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1、落锤震源在浅层地震勘探中的应用研究孙跃军 （广东省地质物探工程勘察院 广州 510800）摘要 本文阐述了落锤震源的工艺改进，其应用前景的分析和研究，并介绍了一个工程实例，通过与其它震源的对比分析，表明落锤震源通过工艺的改进后，在浅层地震勘探中有更大的适用性和优越性。关键词 浅层地震勘探 落锤震源 电葫芦 脱钩1. 前言在浅层地震勘探中，现在最常用的陆上震源有锤击、炸药、震源枪、电火花等。传统的落锤震源由于笨重，施工效率较低，而渐渐被人们遗忘。本文通过对落锤制作工艺的改进和对落锤震源的应用前景进行分析和研究，再根据一些试验成果和工程实例来说明落锤震源还是有很大的发展空间。2. 落锤震源的制作工
2、艺支架滑轮脱钩钢丝绳电葫芦发电机重物铁板落锤震源是通过重物自由落体来实现激发震动的。问题的关键是怎样才能在野外方便快捷地把重物升至一定的高度，并进行固定。传统的落锤都是人力把重物拉到空中，这样施工效率太低，根本跟不上勘探市场的需求。图1为通过一系列试验确定的落锤示意图。如图可见，改进后的落锤主要部件为重物、支架、脱钩、滑轮、钢丝绳、电葫芦和发电机等。图2图6为各部件的照片展示。主要改进的地方如下： 图1 改进后的落锤震源示意图 图2 电葫芦1）利用电葫芦把重物 提升至1.5m2.0m的高度。电葫芦是一种新型起重设备，可以手持遥控重物起落和静止，常用于重物的装卸等。在浅层地震勘探的野外工作中，如
3、果工地有220V交流电，那就相当方便省事。如果没有220V交流电就需配备一台2000W左右的发电机。 图5 脱钩图6 重物图4 滑轮图3 发电机2）利用脱钩瞬间让重物下落。使用脱钩是由地基加固中的强夯设备中启发而来，自制成如图5所示的小脱钩。在重物被电葫芦固定在适宜高度时，只需向下敲击裹有蓝色胶布的手柄，重物就会瞬间下落。3）触发开关放置器的使用。传统的落锤震源的触发一直是个很难解决的问题，可以在重物顶面焊接一个空的小方盒，小方盒的大小根据触发开关尺寸进行设计。如图6所示。3. 落锤的运用前景落锤主要特点是主频较低、能量较大、安全性高等。可以用来作为浅层地震纵波反射波法、折射波法和面波法的震源
4、，特别是面波勘探中，落锤可谓是最佳的一种激发方式之一。改进后的落锤，实现了自动提升重物，因此可以根据需要增加重物的重量，达到增加激发能量的目的。其他震源都有明显的局限性。炸药、震源枪属于公安机关管制的震源，在申请办理上都有难度。因为有破坏性，给施工带来诸多不便；电火花震源只能在井中进行，且能量有限；锤击震源能量较小，经常达不到勘探深度。因此，在工艺改进、解决工作效率问题后的落锤震源在浅层地震勘探中具有很好的运用前景。图7 纵波长排列试验记录4. 工程实例4.1工区情况简介本文涉及的工程实例是佛山市城市地质调查项目物探。该项目设计的主要物探手段是浅层地震纵波反射法、土壤氡测量和放射性测量等。工区
5、位置在佛山市郊，场地建筑设施较多，人口稠密。场地地势平坦，覆盖层较厚，一般在25.0m60.0m，表层为较松散的软土。本次使用浅层地震纵波反射法的主要目的和要求是推断断层和勘探深度要求100.0m左右。根据工区实际情况，炸药等带危险性的震源都无法使用，锤击震源的能量太小，很难达到勘探深度。根据现场试验和对比分析，本次浅层地震就选择了落锤震源。以下使用的资料都是由落锤震源所采集的野外资料。4.2 纵波长排列试验纵波长排列试验是用来确定数据采集时所采用的偏移距、检波距、激发方式及能量、接收方式及参数。图7所采集的纵波长排列试验记录，由图可见，本次所采集的试验记录反射波波组清晰，连续性较好，能量较强
6、，可视区较宽，偏移距可设为24m。4.3 地震数据采集、处理与解释该工区数据采集所使用的震源都为落锤。数据采集采用的是常规的浅层地震纵波反射波法，其中道间距2.0m，炮间距4.0m（12道），三次CDP叠加，纵波反射法资料处理流程：解编预处理叠前滤波干扰切波道间平衡抽CDP道集速度分析动校叠加剖面打印初步解释修饰处理正式时间剖面打印。图8为佛山市城市地质调查项目L01测线的一段时间剖面图。基岩面图8 佛山市城市地质调查L01测线（100399段）时间剖面图4.4 勘察成果分析该工区场地建筑设施较多，人口稠密，覆盖层较厚，地表松散，用其他震源很难解决实际的问题。而改进后的落锤震源的使用使该工区获
7、得了良好的勘察效果，基本查清隐伏的断裂构造等不良的地质现象，为佛山市区的区域构造提供良好的依据。5 结论落锤震源经过自动化改进和脱钩等使用后，可大大提高工作效率，降低工作强度；在激震能量增强、主频较低、场地适宜度和安全性等方面具有明显的优势。落锤震源工艺不断更新和改进后，在浅层地震勘探领域将会发挥越来越大的作用。参考文献1 浅层地震勘查技术规范（DZ/T 0170-1997）2 何焦登， 地震勘探原理与方法，地质出版社，19863 王振东， 浅层地震勘探应用技术，地质出版社，19884 JGJ/T143-2004多道瞬态面波勘察技术规程（JGJ/T143-2004）5 中国物探信息网（WWW.WUTAN.CN）6 李录明， 地震勘探原理、方法和解释，地质出版社，20073
