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摘要：在苏丹上阿特巴拉水利枢纽项目中将浅层地震折射波法应用于土石分界的鉴别中，简化了土石方施工工序，保证了现场施工的连续性，加快了土石方开挖进度，提高了劳动效率，具有较强的推广价值。
关键词：浅层地震；折射波法；国际项目；土石分界；鉴别；应用
1.工程概述
苏丹上阿特巴拉水利枢纽项目位于苏丹东部的卡萨拉州与加达里夫州交界处，地处Atbara河与Setit河两河交汇处上游约20km，距首都喀土穆公路距离约460公里。该项目主要由Rumela和Burdana两座大坝、两河床粘土心墙坝、左右岸土堤、左右岸堆石坝、厂房进水口、厂房及其附属工程组成，坝轴线总长约13km，该枢纽主要功能为灌溉、供水，兼顾发电。项目装机4x80=320MW，建成后将形成一个约30亿立方米库容的水库，灌溉面积达50万公顷，为700万人口解决灌溉用水，为300万人口提供饮用水保障，为上百万人提供电力供应，苏丹三分之一的人口将因此直接受益。项目建成后对于促进苏丹东部经济发展、提高当地就业水平、改善当地人民生活将发挥积极重要的作用。
Rumela大坝和Burdana大坝分别位于发源于埃塞俄比亚的Atbara河和厄立特里亚的Setit河上，流域形成后，经过几百万年的侵蚀，其基岩表面形成了准平原，基岩为努比亚砂岩（Sandstone），砂岩中夹着许多薄泥岩（Mudstone）层，表面覆盖层主要为壤土、砂土和粘土。
2.浅层地震折射波法的引入
根据项目合同BOQ清单，开挖单价仅包括土方开挖和石方开挖两个单价，众所周知由于土方和石方开挖的所使用的开挖方式和开挖设备不同，所以其单价差距较大，因此对土石开挖进行客观地鉴别对合同业主和承包商都有着重要的意义。合同技术条款“开挖类别的鉴别”中关于岩石开挖的定义如下：
项目部根据总进度安排首先启动了Rumela溢洪道开挖区域覆盖层的剥离工作，在部分区域覆盖层剥离完后根据技术条款要求选择了符合技术条款要求的卡特D8型推土机这一比较直观的方式在业主/工程师的见证下启动了岩石的鉴别工作，尽管在推土机巨大的轰鸣声中也没能轻松地将鉴别区域内的岩石有效松动或分解，项目部认为鉴别区域内已出露的可以定义为岩石了，但业主/工程师却并不认可，他们认为机械的操作过程中可能会存在某些人为因素，素以严谨和死板著称的德国拉米尔（Lahmeyer）国际咨询工程师提出让承包商采用合同技术条款中规定的第二种更加科学的方式进行土石的分类鉴别。
为尽快推进项目的进展，项目部联系了国内长江工程地球物理勘测武汉有限公司进行专业分包，对项目Rumela溢洪道、厂房、库区连接渠、Burdanda溢洪道、取水口及厂房等开挖区域采用物探技术进行探测，通过地震波在不同地层的波速来判断该地层是土层还是岩石层，即纵波速度>2000m/s为石方，纵波速度<2000m/s为土方，从而可以科学地获得土石分界面达到区分土方开挖和石方开挖的目的，同时将该专业分包商相关资料提交工程师并获得批准。
Rumela大坝和Burdana大坝分别位于Atbara河与Setit河河床左侧，地表起伏不大，高程变化范围分别为475～505m和480～510m，根据业主在招标阶段提供的地质资料显示及现场初步踏勘结果，第四系覆盖物质主要为土层，基岩为砂岩和泥岩，主要地层物性参数如表1所示。
由表1可见第四系覆盖层与基岩之间存在较为明显的波速差异，且下层介质的波速大于其上层介质的波速，具备浅层地震折射波法探测条件。浅层地震折射波法（Shallow Seismic Refraction），即利用地震波折射的原理，对浅层具有波速差异的地层或构造进行探测的一种地震勘探方法。通过专业分包商物探工程师与业主/工程师的专业人员沟通，该探测方法获得批准并准予实施。
