01 方法原理

1.跨孔地震CT方法

    跨孔地震CT成像是一种物探方法，跨孔地震技术经常用作高精度孔间地层成像探测，在第一个孔内发射器发射地震波到达第二个孔内后被检波器接收，数据传输到地震记录仪中保存以做后处理分析，把地震波传播路径叠加后成像，这种方法类似于医学CT方法。

图1 跨孔CT观测系统示意图

   跨孔CT成像可用于探查井间地质构造、岩溶洞隙、断裂、破碎带等不良地质的发育、分布及连通性，也可用于进行岩土分层、基坑渗漏水探测。

2.野外技术方法
测试段应无金属套管且有井液，宜等间距激发、等间距接收，且间距不应大于探测目标体的尺寸。对仪器进行参数设置，仪器进入采集状态，采集器采集信号后通知接收端技术人员将发射电缆往上提1m后，再使用采集器采集信号。循环此操作过程直至接收电缆至孔口位置。当对应同一个激发点的接收孔数据采集完成之后，发射天线上升1m，接收天线依次从孔口按1m间隔下降致孔底并采集数据，重复上述步骤直到发射提至孔口，数据采集工作结束。

02 跨孔弹性波CT法配套系统
    跨孔弹性波CT法拟采用重庆顶峰地质勘探仪器有限公司生产的SDZ-24A浅层地震仪，数据接收设备为重庆顶峰地质勘探仪器有限公司生产的CH-3R高灵敏度多道水听器，震源为XW5512B型电火花。

图2.1  高灵敏度多道水听器

2.2  SDZ-24A系列数字工程地震仪

     SDZ-24A系列数字工程地震仪是由重庆顶峰地质勘探仪器有限公司自行研制的在中文Win10、Win7系统平台下工作的真24位数字地震仪器。仪器可使用锤击、落重、电火花、雷管（炸药）爆炸等作为激励震源，勘探深度可达上千米，野外勘探方法有：反射勘探、折射勘探、面波（瑞雷波）勘探、多波地震映像勘探、地脉动（常规微动）测量、建筑和场地震动安全评估、基桩检测、跨孔层析成像（CT）测量及井中剪切波测量等地震勘探方法，广泛应用于交通、水电、路桥、城建等领域的工程地质勘探，也适用于油气、煤田、矿产及地下水等领域的资源勘查。

图2.2  SDZ-24A数字工程地震仪

2.3  XW5512B电火花震源

    XW5512B电火花震源主要用于海洋和陆地的浅、中层地震勘探，水文勘探，也可以作为其他无损检测的声波震源，与声波测试仪和地震仪配套使用。

图2.3  XW5512B型电火花震源

03 现场情况

由于探测区域位于农村的交通次干道上，探测要求精度高。本次探测将选用跨孔CT的物探方法对其进行探测，以达到针对目标区域目标深度探查要求。其中跨孔CT需钻孔，钻孔由钻机钻孔并下PVC管。

                                                                                                                        图3.1现场施工图
04 数据处理

1、跨孔弹性波CT法处理流程

跨孔弹性波CT法野外测试完成后，按下列流程进行处理：

①．抽道集：根据野外测试班报，将每对跨孔CT的全部原始资料（电子波形文件）重排成共激发点道集；

②．检查激发点道集，发现记录质量问题，发出重测通知，交野外测试组重测；

③．初至时间拾取：对全部共激发点道集拾取各接收点的初至时间；

④．初至时间检查：检查全部共激发点道集和共接收点道集的初至时间，发现误拾的道集，返回第③步重新拾取；

⑤．射线平均波速计算：初步计算各射线的平均波速，发现平均波速偏离正常范围，分析原因。如为初至时间误拾，返回第③步重新拾取。如为因钻孔倾斜导致，钻孔间距变化，根据共激发点道集时距曲线计算钻孔间距，作孔斜校正；

⑥．初始速度模型预测：根据钻孔揭露地质资料和射线平均波速，作出初步预测速度模型；

⑦．CT反演：根据初始速度模型和初至时间，应用国内最成熟的CT反演软件，选择0.5m×0.5m或1m×1m的节点，进行迭代计算，反演跨孔剖面的速度影像。对迭代误差曲线不收敛、或迭代误差较大的剖面，返回第③步；

⑧．波速影像图绘制：根据反演得到的速度模型，以100m/s速度间隔进行色分，叠加工程地质剖面图，制作波速影像图。制作纵测线波速影像图时已经按设计里程进行投影。

2.跨孔弹性波CT法解释

根据工程需要，本次勘察工作中，跨孔弹性波CT法资料的地质解释主要解释探测剖面中存在的溶洞、软弱夹层等，地质解释的原则为：

①．先对钻探资料及波速影像图进行充分的综合分析，然后再对CT剖面作地质解释。

②．岩土分层主要根据钻孔岩土分层、标贯数据及波速影像图中总体的波速分布特征进行解释。

③．土洞的确定主要根据已知的钻孔揭露的土洞的波速特征、存在于残积层及全风化层的特点及主要分布于基岩面上部附近的特征进行解释。

④．溶洞的确定主要根据已知的钻孔揭露的溶洞的波速特征及存在于灰岩中的特点进行解释。

05 物探解释成果

    跨孔弹性波CT反演波速影像及综合地质解释剖面图绘制：以物探反演的波速影像做背景，物探地质解释成果，岩土分层、基岩起伏形态、土洞、溶洞边界的综合地质解释剖面。

    根据项目区工程地质条件分析，本场地地形平坦开阔，地貌形态单一，地层成因类型较复杂。各岩土层岩性、状态及风化程度等具有不均匀性。

图5.1 剖面图

  图中可见，该剖面波速值背景值大约在2951s/m~3710s/m，浅层深度10~13米，横向距离12~16米之间，出现一个波速低异常值，可能是由于含水松散软土层所致。
06 结论