争简便、经济、可靠；
（2） 宜采用多重相遇时距曲线完整对比观测系统。一般情况下，探测二层介质采用双重观测系统，若排列较长或上覆层介质变化较大时，排列中间补充激发点；探测三层介质，采用三重观测系统，同样，若排列较长或上覆层介质变化较大时，排列中间补充激发点。当同时勘探多个层位时，应使各层位能达到全部完整对比；
（3） 在相遇时距曲线上，应保证所追踪界面的相遇时距曲线段至少有4个正常检波点；
（4） 当利用追逐时距曲线补充完整对比观测系统不可追踪区的折射资料或论证时距曲线所反映的地质现象时，应保证在被追踪段至少有4个正常检波点重复接收来自同一界面的折射波；
（5） 在试验剖面中，可布置多重观测系统，详细了解测区地层情况及特征；
（6） 对于水上测线，若无水上电缆，可采用激发与接收互换。
1.7.5.2 测网密度
作面积性勘探应保证在工作比例尺绘制的平面图上测线间距为1~4cm，在构造复杂的地段，测线可适当加密。若任务书中明确规定的，按任务书执行。
1.7.5.3 测线布置
（1） 测区内测线布置应大致均匀。主测线的方向应垂直于构造或地层走向，
并且应与地质勘探线及其他物探方法的测线重合，尽可能通过钻孔；
（2） 测线应布置在地表较为平坦、地层介质较为均一的地段上，尽量避开陡坎等不利地形，并且避免通过居民点、繁忙的道路、高压线及其他建筑物。测线必须通过时，应采取必要措施，确保施测安全、正常。
（3） 测线应尽量布置成直线。当必须转折时，应保证转折的两侧线段能独立进行解释；
（4） 当测线通过陡坡地形发生显著变化且探测界面也随之起伏时（例如山脊），应取地形显著变化点为激发点，变化点两侧进行独立解释；
（5） 测线长度应保证被追踪界面的相遇时距曲线段不少于4个正常检波点；
（6） 除布置一定密度的主测线外，在主测线之间还应布置联络测线，联络测线宜与主测线垂直并与之相交；
（7） 相交测线的交点宜布置成公共激发点；
（8） 在地质构造复杂地段应同时采用纵测线和横测线对其进行研究；
（9） 横测线应用的基本条件是界面速度为常数。布置横测线应考虑旁侧、界面倾斜和界面速度变化的影响；
（10） 横测线应通过测线或钻孔，在折射倾角大于15°时，横测线长度不得大于爆炸点到测线的垂直距离；
（11） 横测线的长度与激发点到横测线的垂直距离之比，宜取1/3~1/5；
（12） 任务书中对测线布置有明确规定的，按任务书执行。
1.7.6 测量放样
折射法探测的测线、测点的测量定位及放样工作非常重要，应予以充分重视。
1.7.6.1测线、测点测量定位工作要求
（1） 测线、测点的测量工作应按照《工程测量规范 》（GB50026-93）中的有关条文的规定执行；
（2） 先在地形图上布置测线，然后放样到实地；
（3） 在实地布置测线，再测量定位到地形图上；
（4） 测线端点、转折点、排列端点、地形突变点、低速带中心的测量定位，并设立明显标志与编号；
（5） 水上勘探时应记录水深，水上测线用交点法确定；
（6） 绘制测线地形剖面，并标注各标志点。

1.7.6.2测量精度要求
（1） 测线定位应准确，各剖面端点、转折点、地形突变点、低速带中心均应测定坐标。联测结果应使展在地形图上的平面误差不得超过2mm，高程误差不得超过0.5m。
（2） 检波距和炮检距的容许误差为±2%，测线总长度误差为±1%；
1.7.6.3测量应提交的资料
（1） 测线端点、转折点、排列端点、地形突变点、低速带中心点的坐标和高程数据，应展绘再所需工作比例尺的地形图上，并提交坐标、高程一览表；
（2） 提供所需比例尺的实测地形剖面图，并标注各标志点；
（3） 当测区无地形图或地形图精度达不到要求时，可草测适当比例尺的平面位置图。平面位置图上应包括网、线、点间相互位置，并标明钻孔、道路、河流、陡坎、地物等主要地貌的相对位置；
