地震反射波CDP叠加技术在台山核电海域花岗岩孤石探测中的应用.pptx

台山核电站位于广东省台山台山核电站位于广东省台山台山核电站位于广东省台山台山核电站位于广东省台山市赤溪镇腰古咀，采用国际市赤溪镇腰古咀，采用国际市赤溪镇腰古咀，采用国际市赤溪镇腰古咀，采用国际最先进的最先进的最先进的最先进的EPREPR三代核电机组，三代核电机组，三代核电机组，三代核电机组，单机容量为单机容量为单机容量为单机容量为175175万千瓦，是万千瓦，是万千瓦，是万千瓦，是目前世界上单机容量最大的目前世界上单机容量最大的目前世界上单机容量最大的目前世界上单机容量最大的核电机组。取水隧洞长度核电机组。取水隧洞长度核电机组。取水隧洞长度核电机组。取水隧洞长度4.33km4.33km，双洞取水，开挖，双洞取水，开挖，双洞取水，开挖，双洞取水，开挖洞径为洞径为洞径为洞径为9.03m 9.03m。海域盾构法。海域盾构法。海域盾构法。海域盾构法施工施工施工施工 。一、工程概述一、工程概述二、物探要解决的问题二、物探要解决的问题2.1基岩突起基岩突起2.2孤石孤石台山核电站取水隧洞海域部分采用盾构法施工，在盾构掘进前，应尽可能的探查清楚掘进区域的大直径球状风化物的赋存情况，尤其是直径大于1m的孤石，并对基岩面（中风化顶面）进行判识，为盾构施工提出不利地段。陆地陆地地质代表图片地质代表图片 三、物探方法三、物探方法三、物探方法三、物探方法高分辨率地震反射波方法高分辨率地震反射波方法高分辨率地震反射波方法高分辨率地震反射波方法3.1震源震源-气动机械声波连续冲击震源气动机械声波连续冲击震源震源特点：1、主频在200-2000赫兹 2、脉冲特性好 3、余震衰减快 4、激发间隔短，可达1s.获国家发明专利 3.23.2观测系统观测系统观测系统观测系统 2424道道道道1M1M道间距道间距道间距道间距 普查阶段普查阶段普查阶段普查阶段 2424道道道道0.5M0.5M道间距道间距道间距道间距 异常详查阶段异常详查阶段异常详查阶段异常详查阶段 3.3 3.3 叠加方式叠加方式叠加方式叠加方式 3.4 3.4 导航定位导航定位导航定位导航定位 RTK-GPS RTK-GPS 工程采用准工程采用准工程采用准工程采用准CDPCDP叠加方法，即抽取小面元的来自不同激叠加方法，即抽取小面元的来自不同激叠加方法，即抽取小面元的来自不同激叠加方法，即抽取小面元的来自不同激震点、不同接收点上接收的反射地震信号进行叠加。实震点、不同接收点上接收的反射地震信号进行叠加。实震点、不同接收点上接收的反射地震信号进行叠加。实震点、不同接收点上接收的反射地震信号进行叠加。实际工作中按际工作中按际工作中按际工作中按1m/0.5m1m/0.5m面元叠加，普查阶段面元叠加，普查阶段面元叠加，普查阶段面元叠加，普查阶段(道间距道间距道间距道间距1m)CDP1m)CDP覆盖次数在覆盖次数在覆盖次数在覆盖次数在16-2016-20次之间，详查阶段次之间，详查阶段次之间，详查阶段次之间，详查阶段(道间距道间距道间距道间距0.5m)0.5m)覆盖次数在覆盖次数在覆盖次数在覆盖次数在20-2420-24次之间。次之间。次之间。次之间。四、探测结果四、探测结果1号取水隧洞花岗岩段地震反射波时间剖面图(局部)台山核电1号取水隧洞粉砂岩段地震反射波时间剖面图(局部)异常横测线地震反射波时间剖面图水上多次覆盖地震反射波勘探3D成果花岗岩风化残留体主要分布在核电岸边300m范围内，1号隧洞有三处风化残留体（其中1处基岩突起，2处孤石群，2号洞有四处风化残留体（2处基岩突起、2处孤石群）粉砂岩段不存在孤石。粉砂岩段存在古断裂。5.验证验证 5.1 5.1 钻探验证钻探验证钻探验证钻探验证TY3TY3孔孔孔孔5.