蔡 盛,张 邦

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063)

1 引 言

随着我国地下隧道工程的迅速发展，出现了诸多重大安全和技术难题[1-4]。隧道超前地质预报技术是保障隧道掘进安全的重要技术手段，其中地震反射类超前预报作为长距离预报方法，起着至关重要的作用。常规地震反射波超前地质预报方法虽各有其特点，但是多以二维方法为主，受限于自身观测系统，检波器组除接收到来自在隧道掘进前方不同地质体的有效信号外，也同时接收了各个方向的干扰信号，导致数据信噪比低，偏移成像结果不准确。三维地震反射波法超前地质预报因其具有良好的空间属性，能够对掌子面前方不良地质进行精确定位，从而成为今后超前地质预报主要的发展方向[5-8]。

然而，现有的三维地震反射波成像方法大多计算量大，且其三维观测方式现场实施难。Kirchhoff偏移成像法是目前相对较灵活、高效的三维叠前偏移方法。与其他的偏移方法相比， Kirchhoff偏移成像法具有以下优点：①不受观测系统的限制，炮检点可根据现场情况灵活布置；②对速度模型要求不高，不需要高精度的速度模型即可得到较为精确的成像效果；③计算效率较高，可较好地应用于生产。

本文研究了隧道三维地震反射波超前地质预报Kirchhoff偏移成像方法的相关技术，采用叠加类准则进行速度扫描，得到三维速度模型；

并采用快速行进法进行走时计算，提高旅行时间的计算精度。为验证算法的有效性，采用有限差分法进行地震波的三维波场模拟，对模拟数据进行Kirchhoff偏移成像，取得了较好的效果。……