（4） 物探工作所适用的比例尺，不得小于同一阶段、同一工程的水文、工程地质所使用的比例尺，宜与之相同。
1.8现场探测
1.8.1试探测工作
1.8.1.1试探测工作目的
折射法探测作业前，必须首先开展试探测工作，到达以下目的：
（1） 确认用折射法勘探完成任务书中所提出地质任务的有效性；
（2） 了解测区地层结构及各地层波速；
（3） 确定检波点距、排列长度和各追逐炮炮检距，最终确定观测系统；
（4） 确定最佳激发与接收条件；
（5） 了解测区有效波和干扰波特征，确定滤波方法；
（6） 比较物理层位与地质层位的差异。
1.8.1.2试探测工作原则
（1） 试验点的数目应由测区所包含的地貌单元数所决定，一个地貌单元不得少于一个试验点；
（2） 试验点应布置在由代表性的地段上，与生产测线重合，并通过已知地质资料
地段，试验成果可作为生产成果的一部分；
（3） 试验工作必须从简单到复杂，并遵循试验因数单一变化的原则。在确定排列长度、检波器埋置条件、滤波档、放大档和激发条件等诸因数过程中，每取得一张记录不得同时改变一种以上因数；
（4） 生产中遇到局部地段记录质量变坏或接收段超出被追踪层位的初至区时，应再进行试验工作，以重新确定观测系统和仪器因数；
（5） 试验工作前，应拟订试验方案。试验资料要及时进行整理、解释并得出结论。试验结果是进行生产的依据，可作为生产成果的一部分。
1.8.2现场探测工作
1.8.2.1现场工作准备
（1）实地勘察与测线清障
根据测量放样定位，实地勘察测线位置，清理测线上的障碍物及杂木、灌木，宽约0.5m，便于通行和布线。查看各炮点位置，确定周边安全警戒布置。
（2）技术交底
项目经理应根据前期工作最终确定工作方案，并召集全体人员交代工作布置要求，提出工作要求，让项目部全体人员明确工作方法及各自职责。
（3） 仪器及检波器检查
根据仪器检查的有关规定，在每天开工前应检查仪器的完好性，并对检波器进行一致性检查，并保存相关记录。一致性检查程序如下：把所有检波器集中埋设，各检波器埋设条件应一致，在5m以外锤击激发，检查各检波道记录，各检波道记录应符合有关规定。
1.8.2.2检波器埋置
（1） 检波器位置应准确，间距误差不得大于2%，埋置条件力求一致；
（2） 当地形、地面地质条件复杂或其他原因使检波器不能安置在原设计的测点上时，应沿测线方向移动（不包括互换点）。如有困难，可垂直于测线方向移动，但移动距离不得超过检波器间距的1/5，移动后的位置必须计入班报；
（3） 检波器与地面接触良好，与电缆连接正确。防止漏电、短路或接触不良。清除周围杂草等容易引起微振的干扰物。遇到大风天气，埋置时应避开树、电杆等。当无法避开时，应采取其他抗干扰措施；

（4） 当检波器埋置于稻田、沼泽和水中时，应采取防水措施；埋置在干砂、砾石、冰冻层中时，应采取置换、浇水等措施；
（5） 对于水上测线，若无水上电缆，应架设索道，用激发与接收互换；
（6） 检波器的间距应根据地质条件及任务的精度要求通过试验确定。同时应满足下式要求：

式中：
△x——检波点间距；
V*——折射波视速度；
φ——沿测线方向折射面相对地面的视倾角；
T——有效波视周期；
i——折射临界角；
i±φ——相对炮点而言，观测点位于地层下倾方向时，取i+φ；观测点位于上倾方向时，取i-φ。
（7） 实际工作中，△x宜取相等的值。简单地区△x宜取5~10m，复杂地区或探测薄层△x可减至2~5m；
1.8.2.3震源激发
（1） 根据任务要求、探测目的、周边环境等情况确定激发震源类型。在确保成果质量的前提下，尽可能采用较安全的激发方式；
（2） 当采用爆炸震源时，应严格执行《地震勘察安全工作条例》（见附录）；