3.浅层地震折射波法基本原理及探测方法
3.1 基本原理
浅层地震折射波法是浅层地震勘探中的一种重要勘察方法。该方法是利用人工激发的地震波在岩土界面上产生的折射现象，对浅部具有速度差异的地层或构造进行探测的一种地震勘探方法，是目前工程地震勘探中技术最成熟、应用最广泛的方法。其原理如下：
如图1所示，当地面O点激发的地震波OA在地下传播过程中，遇到性质不同（波速不同）的地层界面时，在界面上将产生透射现象，在W2层中产生透射波AB。
入射角α和透射角γ遵循斯奈尔定律。
透射角γ的大小与波速v2有关，当下层波速v2大于上层波速v1时，γ必大于α，且随入射角的增大而增大。当入射角增大至某一临界角ic时，透射角γ=90°，透射波变成了沿界面滑行的滑行波，滑行波的波速vc= v2。此时sin ic=v1/v2，即临界角ic=arc sin（v1/v2）。如果将滑行波看作新的入射波，有如从W2层中以入射角α =90°向W1层中传播，显然它将在W2层中产生透射角为ic的透射波CM，在地震勘探中称为折射波（亦称首波）。当界面为平面和速度为常数时，折射波是以临界角ic射出的一组平行线，向地面传播。
由上述可知：
1）界面下层速度大于其上层速度是进行折射波法勘探的必要条件之一。
2）震源附近接收不到折射波的范围称为盲区，只有在盲区以外地段能够接收到折射波。盲区大小为：
式中，h为水平界面深度；ic为临界角。
3.2 观测系统
折射波数据采集时，通常测线呈直线布置，沿测线布置多个长度相等的接收排列，排列上检波点距相同，相邻排列间首尾相接。为了可靠追踪有效波，要求激发点和接收排列之间以及接收排列与接收排列之间保持必要的相对位置关系，这种相对位置关系称为观测系统。
本工程项目土石界面采用相遇追逐观测系统进行探测，排列参数为：仪器工作道12道（受場地或地形影响，12道施展不开时，应根据现场具体情况适当减少工作道，一般以6道为宜），检波器间距3～5m，排列长度应根据岩体的完整程度和仪器的读数精度要求确定，并保证在排列内相邻道的纵波传播时间应大于仪器可读数精度的五倍。排列长度一般为33～55m，排列长度的确定应能同时接收到直达波和折射波，并保证折射波的初至区至少有不少于4个有效检波点，追逐距离应大于折射波盲区。 3.3 地震波的激发
地震勘探中，震源用于激发地震波，要求震源能产生高频脉冲，能量可控，满足勘探深度要求。浅层折射波法勘探一般多选用爆炸震源和锤击震源，二者均能较好满足工作要求。
锤击震源由大锤（18～24磅大锤）、触发器（锤击开关）、锤击垫板和连接线组成，当土层厚度小于15m时，采用该震源激发地震波，要求：1）触发器延时应小于0.5ms；2）激发点位置应选择在较密实的土层上，必要时应清除激发点附近的杂草、浮土或预先夯实；3）不宜用大锤直接锤击地面激发地震波，宜通过锤击垫板耦合，锤击垫板应与地面接触良好，不应反跳造成二次触发。
爆炸震源由炸药、雷管、爆炸机、爆炸线和计时线组成，土层厚度大于15m时，采用爆炸震源激发地震波，要求：1）爆破作业应符合《爆破安全规程》GB6722-2003的安全规定；2）应采用绕在药包外面的记时回路记时，以保证记时精度；3）坑中爆炸时，药包应用土或沙埋实；多次使用同一炮坑时，每次埋置药包前应清除松土；4）水中爆炸时，应有防水措施（宜使用胶质炸药），药包沉放深度宜为1m左右；5）爆炸点的位置和深度应准确，必要时可允许爆炸点沿垂直测线方向移动，但移动距离不应大于检波点距离的1/5；6）地面爆炸时，应清除炮点处碎石和杂草；7）同一爆炸站应严禁使用两套或多套爆炸线和记时线；8）应使用专用爆炸机起爆，不得使用干电池、蓄电池、交流电起爆。
