隧道反射地震超前探测偏移成像.pdf

第 3 4卷第 3期 2 o o 9年 3月 煤 炭 学 报 J 0URN AL 0F CHI NA CO AL S O C I E T Y V o l _ 3 4 N o ． 3 Ma r ． 2 o 9 文章编号 0 2 5 3 9 9 9 3 2 0 0 9 0 3 0 2 9 80 7 隧道反射地震超前探测偏移成像 沈 鸿雁 ， 李 庆春 ， 冯 宏 1 ．西安石油大学 油气资源学院 ，陕西 西安7 1 0 H0 6 5； 2 ．长安 大学 地质工程 与测绘学院 ， 陕西 西安7 l o o 5 4 ；3 ．煤炭科学研究总院 西 安 研究院 ，陕西 西安7 1 o o 5 4 摘要 在隧道、井巷反射地震超前探 测 T R S P 观测 系统的基础上，依 据几何地震 学原理 ， 重点研究了隧道情况下，地震波的时距 曲线关系，借助绕射叠加原理 ，实现 了直接从时间域到空 间域的深度偏移成像 ，分析 了成像运算量的影响因素 ，并对速度分析和深度偏移成像计算分别采 用不同精度的剖分网格 ，同时引入插值技术，通过模型和 实际资料处理验证 ，在不影响成像精度 的情况下，可大量节省运算时间，成像效果 良好． 关键词 隧道 ；反射地震波法；超前预报 ；偏移成像 ；绕射 叠加 中图分类号 P 6 3 1 ． 4 文献标识码 A T i g r a t i 0 n i ma g i ng f l0 r t un n e l r e ne c t e d- wa V e s e i s mi c p r e d i c t i O n a h e a d S HE N Ho n g y a n 一 ， L I Q i n g c h u n ，F E N G H 0 n g 2 ， 1 ． s ∞z P 计 r o H m R 0 ， ’ Ⅱ 5 u 唧 ， ’ 口 n 7 l O H0 6 5， n ；2 ． c 0 f e 0 z E 聊e 0 G ∞删 ， 帆g ’ 锄 钾 ， ’ 肌 7 1 0 0 5 4 ， 船 ；3 ． ’ 脓 e 口 r c 把， n 血 0 z 尺 删 。 f “ ， 艇 ’ 0 n 7 1 o o 5 4 ， 舳 A b s t r a c t B a s e d o n T R s P g e 0 m e t r y s y s t e m a n d a c c o r d i n g t 0 t h e t h e o r y 0 f g e 0 m e t r i c s e i s m o l 0 g y ， s t u d i e d m a i n l y 0 n t he t i me t I la v e l c u n e u n d e r t he c 0 n d i t i o n o f t u n n e 1 ． W i t h t h e di f I ．r a c t i 0 n s t a c k i n g t e c h n i q u e，r e a l i z e d t h e d e pt h mi g r a t i o n i ma n g f lr 0 m t i me do ma i n t 0 s p a c e d 0 ma i n，a n a l y z e d t he _f e c t i n g f a c t o r s o f t he i ma g i n g c a l c u l a t i 0 n，a n d a d 0 p t e d d i H．e I le n t a c c u I la c y d i V i s i 0 n t e c h n i q u e a n d i n t e I p0 l a t i o n t e c h n i q u e f 0 r V e l 0 c i t y a n a l y s i s a n d d e p t h mi g r a t i o n i ma g i n g ． Ae c 0 r d i n g t 0 t h e t e s t s 0 f t h e s y n t h e t i c m0 de l a n d r e a l d a t a，i t c o s t s s h 0 r t e r c a l c u l a t i 0 n t i me wi t h k e e p i n g t h e s a me p I ．