验证验证 5.1 5.1 钻探验证钻探验证钻探验证钻探验证TY9TY9孔孔孔孔 5.2 5.2 水下垂直爆破钻探验证水下垂直爆破钻探验证水下垂直爆破钻探验证水下垂直爆破钻探验证 爆破钻探验证结果：物探成果验收后，建设单位采用水下钻探、水下垂直爆破钻探验证结果：物探成果验收后，建设单位采用水下钻探、水下垂直爆破钻探验证结果：物探成果验收后，建设单位采用水下钻探、水下垂直爆破钻探验证结果：物探成果验收后，建设单位采用水下钻探、水下垂直钻孔控制爆破的方式排除花岗岩孤石对盾构掘进的影响，钻孔控制爆破的方式排除花岗岩孤石对盾构掘进的影响，钻孔控制爆破的方式排除花岗岩孤石对盾构掘进的影响，钻孔控制爆破的方式排除花岗岩孤石对盾构掘进的影响，1 1号隧洞在里程号隧洞在里程号隧洞在里程号隧洞在里程K0+310K0+310K0+360K0+360段物探确定的异常范围内按段物探确定的异常范围内按段物探确定的异常范围内按段物探确定的异常范围内按1m1m方格网布置钻孔，每方格网布置钻孔，每方格网布置钻孔，每方格网布置钻孔，每延米里程布置延米里程布置延米里程布置延米里程布置1010个钻孔，钻探结果表明花岗岩突起段的边界和埋深与物探个钻孔，钻探结果表明花岗岩突起段的边界和埋深与物探个钻孔，钻探结果表明花岗岩突起段的边界和埋深与物探个钻孔，钻探结果表明花岗岩突起段的边界和埋深与物探结果基本吻合；结果基本吻合；结果基本吻合；结果基本吻合；K0+310K0+310K0+360mK0+360m区段隧洞标高范围内共区段隧洞标高范围内共区段隧洞标高范围内共区段隧洞标高范围内共5353个钻孔发个钻孔发个钻孔发个钻孔发现孤石，孤石大小不等，其中厚度小于现孤石，孤石大小不等，其中厚度小于现孤石，孤石大小不等，其中厚度小于现孤石，孤石大小不等，其中厚度小于1m1m的孤石的孤石的孤石的孤石3535处，大于等于处，大于等于处，大于等于处，大于等于1m1m的孤的孤的孤的孤石石石石1818个；孤石最小个；孤石最小个；孤石最小个；孤石最小0.4m0.4m，最大在，最大在，最大在，最大在K0+330mK0+330m处，有处，有处，有处，有4 4段孤石叠加，近乎呈段孤石叠加，近乎呈段孤石叠加，近乎呈段孤石叠加，近乎呈直立状。直立状。直立状。直立状。5.3 施工验证施工验证海底隧洞盾构通过1号隧洞K0+310K0+360段、K0+406K0+447段物探确定的异常范围段后，分别进行了数次停机作业，组织专业作业人员在2.2bar3.0bar的压力条件下，进行了多达数百人次的带压进仓作业，共打捞出大小不等的弧石71块，最长的一块弧石达130公分。图为从盾构压力仓内打捞出的弧石。6 6、结论与讨论、结论与讨论1、采用工程物探方法探查影响海底隧道施工的风化残留体和孤石(群)，在国内尚属首次，没有工程先例可供参考。本工程针对性地选用水域走航式高频高密度地震反射波方法，采取密点距多次CDP叠加技术，通过成果资料分析，发现了地震反射波异常反映，对地层及地质异常体的识别清晰。通过对异常地段钻孔取芯的验证，证明了解释结果可靠，物探精度满足探测要求，该方法对探测海底地层中的孤石(群)是有效的。查清了花岗岩孤石的位置和分布，为盾构施工提出不利地质地段，为今后类似工程积累经验和技术。2、测试过程中要精确控制电缆飘移、摆动等带来的误差，是个难题，工作中除尽量选择海况好、风平浪静的时间测试，主要采取增加测线密度的方式解决，在洞身范围内保证有足够的测线覆盖。3、按照目前的技术水平，只能探测风化残留体(孤石)的分布范围与埋藏深度，孤石的具体形态尚无法探测清楚。4、异常地质体的地震波场反演与成像是解决此类工程问题的进一步研究方向。