摘要：近年来，伴随着国民经济的快速发展，人们生活水平逐步的提升，越来越关注水利工程的质量和安全。水利工程作为社会基础设施，在建设中不仅需要投入大量的资金、人力以及物力，其建设质量也关系着国家的财产以及人民的生命安全。因此，为了全面的提升水利结构工程的质量和安全，将运用井间层析成像技术对水利工程结构实施无损检测，该技术与钻探相互结合，在扩大工程质量评价范围的基础上，可以及时的发现工程结构中潜在的质量问题和安全隐患，为水利工程结构质量判断和检测奠定了技术保障。本文根据层析成像技术的内涵，分析了层析成像技术应用缺陷，并且提出了井间层析成像技术在水利结构工程检测中应用方式。
关键词：井间层析成像技术；水利结构工程；检测；应用
引言：井间层析成像技术是利用地震波在不同方向投射的波场信息，对地质介质内部精细结构进行成像，成像具有分辨率高、解析成果直观等优势，在公路、铁路、建筑等各个工程地质勘察中得到了广泛的普及和应用。在水利工程建设过程中，由于多方面因素的影响，会存在着很多潜在的结构质量问题，用肉眼是无法第一时间发现的， 而本文所探讨的则是在水利工程结构检测中，运用井间层析成像技术，可以检测到大坝裂缝、渗漏、白蚁危害等问题，并及时采取有效的控制措施，从而确保水利工程项目质量整体的提升。
一、层析成像技术的内涵
1、层析成像技术简述
所谓的层析成像（CT）指的是按照物体外部的测量数据，根据地球物理和数学的关系反演物体内部物理量的分布，最终完全得到清晰完整的图像分布技术。而地震层析成像技术是CT技术中勘测地球物理学应用的一个特例，包含了井间地震和地面地震两种。井间地震指的是在一口井中发射，在另一口或多口井中接收，而地面地震则是地面发射和接收。两种方法相比，井间地面方法具有能量传播快、接近探测目标率高等特征，其采集的数据也有较高的频率。
2、层析成像技术发展史
层析成像技术最先在医学领域中的X射线CT得到应用和发展。1917年奥地利数学家J.Radon首次提出了关于数学思想的投息重建图象，通过外部测量数据得出了内部物理量的分布关系。在1972年，CT技术在医学领域取得了显著的成就，首台X射线装置制造并诞生。后来，光波、超声波、x射线等CT技术在无损检测、工程结构等各个领域得到了普及和应用。1986年法国地球物理公司在印度洋岛上的工程大坝进行了勘测，在峡谷中布置了井间地震观测仪，并对10m之深的玄武岩流的渗透性质作了结构检测，发现其结构渗透性高，必须及时处理[1]。随着时代的发展，专门用于地球物理层析成像的观测仪器，也随着计算机技术的快速发展，在地球物理成像勘探技术也取得了进一步的发展和应用。其一，在井间地震波层析技术方面，已经探究了多种激发源的效果，运用效果较好的吧、包含了电压式的可空震源、电火花、脉冲型震源。从80年代开始，我们就将此项技术作为水电、建筑、地震各个领域中的重点攻克项目，无论是理论、技术还是实际应用方面，我们都开展了大量的研究工作。
二、层析成像技术应用缺陷分析
1、投射数据不完整
理论分析和数值模拟试验结果显示全方位观测系统具有良好的成像效果，而两井以及地面三遍发射和接收观测系统仅次于全方位观测系统。仅仅采用跨孔激发接收观测系统对沿井方向的二度异常体的探测水平以及对三度异常体在垂直方向位置的控制能力都相当低，哟启示探测范围和井间距离比较短时更加明显。由此可见，观测系统的位置分布对层析成像的精度有所影响。而在实际检测过程中，一般情况下，全方位观测系统成像都不全，观测条件最好的跨孔CT也只能在地表或井中实施检测活动。
2、数据检测精度不高
最原始的数据观测精度将会对最终的成像效果产生直接的影响。因此，拾取的初至走时必须可靠准确，这样才能促使信号频率达到高频近似条件。激发和接收点位的测量偏差都会造成重建图像产生失真的现象[2]。