e c i s i o n，a n d o b t a i n s g 0 0 d e f [_e c t ． Ke y wOr d st u n n e l ；s e i s mi c r e ne c t i o n me t h 0 d；p r e d i c t i o n a h e a d；mi g r a t i 0 n i ma g i n g； di f f lr a c t i 0 n s t a c k i n g 隧道 、井巷反射地震超前探测 r r u n n e l a n d w e l l l a n e R e n e c t e d w a v e s e i s mi c P r e d i c t i 0 n a h e a d ，简称 T R - S P 技术 ⋯ ，国内称 “ 地震负视速度法” _ 2 J ，国外称 T s P或 “ 隧道 V s P ” ， 是一种测试面与被探测 面互为垂直的观测系统 ，主要用来超前预报交通隧道 、煤 田矿山井巷 、水电隧洞及地下工程掘进工作面前 方不明地质情况 ，其关键技术之一是偏移成像 ，同时也是技术难点之一，只有此技术解决好了，才能达到 高精度、高分辨率的地震超前预报 ．已有的T s P为成型技术产品，对具体算法很少讨论，国内以引 进消化为主， 方法 算法研究较少 ；国内发展起来的 “ 地震负视速度法”也未能很好的解决偏移 成像问题 2 I 4 ；Y u ， A s h id a 2 0 0 2 借助钻机 T B M振动作为震源，三分量接收的资料，通过检测反 射波的入射方向，同时， 依据反射波的入射方向来对其加权的办法，应用等旅行时平面法进行偏移成像， 取得了一定成效 ；常旭等人 2 O 0 6 考虑到地震波的几何特征和动力学特征 ，提出了一种基于波动方程 收稿 日期 2 o o 8 0 3 2 8 责任编辑 王婉洁 基金项 目交通部科技基金资助项 目 2 0 0 7 3 l 8 8 1 2 6 2 ；陕西省科学基础研究计 划基金资助项 目 2 0 o 7 D o 4 作者简介 沈鸿雁 1 9 7 9 一 ，男 ，云南石林人 ，讲师 ，博士研究生 ． Em i l S h 0 n g y a n s 0 h u ． c 0 m 第3期 沈鸿雁等隧道反射地震超前探测偏移成像 逆时偏移的原理对隧道零偏移距合成地震记录模型成像 ，在理论上取得 了一定 的突破．本文在 T R s P方法 理论基础上⋯ ，深入分析了隧道空 问情况下的炮检点时距关系 ，在此基础上 ，将反射波所 提供 的信息与 隧道、井巷的空间坐标结合起来 ，借助绕射叠加原理实现 T R s P数据偏移成像处理 ，即把反射信息直接从 时间域转换到空间域上 ，得到反射同相轴在隧道 、井巷的真实空间位置 ；同时 ，为解决偏移成像时的运算 量问题 ，引入 了插值思想 ，在速度分析和偏移成像计算时 ，分别采用 了不同精度的网格剖分 ，在不影响成 像精度的前提下 ，可大大提高运算速度 ，节省了运算成本． 1 绕射叠加原理 绕射叠加偏移成像的基本思想是对某一炮点 D ，根据假定反射点 P的坐标 ， 及相应的速度值 ， ， 计算地震波从点 D经点 P到 尺 第 1 个接收点 的旅行时间 ，按这个时间值在 尺 道上选取相应 的瞬时振幅值 ；再计算地震波从点 D经点 到 R 的旅行时 间，按照这个时间值在 道上选取相应 的瞬 时振幅值 ，直到 ．设每一炮有 Ⅳ道 或同一检波器接收了 Ⅳ炮 ，则可选 出 Ⅳ个不同时间的振幅值 ， 最后求代数和．采用这种做法后 ，尽管界面段在 P点处 的构造情况并不知道 ，但每一道 中满足 以 P点为 共反射点条件的地震信息 共 Ⅳ个 ，它们是相同的有效振 幅值 ，必然无遗漏地被选出来并叠加在一起 ， 因而叠加结果会出现一个较大的数值 可能正也可能负 ．当然 ，这样做也 同时把许多道的不符合共反射 点条件的振幅值 共有 Ⅳ一1 个 取来加在一起了，但它们都是随机振幅值 ，有正有负 ，有大有小 ，叠加 结果会互相抵消而接近于零．如果 P点不是一个反射点 ，则按上述方法从各道选取的几 乎全是不同相的 随机 幅值 ，叠加结果不会 出现较大的数值． 