根据业主提供的地质资料显示开挖区域覆盖土层厚度均不大于15m，故本项目选用锤击震源激发地震波。
3.4 地震波的接收
浅层折射波法可使用12道或24道工程地震仪进行数据采集。地面工作宜使用固有频率为10～40Hz的动圈式垂直检波器。每道使用一个检波器检收。在同一测线上，检波点距和排列长度应尽量保持一致。
1）仪器及参数选择
仪器工作参数包括采样间隔与记录长度、延时、滤波档等。应根据测区干扰背景、激发接收条件、探测任务、探测深度、地球物理条件及安全等因素选择仪器的工作参数。
本次使用仪器为美国产NZXP专业型高精度地震仪，该仪器具有信号增强、延时、内外触发、前置放大、滤波、数字采样等功能。针对本项目拟采用工作参数为：采样间隔0.125ms，记录长度125 ms，每道样点不小于1024点，延时0 ms，滤波档采用带通（BP），频响范围20Hz-100Hz，在一个测区或测段工作时应使用同一种滤波档。
2）检波器安置
地震检波器又称拾震器，是安置在地面、水中或井下以拾取大地振动的地震波接收器。它实质是将地震波到达地表所引起的质点微弱机械振动转换成电信号的换能装置。本次工作采用动圈电磁式纵波检波器，频率为28Hz，各道之间固有频率相差小于10%，相位差小于1ms。
4.测线布置及工作量
工作比例尺1：2000，测线布置以纵测线为主（顺水流方向），辅以适量横测线（尽量垂直纵测线布置），纵测线间距约为20m，横测线间距约为80m。
Rumela大坝共布置地震勘探纵测线21条、横测线9条，剖面总长度约10.7km；Burdana大坝共布置地震勘探纵测线16条、横测线12条剖面总长度约9.7km。
由于之前的部分部位的开挖施工使原本相对平缓的地表产生了较大的变化（如陡坎等），给测线布置带来一定难度，因此，布置测线时应结合现场具体情况合理布置，并能满足勘探比例尺精度要求。
5.现场数据采集
5.1环境要求
在现场实施过程中，为保证勘测的准确性，在勘测现场周围不得有重型运输设备通过以避免造成震动影响地震仪对地震波的接收。
由于项目所在地气温较高，持续的高温将影响NZXP地震仪的精度，因此安排气温较低的早晚时段进行。
5.2 检波器安置要求
1）地表为土层时，应除去周围的杂草、浮土等，埋正、紧、稳；
2）地表面为岩石时，检波器需加装三角垫片并采用黄泥与岩石耦合好；
3）位置准确，埋置条件一致，防止漏电和背景干扰；
4）当受地形、地面条件限制，检波器不能安置在原设计点位时，可沿测线移动（不包括互换点），如有困难可沿垂直测线方向
移动，其偏移距离应小于1/5检波点距。
5.3 测量工作
测线长度、各检波点位置采用测绳丈量确定，排列端点坐标及各检波点高程采用RTK高精度GPS测量确定。
5.4 锤击震源
锤击震源采用18磅大锤由人工锤击垫板激发。
5.5 地震波原始记录要求
1）原始记录应包括仪器检查记录、生产记录和班报等；
2）记录地震数据的电子记录等应标识清楚，并与班报一致。
3）下列情况之一者为不合格记录：
（1）不能可靠追踪有效波（目的层折射波）的记录；
（2）互换道工作不正常，影响有效波的正确对比；
（3）同一张记录中使用道数的1/6以上或两相邻道工作不正常的记录；
（4）干扰背景强烈影响有效波识别或准确读取旅行时的记录。
5.6质量控制
严格执行《水利水电工程物探规程》（SL326-2005），工作前应对仪器进行检查，仪器本机噪音、放大器一致性、道间感应、检波器道一致性均应满足规程要求。
6.资料解释及处理
6.1资料解释
解释工作分为定性解释和定量解释两部份。定性解释主要是根据已知的地质资料和时距曲线特征，判断地下折射界面的大致产状，是否有断层或其它局部性地质体的存在等，给选择定量解释方法提供依据。定量解释则是根据定性解释的结果选用相应的数学方法或作图方法求取折射界面的埋深和形态参数。