3、介质各向异性方面问题
不同的地质介质间都存在不同的各向异性，若介质的异向性程度较高时则根据各向同性介质处理将会影响重构图像的精度高低。近年来，伴随着地震频发，地震层析成像可以提供较高分辨率受到了地质学家的广泛关注，也成为目前地理学家目前重要的研究课题之一。由于射线理论存在较大的局限性，未来波动方程层析成像将成为地震层析成像的关键技术。现如今，波动层析方法和技术也存在理论研究阶段，现场资料的复杂性以及某些参数提取的艰巨任务直接影响了波动层析技术的应用和发展。
三、井间层析成像技术在水利结构工程检测中应用方式
在水利工程建设过程中，会由于各种类型的大坝，其中包含了混凝土重力坝、土石坝以拱坝等，在建造中，由于各方面因素影响，都会产生不同程度的问题和缺陷[3]。其中常见的问题有：大坝发生渗漏和裂缝、涵管破损等问题。为了全面解决以上安全隐患问题，提升水利工程结构的质量和安全，可以采取相应的技术和方法进行质量检测。现如今采用的常规检测方法则是无损检测技术，主要包含了瑞利波法和电磁波法以及电法。瑞利波法由于具有频散特征，在地下地层探测中具有一定的优势。电磁波法是运用超高频脉冲电磁探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法，也称之为地雷达技术，这种技术可以探测小于十米的堤坝隐患，成象虽然直观，但对深部的小隐患反映不明显。电法对电阻率较为敏感，适用于在土坝中寻找采空区和漏水洞口。
其次，在混凝土坝勘测过程中，对混凝土与基础面结合情况以及大坝的基础分层评价，这些问题对探测的精度和深度要求相当高，以上几种方法均可应用。现有的常规检测技术为后续检测技术提供了技术继承，层析成像检测技术可以对水利工程的重要结构位置实施全面的质量缺陷检测[4]。
通过以上实践应用方式得知，井间地震（超声波）层析成像具有以下优势：
（1）检波器在不受地表风化层的影响前提下，减少高频信号的损失，提升成像分辨率。
（2）井间层析成像技术可以从全方位角度探测目标，直接运用透射波。
（3）井间超声波技术和地面地震技术结合的方式，可以更加全面的检测目标。
最后，井间层析成像技术充分的展现出精度不受深度的影响，物质分辨率也较高，可以充分的反映出水利工程结构中内部隐藏的缺陷和问题，并在第一时间提出处理措施，确保工程应用质量和安全[5]。
结束语：综上所述，层析成像技术，在不损伤水利工程内部结构的基础上，用专用的设备获取投影数据，并且选择合理的重建成像技术，可以直接反映出检测工程结构内部的潜藏的物理量，进而生成二维、三维图像直接呈现出内部特征，找到缺陷和问题存在的位置，并及时提出处理措施。该检测技术不仅费用低、检测效率高，且检测手段具有多样化特征，在未来具有良好的发展和应用前景。
参考文献：
[1]欧洋,高文利,李洋,王宇航.估计辐射参数的井间电磁波层析成像技术[J].地球物理学报,2019,62(10):3843-3853.
[2]李德山.井间电磁波层析成像技术应用进展[J].科学技术创新,2017(20):1-2.
[3]. 随钻井间电位层析成像技术研究与试验[C]. 中国地质学会.中国地质学会2013年学术年会论文摘要汇编——S02资源与环境地球物理勘查理论与方法技术分会场.中国地质学会:中国地质学会,2013:54-58.
[4]陈国金,张国宝,吴永栓,顾汉明. 井间走时层析成像技术在工程勘查中的应用[C]. 中国地球物理学会.中国地球物理学会第二十四届年会论文集.中国地球物理学会:中国地球物理学会,2008:276.
[5]苏全. 井间层析成像技术在水利结构工程检测中的应用[D].浙江大学,2007.
作者简介：王新建， 男 ，河南安阳人， 汉 ，硕士，研究方向：水利水电管理 、岩土工程。