就 T R S P而言 ，在 D点激发 ，在 道接收到 一 个旅行时间为 t的反射波 ，仅根据这一道上的 到达时间 ￡ ，是无法确定这个反射点在工作 面前 方的真实位置 ，因为反射点 的可能位置有很多个 △ z 图 1 ，在均匀介质条件下 ，只要地震波从 D到 该点在反射回 P 的总路程为 优 ， 则该点就 ， 可能是反射点．在平 面解析几何 中知道 ，如果平 面内一个动点的轨迹是椭 圆，即与反射 波 对应 的反射点 的可能位置必然位 于以 O和 P 点为焦 f △ D 尼 ／ I ＼ r r ～ J r t 1 ， 、 | 尸 ＼ ＼ 冉 ＼ { ／ 、 、 ／ ＼ ＼ ＼ t } 、 r ＼ ＼ ／ ， ‘ P， 图 1 绕射叠加原理 Fi 昏 1 Pr i nc i p l e 0 f di f f T a c t i o n s t a c ki n g 点 ，以 ／ 2为长半轴的椭圆上．偏移叠加 ，不仅能实现真正共反射点叠加 ，同时也能正确地定 出反射点的 真实位置，因为用扫描法实现偏移叠加时 ，是对 平面按 、 划分得足够细 ，在所要求的精度上反 映了反射点的全部可能位置．如果反射点的位置在 P点的话 ，只有 当对 P点进行计算时，才能在多道叠 加扫描时，找到以 P点为反射 的振幅 ，总共有 Ⅳ个有效振幅值 ，叠加后得到较大 的数值．当对这个椭 圆 上的其它点进行计算时 ，虽然也能对炮点 D在 R 道上取得一个有效振幅值 ，但 因为这些点不是真正的反 射点 ，对其不可能同时找到 Ⅳ个 同相性质的有效振幅值 ，它们叠加的结果就不会 出现较大的数值 ，即对 椭圆上各点都用真正反射点叠加办法计算后 ，只可能在反射点 ， z 上 出现大的数值．依据这个原理 ，可 以对 T R s P 进行偏移成像，提取工作面前方不良地质构造信息． 2 T R s P 成像原理及其优化算法 2 ． 1 成像原理 在地下全空间情况下 ，依 据 T R s P观测系统布设测线 ．设爆破点 坐标 为 D ， ， ， ，反射点为 P ， ， z ， 接收点坐标为R ， y ， z ， 反射波从爆破点出发经反射点到达接收点的速度为 ，所耗时间为 ，则该反射波所走路程 为 f ／ 一 。 y 一 y 。 z 一 z o 、 ／／ P ， 一 y z 一 z R ． 1 煤 炭 学 报 2 0 o 9 年第3 4 卷 式 2 表示 以震源 D ， ， ， 和检波 器接收点 尺 ， y ， 作为焦点的椭球面 ，因 此，T R s P的方法原理决定了震源发出的信 号经反射点回到接收点遵从椭球轨迹关系， 即反射点 P ， ， ， z 是动点 ，该动点的轨迹 是 以爆破点 D ， y ， z 和接收点 ， y ， 为椭球的 2个焦点 ，且入射 线长度和反射 线长度之和等于 优的椭球 图2 a ． 这个椭球 面上 的地质信 息 同时被同一 椭球等时面 椭 圆等时面 a b 图 2 等时面扫描 F i 昏 2 E q u i v a 1 e n t t i me h o r i z o n s s c a n n i n g c h a r 2 个检波器记录下来 不同炮点和接收点确定不同的椭球 ，如果过震源和接收点 ，对该椭球作一切面 ，就 可以得到 1 个椭圆 图2 b ，即反射点是动点 ，该动点的轨迹是 以震源和接收点为椭圆的 2个焦点， 且入射线长度和反射线长度之和等于 优的椭圆，其反射波传播关系式 为 2 3 ／ ， 3 其中， 为反射波传播的时间 ；， J 为震源到接收点的距离； 为 震源到反射点的距离 ； 为反射点到接收点 的距离 ； 为地震波 速度 图 3 ．通过这种简化 的思路来研究地下全空间情况下 的 地震波场特点和规律 ，同时借助绕射扫描叠加成像技术 ，也就 是要求准工作面前方某 一反射点的真实地震波场特征 ，需要用 到整个记录剖面来进行绕射叠加 ，如果就同一 反射点 ，不 同记 录道相对应的记录点都有所反应 ，则最后的叠 加能量就强 ；相 反 ，叠加能量就弱 ，最后 出现 了成像剖 面上的椭圆弧同相轴 ， 图 3 T R s P 探测工作 F i 昏 3 Wo r k p r i n c i p l e c h a r t 0 f T RS P 理想情况下该绕射弧应该收敛成一个点 ，究其原因是地下隧道中，工作空间太狭小 ，采集到的地震信息有 限所造成的．其实，真正有用的地质位置等信息体现在该椭圆弧的长轴切点，该椭圆的切点可等同于椭球 的长轴切点．找到该椭圆的长轴切点 ，也就是椭球长轴的切点 ，就可得到反射点的真实位置． 2 ． 