（3） 爆炸工作可在井中、水中、地面进行，炮点的位置、药量及爆炸深度应准确，并登录班报；
（4） 爆炸信号线必须采用绕在药包外面的计时回路，严禁使用雷管计时，如工作中必须使用内触发时，应作内触发与外触发的时差校正；
（5） 坑中爆炸时，药包应用土或砂埋实；在水中或潮湿地区爆炸时，药包应有防水措施。井内爆炸时，井内应注水或泥浆；
（6） 起爆时，爆炸线、爆炸信号线与爆炸机及仪器的连接应正确、可靠，接地良好，防止短路或漏电，

（7） 采用组合爆炸时，各药包应同时起爆；
（8） 当采用锤击或重夯激发时，锤击板应安放平稳、牢固，与地面接触良好。激发前和激发后应尽可能排除一切干扰振动，防止连击；
（9） 必须在现场及时分析地震记录，尽量现场读数并初步绘制时距曲线，判断追逐层位的同一性及追逐距离的适宜性，确定记录品质，若不符合要求，应查明原因，及时补炮重测；
1.8.2.4仪器参数选取
（1）根据仪器菜单提示输入工地、日期、炮点、检波点起止等信息；
（2）根据现场电磁干扰背景及震源类型选择触发水平；
（3） 估算最大初至时间，确定采样间隔和记录长度；采样间隔宜取较小值，有利于提高计时精度；
（4） 为利于波形对比，最大初至时间宜小于该记录长度的2/3；
（5） 端点炮不得使用延迟，追逐炮可根据实际情况采用适当延迟，以保证计时精度。延迟时间应小于该记录的最小初至时间。
1.8.2.5现场测试
（1） 仪器放置地点应充分考虑安全范围，无论远近均应对仪器采取保护措施。操作员应坚守岗位，保证仪器安全；
（2） 炮工必须根据药量及周边环境确定安全距离和警戒线；
（3） 操作员在每一炮爆炸前必须检查检波器是否处于正常状态，如发现不正常情况，及时通知有关人员检查或替换；
（4） 端点炮所在检波器如需挪动，应把挪动距离报告操作员，在端点炮结束后，及时复位。如端点炮炮坑较大，无法复位，应沿垂直测线方向移动，并把移动距离报告操作员；
（5） 炸药埋设完成，炮工应及时告知操作员，并报告位置、药量、深度等信息；
（6） 现场所有人员必须戴安全帽；进入爆炸程序阶段，操作员、炮工、安全员、警戒员必须各司其职，服从操作员的指挥；
（7） 起爆前现场所有人员必须保持安静；
（8） 获取记录后，操作员应根据记录情况迅速对记录品质作出判断，尽快通知下一步工作，对废品记录及时采取补救措施。

1.8.2.6记录品质评价
取得记录后，必须立即进行登录，登录内容包括：工作地区、日期、记录编号、测线号、炮点桩号、接收起止桩号、仪器因数、药量、雷管、炮点深度及其他需要说明的情况。并对记录品质进行评价，对于废品记录及时进行补炮。
记录品质评价标准如下：
（1） 记录有下列缺陷之一者，应评为废品，示以符号F：
（a） 使用未做定期检查或检查不合格的仪器的全部记录；
（b） 由于激发或接收条件不正确，无法记录上可靠的示踪有效波（例如观测系统不正确或未按设计的观测系统施测，激发或接收条件选择不当，或当遇到地震地质条件变化需改变激发接收条件而未作改变以及操作错误等）；
（c） 互换道或结尾道工作不正常或不工作，妨碍了有效波的正确对比与连接；
（d） 同一张记录上使用道数的1/6以上或相邻两道不工作或工作不正常；
（e） 干扰背景强烈，妨碍了有效波的识别和准确读数；
（f） 没有注明记录时间及延时或注明有误，以致无法利用的记录；
（g） 因打印机走纸故障造成计时线不均匀而无法准确读数的记录；
（h） 记录表面严重污染，妨碍了有效波的对比或影响了记录的保存价值；
（i） 因班报、记录表未填写或填写错误且无法核实其准确炮点桩号及接收桩号而无法利用的记录；
（j） 无编号、测线号、带头编号及日期或无对照文本记录的电子文档记录；
