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物探与化探  2016, Vol. 40 Issue (1): 214-219    DOI: 10.11720/wtyht.2016.1.38
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拟VSP与克希霍夫偏移法在隧道超前预报中的应用
查欣洁1, 王伟2, 高星2
1. 西安科技大学计算机科学与技术学院, 陕西西安 710054;
2. 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室, 北京 100101
The application of Pseudo VSP method and Kirchhoff migration to the tunnel advanced geological prediction
ZHA Xin-Jie1, WANG Wei2, GAO Xing2
1. College of Computer Science and Technology, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China;
2. State Key Laboratory of Resources and Environmental Information System, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
全文: PDF(12412 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

通过超前预报技术可以检测掌子面前方的地质构造,预测隧道开挖过程中的不利地质条件,从而保障施工进度和施工人员安全。拟VSP方法适用于激发点或者接收点在一条直线上,利用反射波走时曲线与直达波走时曲线的交点推测前方反射界面的位置,而克希霍夫偏移方法可以是任意观测系统。对垭口隧道的实测数据进行时移校正、滤波、波场分离、拉东变换提取有效反射波等预处理,对比两种成像结果,获得掌子面前方构造异常分布,结果与实际揭露异常相符。应用结果表明,拟VSP方法对巷道正前方构造位置预测准确,但不能预测构造走向,克希霍夫偏移方法需要速度扫描获得偏移速度信息,根据反射波能量确定反射界面,反射界面与隧道交点为隧道正前方构造位置。两者结合应用可更准确地确定构造走向与位置。

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Abstract

The technology of advanced geological prediction can detect the geological structure of the tunnel face and predict the adverse geological conditions so as to ensure the efficiency and safety of the construction. This paper introduces the theory of Pseudo VSP and Kirchhoff migration imaging respectively, and argues that Pseudo VSP, which takes advantage of the intersection of reflection and P-wave arrival time to predict the position of reflection interface ahead, is suitable for the situation that the sources or the receivers are designed on a straight line; however, Kirchhoff migration method can be used in any observation system. This paper is based on the principle of Kirchhoff migration imaging and Pseudo VSP. Taking the Yakou tunnel as an example, the authors compared the imaging results between the two methods through a series of pretreatments,such as time-shift correcting, filtering, wave field separating, and radon transform. The results show that Pseudo VSP can predict the position of construction accurately, but it cannot predict the structural strike. Kirchhoff migration imaging which gets the information of migration velocity by velocity scan method is on the basis of reflected wave energy to determine the reflection interface, and the intersection of reflection interface and tunnel is the position of construction. Combination of Pseudo VSP and Kirchhoff migration imaging can predict the structural strike and position more precisely.

收稿日期: 2015-11-07      出版日期: 2016-02-10
:  P631.4  
基金资助:

国家自然科学基金项目(41374061、41574036、41130419)

通讯作者: 王伟(1972-),男,博士后,助理研究员,主要从事地球物理工作。E-mail:wang_wei@lreis.ac.cn
作者简介: 查欣洁(1991-),女,在读硕士,现主要从事地震数据处理工作。
引用本文:   
查欣洁, 王伟, 高星. 拟VSP与克希霍夫偏移法在隧道超前预报中的应用[J]. 物探与化探, 2016, 40(1): 214-219.
ZHA Xin-Jie, WANG Wei, GAO Xing. The application of Pseudo VSP method and Kirchhoff migration to the tunnel advanced geological prediction. Geophysical and Geochemical Exploration, 2016, 40(1): 214-219.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2016.1.38      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2016/V40/I1/214

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