2 成像实现 T R S P成像包括速度分析和深度偏移 2部分 ，速度分析是偏移成像 的前提和基础 ，只有速度分析准确 ， 反射点才能正确归位 ，偏移成像才能做好 ． 实现速度分析的第 l步是由拾取的初至数据换算成地震波速度 ，即由从震源直接到达传感器的直达波 传播时间 ￡ ， 和炮检距计算出直达波速度 。 为 0 l ／ ， 4 其中，￡ 。为初至旅行时间．对于 T R s P速度分析与偏移成像来说最大的困难不是上式的数学运算 ，而是在 准确判定反射界面的基础上给出反射波的传播时间． 第 2步是定义探测区域空间范围，并为此区域网格剖分 ，目的是为每_ _ 个网格节点计算一个准确的旅 行时间 ，从而通过速度分析为其找到一个合适的速度值． 第3 步是以网格表为基础，计算每一个网格节点的炮检旅行时间表，依据式 3 ，以式 4 求出的 为扫描起点，进行速度扫描分析． 第4步是以 为起始速度、 为步长进行速度扫描分析，对每一记录道生成一张绕射记录剖面，即 从记录道取出与网格节点在时间上对应的振幅值 ，并把它附到网格节点上．这样对每一对炮点和记录点为 焦点，不同旅行时间对应的椭圆上将会包含相同的振幅值 图2 ． ● 一 4 一 得 式 上 开 展 第 3期 沈鸿雁等隧道反射地震超前探测偏移成像 第 5步是将每一张绕射记录剖面对应的节点上的振幅值进行 叠加 ，实现深度偏移．如果速度正确 ，对超前探测区域的某一点来 说 ，每一记录道都能为其找到一个性质相似的记录点 ，相干叠加后 振幅值最大；如果速度不正确 ，无论速度值是大还是小 ，对每一记 录道选出来的记录点的值进行叠加 ，由于所选 出来的记录点没有相 干性 ，叠加后几乎为 0 图 4 ．这样做 ，对每一个 网格节 点，有 多少个扫描速度就会有多少次叠加结果 ，也必然会有多少个叠加剖 面 ，当每一个网格节点相干叠加后的振幅值最大时对应的速度就是 所需的正确速度值 ，就为每一个节点找到一个正确 的偏移速度 ，从 而找到一张正确的速度模型剖面． 图 4 相 干叠加 速度判别原 理 F i g ． 4 T h e j u d g i n g p r i n c i p l e o f 深度偏移是成像的关键 ，与速度分析的步骤基本一致 ，惟一区 。 h e “ 。 。 a c k V 。 。 i y 别是不需要再进行速度扫描 ，而是直接应用速度分析的结果进行绕射叠加 ，得到最终的偏移成像剖面． 2 ． 3正演模 型测试 为了检验本文方法的正确性 ，设计 了由4个直立断 层面 F ，F ，F ， 组成 的 5层地质模 型 ，参数 详见表 l ，其 中第 Ⅲ层设计 为低 降速带 ，如图 5 a 所 示。设炮点坐标为 0， 0 ， 借助井 中射线追踪合成地震 记 录技 术 ，采 用 一 炮 多 收 观 测 系 统，最 小 偏 移 距 2 0 ． 0 m，道问距为 1 ． 5 m，采样率 1 0 0 ． 0 s ，共 2 4道． 图 5 b 为模型合成地震记录 ，图5 c 为有效反射波记 录，图 5 d 为深度偏移成像剖面．从深度偏移剖面可 表 1 地质模型参数 T a b l e 1 Ge 0 l 0 g i c a l mo d e l p a r 舢 e t e r s 看 出，椭圆弧的长轴切点就是地质构造体的位置 ，层位对应较准确 ，而且波形无极性反转现象 ，说明本文 方法技术是可靠的，而且精度和分辨率都非常高，能较好地解决 T R s P成像 问题． ， ，b I嚣j直 l l源 接收点 I Ⅱ O 4 O 8 0 1 2 O l 6 0 2 O 0 深度 ／ m 4 5 0 道号 道号 5 1 0 1 5 2 0 5 l O 1 5 2 0 ／m O 4 0 8 0 1 2 0 l 6 0 2 O 0 c d 图 5模型处理 F i g ． 5 S y n t h e t i c mo d a 1 p mc e s s i n g 2 ． 4 成像参数优化选择 网格剖分的精细程度直接影响成像精度 ，网格剖分的越精细 ，成像精度越高 ，但成像精度有一个极 限 ，当到达该极限后 ，再提高网格的精细，除了增加运算量外 ，对成像精度是毫无意义的．本文提出在偏 移成像时，在保证精度的前提下 ，网格可以剖分得相对粗糙一点 即网格节点间距相对大一点 ，进行速 度扫描， 得到初始速度模型，然后再对该速度模型进行插值 本文采用了一元三点等距插值技术进行插 值 ，得到最终速度模型，这样做的直接益处是，在保证成像精度的前提下，可以大大提高运算速度，节 省运算成本． 