（k） 当发现仪器工作不正常而又不能确认工作不正常的开始时间，本次检查与上次检查中间的全部记录；
（2） 记录有下列缺陷之一者，应评为合格，示以符号H：
（a） 激发与接收条件不理想，但不影响有效波的识别和准确读数；
（b） 同一张记录上，工作不正常的记录道（不包括互换或相邻道）不超过使用道数的1/6；
（c） 存在触发感应或漏电感应干扰，但不影响有效波的对比及准确读数；
（d） 背景存在一定干扰，但尚能通过相位对比等其他手段准确读数的。

（3） 满足下列条件者，为优良记录，示以符号Y：
（a） 使用仪器按规定检查并取得性能合格的记录；
（b） 观测系统正确，符合设计要求；
（c） 原始记录标识清晰，班报内容齐全；
（d） 各道工作良好，检波器无接反、无不工作道，无触发或漏电感应；
（e） 背景平静，直达波或折射波初至清晰；
1.9资料整理与成果分析
1.9.1读取初至时间
(1) 读取各记录的直达波或折射波初至时间，或校核现场读取的数据；
(2) 对于初至起跳不清晰，无法直接读取初至时间的记录，应采用波的对比方法进行读数；
(3) 波的对比必须在同一接收条件（滤波、组合等）的前提下进行，当被探测界面无岩性变化或断裂时，对比下列主要标志：
（a） 同相性，来自同一界面的波的同相轴应平滑、且有一定的长度，相邻相位的同相轴应该是平行的；
（b） 相似形，来自同一界面的波在相邻记录道上振动的视周期、相位数、振动的强弱、波形、相邻权值的振幅比及振动延续度等保持相似关系；
（c） 振幅变化，来自同一界面的波的振幅沿测线均匀的变化。
(4) 确定地震波的置换，应注意下列特点：
（a） 两个同相轴相交；
（b） 波形的突然改变；
（c） 振幅的突然改变；
（d） 视周期的变化；
（e） 视速度的变化。
(5) 波的对比可采用单相位对比或多相位对比，但在构造复杂的地区宜采用多相位对；
(6) 进行波的对比时，应仔细观察初至波的衰减和初至相位的变化，尤其是振幅几乎相等、视速度相差不大而走时又接近的波的置换，防止对比错误；
(7) 对比时，若发现波没有发生置换但初至相位因强烈衰减而后移，则应作必
要的初至校正；
(8) 在解释低速带时，必须注重波速、振幅、波形、周期及相位的对比；
(9) 互换道和连接道应根据走时相等和波形保持不变的特点或根据追逐时距曲线的平行性及波形相似形进行对比、连接。互换道和连接道上同一相位时间，经炮点深度校正后，相位差不应超过3ms。
1.9.2绘制时距曲线
（1） 绘制时距曲线的比例尺应根据实际观测精度加以选择，地震剖面宜采用水平比例尺1：1000或1：2000，垂直比例尺1cm代表10ms或20ms；
（2） 相遇时距曲线的两支，应以不同符号绘出，两相邻点用直线连接；
（3） 综合时距曲线的互换时间误差应不超过5ms；
（4） 相遇时距曲线的互换时间不等时，应取平均值或较小值；
（5） 时距曲线一般绘制在厘米纸上，也可采用比较完善的人机对话动能的电脑专用软件完成。
1.9. 3解释方法选择
（1） 基于目前的情况及习惯，折射法探测宜采用t0法解释；
（2） 在条件具备的情况下，可逐步开展延迟时间法、时间场法、哈里斯法等地震折射解释方法，与t0法解释结果比较，获得更准确的解释结果。
1.9.4追逐时距曲线处理
利用追逐时距曲线与相遇时距曲线在同一追踪段的平行性，延续相遇曲线未追踪段的折射波初至，组成新的用于t0法解释的相遇时距曲线；
1.9.4有效速度的求取
（1） t0法有效速度的求取采用折射波时距曲线交点法，使用时应进行误差校正；
（2） 当排列两端点的有效速度差超过20%时，至少应在排列中间增加一炮，直至两端速度差不超过20%为至。并根据各炮点的有效速度值沿测线进行线性内插；
（3） 测线通过钻孔等已知点时，应利用已知资料校核有效速度；