6.2 资料处理流程
如图5所示。
6.3 结果输出
使用折射波法自动资料解释软件读取每个检波器点位置上地震波纵波速度发生变化即大于2000m/s的临界点高程即为土石分界点高程，将所有的土石分界点高程汇集后由技术人员利用专业软件可以生成相应等高线地形图，此图即为土石分界面图。上述结果报工程师批准后便可用于土石方的计量工作中。
将土石分界面图与该部位所对应的原始地形图和开挖图相结合，由测量技术人员便可计算出该部位的土方开挖和石方开挖各自的工程量。
7.劳动力资源配置
物探勘测属于连续性工作，其工序、工艺比较简单，一般来说，配置8～9个人即可满足需要：地震仪操作员2个，数据处理人员2个，现场辅助人员4～5人（含锤击人员和司机）。
8.结束语
虽然在确定使用浅层地震折射波法进行土石鉴别前现场有一定的耽误，但通过本工程的实践证明，浅层地震折射波法可以在土石方开挖进行前就能科学客观地快速完成土石界面的确定工作并结合原始地形图及开挖图纸可以分别计算出项目土方和石方的开挖工程量，减少现场覆盖层剥离后确定土石界面地质人员的鉴别工作和土方收方的测量人员的测量工作，在覆盖层剥离完后便可迅速启动石方开挖的相关工作，减化了施工程序，保证了现场施工的连续性，从而加快了土石方开挖速度，提高了劳动效率和设备使用率。
通过上阿特巴拉项目的应用实践表明，应用浅层地震折射波探测方法来进行土石方开挖工程中的土石方鉴别是一种高效、快捷、准确、低成本的科学探测方法，有值得进一步推广的价值。
图5 折射波资料处理流程图
參考文献：
[1] 《水利水电工程物探规程》（SL326-2005）
[2] 《水利水电工程地质勘察规范》（GB 50287-2016）
[3] 《浅层地震勘查技术规范》（DZ/T 0170-1997）
作者简介：
曾永智（1973.6），男，四川资阳人，中国水利水电第七工程局有限公司国际工程公司，高级工程师，从事水电工程施工技术与管理工作。
（作者单位：中国水利水电第七工程局有限公司）
关键词：浅层地震；折射波法；国际项目；土石分界；鉴别；应用
1.工程概述
苏丹上阿特巴拉水利枢纽项目位于苏丹东部的卡萨拉州与加达里夫州交界处，地处Atbara河与Setit河两河交汇处上游约20km，距首都喀土穆公路距离约460公里。该项目主要由Rumela和Burdana两座大坝、两河床粘土心墙坝、左右岸土堤、左右岸堆石坝、厂房进水口、厂房及其附属工程组成，坝轴线总长约13km，该枢纽主要功能为灌溉、供水，兼顾发电。项目装机4x80=320MW，建成后将形成一个约30亿立方米库容的水库，灌溉面积达50万公顷，为700万人口解决灌溉用水，为300万人口提供饮用水保障，为上百万人提供电力供应，苏丹三分之一的人口将因此直接受益。项目建成后对于促进苏丹东部经济发展、提高当地就业水平、改善当地人民生活将发挥积极重要的作用。
Rumela大坝和Burdana大坝分别位于发源于埃塞俄比亚的Atbara河和厄立特里亚的Setit河上，流域形成后，经过几百万年的侵蚀，其基岩表面形成了准平原，基岩为努比亚砂岩（Sandstone），砂岩中夹着许多薄泥岩（Mudstone）层，表面覆盖层主要为壤土、砂土和粘土。
2.浅层地震折射波法的引入
根据项目合同BOQ清单，开挖单价仅包括土方开挖和石方开挖两个单价，众所周知由于土方和石方开挖的所使用的开挖方式和开挖设备不同，所以其单价差距较大，因此对土石开挖进行客观地鉴别对合同业主和承包商都有着重要的意义。合同技术条款“开挖类别的鉴别”中关于岩石开挖的定义如下：