通过研究发现，影响偏移运算的因素主要有超前预报区域大小、节点间距、记录总道数、采样点数 以及速度步长 ，其 中节点距是一个影响 比较大的因素 ，见表 2 ．如果有一套 2 4道 ，采样 点为 1 0 2 4的 r R - 煤 炭 学 报 2 0 o 9 年 第3 4 卷 s P数据，现在要超前预报的范围为 l 0 0 m3 0 0 m的区域 ，且速度分布绝对范围为 5 o o I n ／ s ，采用 5 r n ／ s 的速度步长进行扫描，现在采用不同的节点距进行偏移 ，分析耗费运算时间．从表 2可以看出，如果节点 距是O ． 1 m，运算量约为3 ． 6 1 O H ；采用 1 ． 0 m的节点距进行速度分析，运算量为3 ． 6 1 0 ，已经提高 了 l 0 o倍 ；同理，如果采用更粗糙 的节点距进行速度分析 ，运算量将会成倍 ，甚至几 十倍 、上百倍 的减 少 ，到节点距为 5 0 ． 0 m时 ，已经比节点距为 O ． 1 m时所耗费的时间缩短了近 2l 0 。 倍．因此 ，节点距的 合理选择，直接影响到偏移的运算速度，如果速度分析所选择的节点距太小，对深度偏移非常有利，使成 像更精确 ，但带来的弊端是以耗费大量的运算时间为代价．因此 ，可在保证成像精度的前提下，通过采用 相对较大节点距进行速度分析 ，然后采用插值的思想来缓解或避免因速度采样点不能满足精细深度偏移的 弊端 ；同样 ，在深度偏移成像时，在保证精度的情况下 ，可以优化网格节点距进行深度偏移． 表 2 成像运算量分析 Ta bl e 2 Ana l y s i s f 0 r i ma ng c al c l l l a t i o n 腊数一数 距／ m 度／ m 度／ m 数／ 个 m s ／ m s I 1 点／ 道 一⋯ ‘ ⋯⋯ 一 O ．1 1 ． O 5 ． 0 l 0 ． O 2 5 ． O 5 0 ． O 3 ． O1 Ol 4 3 ． O1 0 2 1 ． 51 O l 3 ． 61 O O 5 ． 81 O0 l _ 51 O8 图 6为一套某隧道实际 T R s P地震记录，其 中图 6 a 是原始 rI R s P地震记录 ， 图6 b 是经道编辑、静 校正、波场分离等一系列波形处理后的地震记录，笔 者采用不同的节点距对其进行速度分析．图 7 a 是 采用 1 ． O m的节点距进行网格剖分后的速度模型 ，速 度异常带已经很清 晰，该速度模 型大体可分成 3段 ， 在 l 6 O和 2 4 O m附近是 2个速度分界面 ；图 7 b 是 采用 5 ． 0 m的节点距进行网格剖分后的速度模型 ，速 度模型异常都比较清晰，与采用 1 ． 0 m的节点距进行 网格剖分的速度分析结果十分接近 ，但地层间的分界 面分辨精度有所下降 ；图 7 c 是采用 2 5 ． 0 m的节点 道号 5 l O 1 5 2 O 道号 5 l O l 5 2 O a b 图 6 实际 T R S P地震记录 Fi g ． 6 Re a l TRSP d a t a 距进行 网格剖分后的速度模型，与图 7 a 的结果相差很大 ，2 4 0 m附近的地层分界面已经被忽略了．说明 此套 T R s P数据采用 5 ． 0 m的节点距进行网格剖分就能满足速度分析的要求．从表面上看 ，图7 c 的速度 模型更光滑，更接近实际，可能是更好 的偏移速度模型，实际上 ，大节点距剖分会遗漏小 区域的速度突 变， 从而影响深度偏移精细度；如果采用小网格节点就能避开这一弊端，以下将通过深度偏移试验来验证 这一结论． 采用节点距为 5 ． 0 m进行速度分析是比较合理的方案，在保证速度分析精度 的前提下 ，能大大节省运 算成本，当然根据实际情况，剖分节点距还可适当调节． 针对图 6所示的实际 T R s P地震数据 ，速度模型按节点距 5 ． O m分析．图 8为采用不同节点距剖分后 进行深度偏移的结果 ，为对比分析 ，保证每一记录道采样点数的一致性 ，采用了相应的节点数插值．图 8 a 是采用 0 ． 1 m的节点距 网格剖分 未插值 的深度偏移结果 ，分辨率比较理想 ，异常突出；图 8 b 是 采用节点距为0 ． 5 m进行网格剖分，5 点插值的深度偏移剖面，效果比较接近图8 a ； 图8 c 是采用节 寸。