（4） 在同一条测线上，没有充分资料说明有效速度突变时，不应分段采用。
1.9.5绘制θ（x）曲线和t0（x）
（1） θ（x）=T1（x）+T-T2（x），其中T1（x）和T2（x）曲线为相遇时距
曲线，T为互换时间；
（2） t0（x）= T1（x）-T+T2（x）；
1.9.6求取下伏层速度
（1） 在θ（x）曲线上采用最小二乘法或作图法确定其斜率，2倍的倒数斜率即为下伏层速度；
（2） 若θ（x）有明显的转折或明显的斜率变化，则应分段求斜率。
1.9.7低速带的确定
（1） 若测线上某段的下伏层速度低于该测区相同岩性的同一下伏层的一般速度30%以上，则可把该段定为低速带；
（2） 低速带的性质分析除应结合地质、地貌特征外，还应结合波的动力学特征，必须注重波速、振幅、波形、周期及相位的对比。
1.9.8检波点深度计算
检波点深度，求取各个检波点的界面埋深；
1.9.9界面深度处理
以计算的各检波点深度h为半径，以地形剖面图上的各检波点为圆心，作出一系列圆弧，所有圆弧的包络线即为所求的界面。
1.9.10界面深度校核
各纵、横测线交叉点的界面深度、上覆层速度、下伏层速度应基本相符，界面深度、下伏岩体完整程度及风化程度与已知资料（钻孔、探槽等）应基本吻合。若误差偏大，应重新校核。一般情况下，应满足下列要求：
（1） 纵横测线交点处的下伏层速度和界面深度误差应小于10%；
（2） 计算界面深度与钻孔等已知资料的误差必须小于5%。
1.9.11图件要求
折射法探测可根据实际情况选择附图：平面布置图及波速分布图、物性~地质剖面图、界面等高线图、波速等值线图、构造分布图等。
（1） 绘制等深线图时，其线距应大于误差的三倍；
（2） 绘制成果图件的比例尺必须符合地震测量精度；
（3） 剖面图的横向比例尺宜与相应时距曲线的横比例尺一致；
（4） 绘制界面所采用的平均速度或有效速度应在时距图上注明；

（5） 应将通过测线的钻孔或其他验证资料绘制在地震剖面图和平面图上；
（6） 剖面图上注明比例尺、高程、测线方位，相交测线的交点及界面深度、上下介质的波速值。
1.10报告内容
（1） 工程概况：简述物探工作区的地理位置、测区范围、工作任务；物探工作起止日期、所完成的工作量；
（2） 测区地形、地质概况及地球物理特征：区域地质概况；测区地形、地貌、地层、岩性、构造和岩土工程水文地质特征：测区地震地质条件；开展物探工作的有利和不利因素；已有的地质、物探资料；
（3） 探测目的、内容及依据：任务要求，探测内容，所依据的规程规范；
（4） 探测方法与技术：测网布置；所采用的工作方法，观测技术条件和保证观测质量的措施；观测质量评价；工作条件，主要装备；
（5） 资料的整理和解释：所采用的解释方法及依据；参数的来源及可靠性分析；测区物性断面特征及平面变化规律分析；定量解释结果及断裂构造的推断解释；
（6） 结论与建议：扼要叙述物探工作所取得的主要地质结论；叙述物探方法查明地质问题的程度与精度，以及尚待解决的地质问题；指出岩土工程水文地质条件、钻探及开展其他地质勘探工作的适宜区域或地段，提出进一步开展物探工作和地质验证工作的建议；

2 层析成像法探测
2.1 引言
层析成像法是一种常规工程物探方法，本指导书用于指导层析成像法探测工作的开展，为实行规范化层析成像探测工作提供依据。
2.2 适用范围
（1） 两只钻孔必须处于同一个平面；
（2） 被探测目标体必须有波速差异；
（3） 被探测目标体非板状体，或存在第三边或第四边激发接收条件；
（4） 孔深一般应为孔间距1.5倍以上，或至少不应小于孔深；
（5） 孔内应具备激发接收条件。
2.3依据及标准
（1）《水利水电工程物探规程》（DL5010—92）；