项目部根据总进度安排首先启动了Rumela溢洪道开挖区域覆盖层的剥离工作，在部分区域覆盖层剥离完后根据技术条款要求选择了符合技术条款要求的卡特D8型推土机这一比较直观的方式在业主/工程师的见证下启动了岩石的鉴别工作，尽管在推土机巨大的轰鸣声中也没能轻松地将鉴别区域内的岩石有效松动或分解，项目部认为鉴别区域内已出露的可以定义为岩石了，但业主/工程师却并不认可，他们认为机械的操作过程中可能会存在某些人为因素，素以严谨和死板著称的德国拉米尔（Lahmeyer）国际咨询工程师提出让承包商采用合同技术条款中规定的第二种更加科学的方式进行土石的分类鉴别。
为尽快推进项目的进展，项目部联系了国内长江工程地球物理勘测武汉有限公司进行专业分包，对项目Rumela溢洪道、厂房、库区连接渠、Burdanda溢洪道、取水口及厂房等开挖区域采用物探技术进行探测，通过地震波在不同地层的波速来判断该地层是土层还是岩石层，即纵波速度>2000m/s为石方，纵波速度<2000m/s为土方，从而可以科学地获得土石分界面达到区分土方开挖和石方开挖的目的，同时将该专业分包商相关资料提交工程师并获得批准。
Rumela大坝和Burdana大坝分别位于Atbara河与Setit河河床左侧，地表起伏不大，高程变化范围分别为475～505m和480～510m，根据业主在招标阶段提供的地质资料显示及现场初步踏勘结果，第四系覆盖物质主要为土层，基岩为砂岩和泥岩，主要地层物性参数如表1所示。
由表1可见第四系覆盖层与基岩之间存在较为明显的波速差异，且下层介质的波速大于其上层介质的波速，具备浅层地震折射波法探测条件。浅层地震折射波法（Shallow Seismic Refraction），即利用地震波折射的原理，对浅层具有波速差异的地层或构造进行探测的一种地震勘探方法。通过专业分包商物探工程师与业主/工程师的专业人员沟通，该探测方法获得批准并准予实施。
3.浅层地震折射波法基本原理及探测方法
3.1 基本原理
浅层地震折射波法是浅层地震勘探中的一种重要勘察方法。该方法是利用人工激发的地震波在岩土界面上产生的折射现象，对浅部具有速度差异的地层或构造进行探测的一种地震勘探方法，是目前工程地震勘探中技术最成熟、应用最广泛的方法。其原理如下：
如图1所示，当地面O点激发的地震波OA在地下传播过程中，遇到性质不同（波速不同）的地层界面时，在界面上将产生透射现象，在W2层中产生透射波AB。
入射角α和透射角γ遵循斯奈尔定律。
透射角γ的大小与波速v2有关，当下层波速v2大于上层波速v1时，γ必大于α，且随入射角的增大而增大。当入射角增大至某一临界角ic时，透射角γ=90°，透射波变成了沿界面滑行的滑行波，滑行波的波速vc= v2。此时sin ic=v1/v2，即临界角ic=arc sin（v1/v2）。如果将滑行波看作新的入射波，有如从W2层中以入射角α =90°向W1层中传播，显然它将在W2层中产生透射角为ic的透射波CM，在地震勘探中称为折射波（亦称首波）。当界面为平面和速度为常数时，折射波是以临界角ic射出的一组平行线，向地面传播。
由上述可知：
1）界面下层速度大于其上层速度是进行折射波法勘探的必要条件之一。
2）震源附近接收不到折射波的范围称为盲区，只有在盲区以外地段能够接收到折射波。盲区大小为：
式中，h为水平界面深度；ic为临界角。
3.2 观测系统
折射波数据采集时，通常测线呈直线布置，沿测线布置多个长度相等的接收排列，排列上检波点距相同，相邻排列间首尾相接。为了可靠追踪有效波，要求激发点和接收排列之间以及接收排列与接收排列之间保持必要的相对位置关系，这种相对位置关系称为观测系统。