Ⅺ0 姗 3 3 1 ∞ 第 3 期 沈鸿雁等 隧道反射地震超前探测偏移成像 3 O 3 x }m O 5 0 1 O O l 5 O 2 O 0 2 5 O 3 0 O 一 一 5 O 3 O 吕 1 O 一 1 O 一 3 O 一 5 O 1 O 0 5 O o 一 5 0 1 0 O x } m O 5 O 1 O O l 5 O 2 O O 2 5 O 3 O 0 b 1 0 0 5 O { 0 5 0 一 l O O x } m 0 5 O l 0 O 1 5 0 2 0 O 2 5 O 3 O 0 图7 不同节点距速度分析结果 F i 昏 7 Re s u l t s o f v e l o c i t y a n a l y s i s w i t h d i f lf e r le n t n o d e d i s t a n c e x f m x }m x f m O 8 0 l 6 O 2 4 O 3 O 0 O 8 O l 6 O 2 4 O 3 0 O O 8 O l 6 O 2 4 O 3 0 O 5 0 3 O 1 0 g l 0 3 0 5 0 5 O 3 O g l O 一 1 O 一 3 O 一 5 O a 【b c J 图 8 不同节点距深度偏移成像对比 F i g ． 8 R e s u l t s c o mp a r e d f 0 r d e p t h mi g mt i o n i ma g i n g wi t h d i Ⅱ _e r e n t n 0 d e d j s t a n c e a 节点距 1 ． O m，偏移节点距 0 ． 1 m； b 节点距 5 ． 0 m，偏移节点距 O ． 5 ； c 节点距 5 ． 0 m，偏移节点距 5 ． 0 m 点距为 5 ． 0 m进行 网格剖分 ，5 0点插值的深度偏移结果 ，同相轴错断 、不连续 、假频严重 、分辨率非常 差 ，究其原因是绕射叠加产生假频造成的 ，说明随节点距增大 ，偏移效果越来越差 ，此参数方案试算结果 也从另一个角度说明，成像时，节点距选择非常关键 ，直接影 响成像精度和分辨率． 综上分析结果，采用 1 ． 0 m的节点距进行网格剖分，能很好地满足深度偏移要求和分辨率，当然，根 据具体情况 ，节点距可适当调节． 3 结 论 1 依据几何地震学原理 ，重点研究隧道情况下炮检点的时距关 系，得 出震源发 出的地震信号经反 射点 回到检波器记录下来的地质信息 ，反映的是以震源和接收点为 2个焦点的椭球面上的地质信息． 2 借助绕射叠加原理技术，实现了对 T R S P 直接从时间域到空间域的深度偏移成像；同时认为，对 该椭球体的偏移成像可简化为对其过以炮点和检波点为两焦点的椭圆面的成像 ，只要找到该椭圆面长轴的 切点 该切点等价于椭球长轴的切点 ，便可确定反射点的位置 ； 3 深入分析了成像运算量的影响因素，并提 出了成像运算的优化方案 ，即对速度分析和深度偏移 成像计算分别采用不同精度的剖分 网格 ，同时引入插值技术 ，在不影响精度的情况下进行成像 ，可以较好 的节省运算成本． 参考文献 [ 1 ] 沈鸿雁．反射波法隧道、井巷地震超前预报研究 [ D] ．西安长安大学，2 0 】 6 ． s h e n H o n g y a n ．s t u d y o n I n e c t e d w a lv e t u n n e l a n d w e l l l a n e p r e d i c t i o n a h e a d[ D] ．x i ’ a n c h a n g ’ a n u n i v e r s i t y ，2 0 0 6 ． [ 2 ] 曾兆璜．隧道地震反射法超前预报 [ J ] ．地球物理学报，1 9 9 4 ，3 7 2 2 6 8 2 7 1 ． z e n g z h a 0 h u a n g ．P r e d i c t i o n a h e a d 0 f t h e t u n n e l f la c e b y t h e s e i s m i c r e e l e c t i o n me t h o d s [ J ] ． A c t a G e o p h y s i c a s i n i c a ， 1 9 9 4， 3 7 2 2 6 8 2 7 1 ． 