（2）《工程测量规范 》（GB50026-93）。
2.4探测目的
（1） 探测覆盖层、风化层厚度及其纵波速度；
（2） 探测河床覆盖层厚度及其河床形态；
（3） 探测隐伏构造及其纵波速度；
（4） 探测滑坡体厚度及滑坡床形态；
（5） 测试岩体或混凝土构件内部缺陷形态及纵波速度的分布；
（6） 评价灌浆效果。
2.5探测原理
层析成像法是利用位于同一平面上的两个钻孔，一个钻孔激发弹性波（或地震波、声波），另一个钻孔接收弹性波（或地震波、声波），读取弹性波（或地震波、声波）的初至时间，在两个钻孔间作出大量交叉的弹性波（或地震波、声波）射线，把每一条射线的激发点坐标、接收点坐标和弹性波（或地震波、声波）初至时间输
入计算机，使用层析成像专用处理软件，经计算机多次迭代拟合运算，得到断面上的弹性波（或地震波、声波）波速分布图。根据断面上弹性波（或地震波、声波）速度的分布特征判断其内部结构或构造形态。
2.6仪器设备
层析成像法测试可使用S12工程地震仪或SE2404EX综合工程检测仪。S12工程地震仪和SE2404EX综合工程检测仪工作原理基本相同，功能及操作界面稍有差异。在开展弹性波（或地震波）层析成像测试时，使用S12工程地震仪或SE2404EX综合工程检测仪，另外还应配置激发系统、触发系统、检波器及电缆等辅助设备。在开展声波层析成像测试时，使用RS-ST01C或RS-UT01C智能型声波仪，另外配置声波发射和接收探头。
2.6.1 仪器操作程序
（1） 把电缆、触发线连接到仪器各自接口上；
（2） 若使用外接电源，先把专用电源线连接到仪器的电源接口上，然后仔细检查电瓶的型号及电源正负极，根据电源线的正负极标示正确连接电瓶的正负极；
（3） 再一次检查全部外部连接线，确认正确无误后，打开仪器电源开关；
（4） 仪器通过自检，进入主菜单，根据提示设置测线号、检波点、激发点等测线参数以及采样时间、记录长度等记录参数；
（5） 进入背景监视状态，观察背景干扰；
（6） 确认仪器及背景干扰正常后，进入触发状态；
（7） 触发后，首先预存盘，初步检查记录质量，若正常，则记录存盘；否则取消记录，发出重新触发的指令。
2.6.2仪器年检
每年应至少一次对S12工程地震仪或SE2404EX综合工程检测仪进行率定。
2.6.3 仪器的检查
（1） 每个工程项目开始前，应检查地震仪的放大倍率一致性、各通道一致性、道间感应水平，并提交记录；
（2） 每天工作前，必须进行各通道的一致性检查；
（3） 在工作中，若发现仪器有不正常现象时，应立即停止工作进行检修，并
提交检修前后的记录。
2.6.4 仪器主要技术要求
（1） 放大器一致性检查时，各道之间的相位差应不超过1ms，振幅差不超过10%；
（2） 道间感应幅度应小于5%；
（3） 取最大增益时，内部噪音幅度应小于1mm；
（4） 检波器的固有频率漂移应不大于10%，灵敏度变化应不大于10%，相位差变化不大于1ms，绝缘电阻应大于10MΩ；
（5） 各记录道一致性检查时，各道波形应相似，各道间的相位差应不大于1.5ms，各道间的振幅差不大于15%；
2.6.5 仪器的保养
（1） 严禁不熟悉仪器性能、原理构造的人员拆修仪器；
（2） 仪器设备要放置在干燥处，并并采取必要的防潮、防尘措施。配带电源的仪器应定期充电；
（3） 仪器每次使用完毕应擦拭干净，小心轻放。检波器应使正负夹子相连，形成回路；
（4） 仪器设备长途运输时，应有防震措施；
（5） 检查或维修时应详细填写记录；
（6） 蓄电池应按有关说明书做好维护工作。
2.7探测准备
接受任务后，仔细阅读任务书或工作大纲，全面理解任务要求，并结合情况提出自己的设想或看法，与部门负责人或技术负责人交流，部门负责人或技术负责人应予以答复或确认。若无表示则认为已经完全接受。接受任务后，应开始以下准备工作：