本工程项目土石界面采用相遇追逐观测系统进行探测，排列参数为：仪器工作道12道（受場地或地形影响，12道施展不开时，应根据现场具体情况适当减少工作道，一般以6道为宜），检波器间距3～5m，排列长度应根据岩体的完整程度和仪器的读数精度要求确定，并保证在排列内相邻道的纵波传播时间应大于仪器可读数精度的五倍。排列长度一般为33～55m，排列长度的确定应能同时接收到直达波和折射波，并保证折射波的初至区至少有不少于4个有效检波点，追逐距离应大于折射波盲区。 3.3 地震波的激发
地震勘探中，震源用于激发地震波，要求震源能产生高频脉冲，能量可控，满足勘探深度要求。浅层折射波法勘探一般多选用爆炸震源和锤击震源，二者均能较好满足工作要求。
锤击震源由大锤（18～24磅大锤）、触发器（锤击开关）、锤击垫板和连接线组成，当土层厚度小于15m时，采用该震源激发地震波，要求：1）触发器延时应小于0.5ms；2）激发点位置应选择在较密实的土层上，必要时应清除激发点附近的杂草、浮土或预先夯实；3）不宜用大锤直接锤击地面激发地震波，宜通过锤击垫板耦合，锤击垫板应与地面接触良好，不应反跳造成二次触发。
爆炸震源由炸药、雷管、爆炸机、爆炸线和计时线组成，土层厚度大于15m时，采用爆炸震源激发地震波，要求：1）爆破作业应符合《爆破安全规程》GB6722-2003的安全规定；2）应采用绕在药包外面的记时回路记时，以保证记时精度；3）坑中爆炸时，药包应用土或沙埋实；多次使用同一炮坑时，每次埋置药包前应清除松土；4）水中爆炸时，应有防水措施（宜使用胶质炸药），药包沉放深度宜为1m左右；5）爆炸点的位置和深度应准确，必要时可允许爆炸点沿垂直测线方向移动，但移动距离不应大于检波点距离的1/5；6）地面爆炸时，应清除炮点处碎石和杂草；7）同一爆炸站应严禁使用两套或多套爆炸线和记时线；8）应使用专用爆炸机起爆，不得使用干电池、蓄电池、交流电起爆。
根据业主提供的地质资料显示开挖区域覆盖土层厚度均不大于15m，故本项目选用锤击震源激发地震波。
3.4 地震波的接收
浅层折射波法可使用12道或24道工程地震仪进行数据采集。地面工作宜使用固有频率为10～40Hz的动圈式垂直检波器。每道使用一个检波器检收。在同一测线上，检波点距和排列长度应尽量保持一致。
1）仪器及参数选择
仪器工作参数包括采样间隔与记录长度、延时、滤波档等。应根据测区干扰背景、激发接收条件、探测任务、探测深度、地球物理条件及安全等因素选择仪器的工作参数。
本次使用仪器为美国产NZXP专业型高精度地震仪，该仪器具有信号增强、延时、内外触发、前置放大、滤波、数字采样等功能。针对本项目拟采用工作参数为：采样间隔0.125ms，记录长度125 ms，每道样点不小于1024点，延时0 ms，滤波档采用带通（BP），频响范围20Hz-100Hz，在一个测区或测段工作时应使用同一种滤波档。
2）检波器安置
地震检波器又称拾震器，是安置在地面、水中或井下以拾取大地振动的地震波接收器。它实质是将地震波到达地表所引起的质点微弱机械振动转换成电信号的换能装置。本次工作采用动圈电磁式纵波检波器，频率为28Hz，各道之间固有频率相差小于10%，相位差小于1ms。
4.测线布置及工作量
工作比例尺1：2000，测线布置以纵测线为主（顺水流方向），辅以适量横测线（尽量垂直纵测线布置），纵测线间距约为20m，横测线间距约为80m。
Rumela大坝共布置地震勘探纵测线21条、横测线9条，剖面总长度约10.7km；Burdana大坝共布置地震勘探纵测线16条、横测线12条剖面总长度约9.7km。
由于之前的部分部位的开挖施工使原本相对平缓的地表产生了较大的变化（如陡坎等），给测线布置带来一定难度，因此，布置测线时应结合现场具体情况合理布置，并能满足勘探比例尺精度要求。
5.现场数据采集
5.1环境要求
在现场实施过程中，为保证勘测的准确性，在勘测现场周围不得有重型运输设备通过以避免造成震动影响地震仪对地震波的接收。