煤 炭 学 报 2 0 o 9 年 第3 4 卷 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 1 0 ] [ 1 1 ] [ 1 2 ] [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] 何振起，李海，梁彦忠，等．利用地震反射法进行隧道施工地质超前预报 [ J ] ．铁道工程学报，2 0 o O ，6 8 4 818 5． H e z h e n q i ， L ； Ha i ， L j a J 1 g Y a J 1 z h o n g ， e t a 1 ．G e o l o c a l s u p e r - l e a d i n g f 0 r e c a s t d u r i n g t u n n e l c o n s t n l c t i 0 n b y u t i l i z i n g s e i s T r I i c r e s p o n s e a n a l y s i s m e t h o d[ J ] ．J o u ma l 0 f R a i l w a y E n n e e r i n g s o c i e t y ，2 0 0 o ， 6 8 4 8 1 8 5 ． 白恒恒，辛民高．浅谈长梁山隧道 F 5断层的地质超前预报 [ J ] ．铁道工程学报，2 0 o o ，6 8 1 8 7 9 0 ． B a i H e n g I l e n g ， x i n M i n g a o ．P r e l i m i n a r y t a l k i n g a b o u t g e o l 0 c a d v a n c e f 0 r e c a s t o n F 5 f a U d t i n c h 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c o mp 0 n e n t g e 0 p h 0 n e s[ A] ．E x p a n d e d a b s t r a c t o f t h e 7 2 n d S E G a n n u a l me e t i 『 1 g[ C] ．s a l t L a k e C i t y ，2 0 o 2 ． 常旭，刘伊克，桂志先．反射地震零偏移距逆时偏移方法用于隧道超前预报 [ J ] ．地球物理学报，2 0 0 6 ，4 9 5 1 4 8 2一l 4 8 8 ． c h a n g x u ， L j u Y i k e ， G u i z h i x i a n ． z e r 0 0 f lf s e t r e v e r s e t i m e m i a t i 0 n f 0 r p r e d i c t i o n a h e a d o f t u n n e l f la c e[ J ] ． c h i n e s e J o u r ． n a l o f G e 叩h y s i c s ，2 O o 6 ， 4 9 5 1 4 8 2一l 4 8 8 ． 沈鸿雁，李庆春，冯宏，等．反射波法隧道、井巷地震超前探测中波场分离与成像技术研究 [ A] ．中国地球物 理学会第 2 2届年会论文集 [ c] ．成都四川科学技术出版社，2 o o 6 6 7 26 7 3 ． S h e n Ho n g y a n ， L i Q i n g c h u n ， F e n g H o n g ， e t a 1 ． S t u d y o n矗 l t e r a n d i m a n a t i o n f 0 r r e n e c t e d w a v e t u n n e l a n d w e l l - l a n e s e i s m i c p r e d i c t i 0 n a h e a d[ A] ．P r 0 c e e d i n g s o f t h e 2 2 t h a n n u a 1 m e e t i n g o f t h e c h i n e s e G e 0 p h y s i c a l s o c i e t y[ c ] ． c h e n g d u s 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