2.7.1资料收集
（1） 合同、任务书、工作大纲或方案及其相关资料；
（2） 钻孔孔深、孔口坐标及高程、水位深度及变化；
（3） 测区区域地质资料、钻孔地质资料、地层剖面结构、岩性分布情况等；
（4） 以往物探成果。

2.7.2 现场踏勘
在有条件的情况下，随队或单独组织到测区实地进行勘察，收集资料，主要勘察以下几方面的内容：
（1） 察钻孔孔位及周边水源；
（2） 分析激发、接收条件，确定激发方式；
（3） 若采用或部分采用爆炸激发，落实爆破物品采购、运输方式；确定爆破物品存放地点及领用方式；
（4） 落实人员食宿地点及工地交通方式；
（5） 联络地质项目负责人，了解工作进度；
（6） 了解钻孔孔径及变径情况，弹性波（或地震波）层析成像最小孔径必须大于70mm，声波层析成像最小孔径必须大于40mm；
（7） 了解孔壁护壁措施实施情况；
（8） 了解钻孔垂直度，必要时应进行垂直度测试；
（9） 若采用电火花激发，应确定供电方式；
（10） 收集钻孔地质资料，了解孔内岩体破碎及掉块情况。
2.7.3 可行性分析
根据收集的资料对下列问题进行初步分析：
（1） 分析工作大纲的可行性，提出改进建议；
（2） 分析现场条件，确认成果质量与进度能否满足任务要求，是否需要其他方法配合或调整人员、设备；
（3） 分析探测成果能否满足顾客要求；
（4） 提出存在的问题，与部门负责人或技术负责人共同研究确认。
2.7.4 仪器准备
按有关规定程序领取仪器设备。
（1） 弹性波层析成像：包括工程地震仪、声波仪、声波探头、铁锤、电子触发器、电瓶及充电器、井中检波器串、起爆器或电火花设备、测量仪器、测绳、通孔器、发电机及其他修理工具等。
（2） 声波层析成像：包括声波仪、声波探头、通孔器、卷尺等。
领取设备后，应检查仪器设备的完好性，并对地震仪及检波器或声波仪按规定进行一致性检查，保存检查记录。

领取设备后，应检查仪器设备的完好性。
2.7.5观测系统布置
2.7.5.1 观测系统布置原则
（1） 观测系统应根据测区的地震地质条件、目的层、激发能量、安全条件以及任务要求确定，应确保在所有记录上有效波能连续追踪对比，在保证成果质量的前提下，力争简便、经济、可靠；
（2） 宜采用扇形观测系统；
（3） 若具备多边激发接收条件，应尽量进行多边测试；
（4） 在测试前，应制定完善的观测系统，激发位置、接收位置及其工作程序应尽可能地方便、合理、有效。
2.7.5.2测点与射线
（1） 测点间距选择与孔深、孔间距、目标探测精度要求、波的类型有关。一般弹性波或地震波层析成像测点间距为1~2m，声波层析成像测点间距为10~40cm；
（2） 射线密度应均衡分布；
（3） 各射线的最大夹角应尽可能大，应大于45度；
2.7.6 测量放样
（1） 层析成像工作前，应对两孔间地表地形进行测量，绘制地形剖面图，并标注孔口坐标及高程；
（2） 地面或水上的第三边激发应测量激发点的坐标及高程。
2.8现场探测
2.8.1试探测工作
层析成像法外业施测前，首先必须开展试探测工作。
（1） 解激发接收效果，确认激发接收方法的可行性；
（2） 根据试验情况调整激发与接收条件；
（3） 了解测区有效波和干扰波特征，确定滤波方法；
（4） 若采用电火花激发，必须对电火花的的激发效果进行试验；
（5） 若必须采取爆炸激发，应进行深水爆炸试验，确定炸药和雷管的类型及其必要的释压措施。

2.8.2现场探测工作
2.8.2.1现场工作准备
（1） 通孔与包扎
为保证激发与接收设备的安全，在测试前应使用通孔器进行通孔，确认孔内畅通无卡孔现象后，再进行下一步工作；同时确定孔内水位及孔深。为防止电缆被孔口