由于项目所在地气温较高，持续的高温将影响NZXP地震仪的精度，因此安排气温较低的早晚时段进行。
5.2 检波器安置要求
1）地表为土层时，应除去周围的杂草、浮土等，埋正、紧、稳；
2）地表面为岩石时，检波器需加装三角垫片并采用黄泥与岩石耦合好；
3）位置准确，埋置条件一致，防止漏电和背景干扰；
4）当受地形、地面条件限制，检波器不能安置在原设计点位时，可沿测线移动（不包括互换点），如有困难可沿垂直测线方向
移动，其偏移距离应小于1/5检波点距。
5.3 测量工作
测线长度、各检波点位置采用测绳丈量确定，排列端点坐标及各检波点高程采用RTK高精度GPS测量确定。
5.4 锤击震源
锤击震源采用18磅大锤由人工锤击垫板激发。
5.5 地震波原始记录要求
1）原始记录应包括仪器检查记录、生产记录和班报等；
2）记录地震数据的电子记录等应标识清楚，并与班报一致。
3）下列情况之一者为不合格记录：
（1）不能可靠追踪有效波（目的层折射波）的记录；
（2）互换道工作不正常，影响有效波的正确对比；
（3）同一张记录中使用道数的1/6以上或两相邻道工作不正常的记录；
（4）干扰背景强烈影响有效波识别或准确读取旅行时的记录。
5.6质量控制
严格执行《水利水电工程物探规程》（SL326-2005），工作前应对仪器进行检查，仪器本机噪音、放大器一致性、道间感应、检波器道一致性均应满足规程要求。
6.资料解释及处理
6.1资料解释
解释工作分为定性解释和定量解释两部份。定性解释主要是根据已知的地质资料和时距曲线特征，判断地下折射界面的大致产状，是否有断层或其它局部性地质体的存在等，给选择定量解释方法提供依据。定量解释则是根据定性解释的结果选用相应的数学方法或作图方法求取折射界面的埋深和形态参数。
6.2 资料处理流程
如图5所示。
6.3 结果输出
使用折射波法自动资料解释软件读取每个检波器点位置上地震波纵波速度发生变化即大于2000m/s的临界点高程即为土石分界点高程，将所有的土石分界点高程汇集后由技术人员利用专业软件可以生成相应等高线地形图，此图即为土石分界面图。上述结果报工程师批准后便可用于土石方的计量工作中。
将土石分界面图与该部位所对应的原始地形图和开挖图相结合，由测量技术人员便可计算出该部位的土方开挖和石方开挖各自的工程量。
7.劳动力资源配置
物探勘测属于连续性工作，其工序、工艺比较简单，一般来说，配置8～9个人即可满足需要：地震仪操作员2个，数据处理人员2个，现场辅助人员4～5人（含锤击人员和司机）。
8.结束语
虽然在确定使用浅层地震折射波法进行土石鉴别前现场有一定的耽误，但通过本工程的实践证明，浅层地震折射波法可以在土石方开挖进行前就能科学客观地快速完成土石界面的确定工作并结合原始地形图及开挖图纸可以分别计算出项目土方和石方的开挖工程量，减少现场覆盖层剥离后确定土石界面地质人员的鉴别工作和土方收方的测量人员的测量工作，在覆盖层剥离完后便可迅速启动石方开挖的相关工作，减化了施工程序，保证了现场施工的连续性，从而加快了土石方开挖速度，提高了劳动效率和设备使用率。
通过上阿特巴拉项目的应用实践表明，应用浅层地震折射波探测方法来进行土石方开挖工程中的土石方鉴别是一种高效、快捷、准确、低成本的科学探测方法，有值得进一步推广的价值。
图5 折射波资料处理流程图
參考文献：
[1] 《水利水电工程物探规程》（SL326-2005）
[2] 《水利水电工程地质勘察规范》（GB 50287-2016）
[3] 《浅层地震勘查技术规范》（DZ/T 0170-1997）
作者简介：
曾永智（1973.6），男，四川资阳人，中国水利水电第七工程局有限公司国际工程公司，高级工程师，从事水电工程施工技术与管理工作。
（作者单位：中国水利水电第七工程局有限公司）