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音频大地电磁测深法在深埋长大隧道勘探中的应用【摘要】通过介绍音频大地电磁（AMT）法工作布置、资料采集和处理流程，说明了该方法在深埋长大隧道勘探中的应用效果，同时对Winglink软件的功能特点进行了介绍，查明了隧道测区断层破碎带位置、宽度、产状，岩性分布状况及物性参数，结果证明音频大地电磁法在深埋长大隧道勘探中是有效的。
【关键词】AMT；Winglink；长大深埋隧道0.工区地质概况工区地层主要为新生界第四系全新统；中生界白垩系上统赤城山组、两头塘，白垩系下统朝川组；侏罗系上统九里坪组、茶湾组、西山头组三段、二段、一段。
工作区在大地构造上属华南褶皱系，为加里东期褶皱回旋之年轻地台，中生代岩浆活动强烈。
由于基底固结程度高，在陆缘活动阶段，自印支期及燕山早期，断裂活动十分发育，其承袭基底的北东向断裂，至燕山晚期断裂偏转后，北北东向等断裂也得到发育。
线路经过其次级构造单元—浙东南褶皱带，其构造差异又以丽水-余姚深断裂为界，其西为丽水-余姚隆起，东为临海-温州坳陷。
两者在地体性质和断裂构造分布上又有明显差异。
沿线另有北东向丽水-天台大断裂、永康大断裂、下坞弄大断裂及分布于临海-温州拗陷的大型“x”形共轭剪切断裂组等，它们控制着本区地貌、水系、脉状及岩株状火山岩形态、不良地质体的基本格局。
1.方法原理音频大地电磁法（AMT）法采集天然电磁场信号，工作频率0.1～10000Hz，单点采集时间大于40分钟，有效可用频率6～10000Hz，有效勘探深度大于2000米。
AMT方法观测天然电磁场的时间序列信号，然后将时间序列数据转化为频率域数据，进而计算出每个频点的电阻率值和相位阻抗。
该方法以卡尼亚大地电磁理论为依据，其理论的基本模型是: 假设场源位于高空,地面电磁场为平面电磁波，地下介质在水平方向是均匀的；定义电磁波在地下介质传播中，振幅衰减到地面振幅的1/ e 的深度为趋肤深度或穿透深度，因此,用不同频率的阻抗计算视电阻率，便可达到测深目的。
EH4大地电磁测深法在隧道勘察中应用及所受干扰的分析摘要：将EH4高频大地电磁测深法应用于长大深埋隧道------洞湾隧道岩溶、构造、岩性的勘察，通过与钻探及地质调绘的资料对比，EH4音频大地电磁法可以在宏观上查明深埋隧道岩溶发育状况、地质构造及地层岩性分界，为钻孔布置及隧道设计、施工提供地球物理依据，在长大深埋隧道勘察中能达到较为理想的效果。
但影响勘察结果的外部因素很多，深埋中的钢筋支护对勘察效果影响十分明显。
关键词：EH4高频大地电磁测深；深埋隧道；洞湾隧道；干扰影响近年来，公路建设中面对越来越多的深长大深埋隧道，长大深埋隧道有平面里程长、深埋大、地质构造复杂等特点，而且地形深切陡峭，钻探工作难以充分展开，一直是公路工程地质勘察与设计中的难点。
就地球物理勘探方法而言，重磁法在研究岩溶发育状况、基底的起伏和埋深、划分构造单元、确定深大断裂方面具备明显的优势[1][2]，大地电磁法是近十几年来迅速发展起来的一种电磁法勘探技术，具有工作效率高、探测深度大、分辨率高、受地形影响相对较小、抗干扰性能强、成本较低廉等特点，在100—1 500 m深度范围内，能查明电阻率差异较大的高、低阻不均匀体[3][4]。
洞湾隧道是赤水至望谟（仁怀至赤水段）高速公路中的一座长隧道，隧道正在开挖施工，在施工过程中发现在右洞（里程YK66+488左右）的右侧壁出现大溶洞，宽约10～20m，高约30～40m，往小里程顷斜，与右洞轴线小角度相交，本次勘查的重点在于探明洞湾隧道未开挖段的岩溶发育状况，通过采用EH4高频大地电磁测深法，取得了较为显著的效果，对后期的隧道开挖工作有较大的指导意义。
1、EH-4工作方法及原理本次勘测是采用上世纪九十年代由美国EMI公司和Geometrics公司联合推出的新一代电磁仪EH－4型StrataGem电磁系统，能观测到离地表几m至1000m 内的地质断面的电性变化信息，基于对断面电性信息的分析研究，可以应用于地下水研究、环境监测、矿产与地热勘察，以及工程地质调查等。
浅述高频大地电磁物理观测法在矿产勘察中的应用摘要：随着科学技术的发展，本文简述了某矿区在地形复杂的山区环境中，采用高频大地电磁法取得了良好的勘探效果，为矿山持续生产提供了正确的指导建议。
本方案和技术值得在矿产资源勘察中推广应用。
关键词：矿产勘察；矿区地质；物理观测；反演；高频大地电磁Abstract: with the development of science and technology, this paper describes in a mining area environment of the complex terrain of mountainous area, the earth with high frequency electromagnetic method has a good effect of exploration, mining continue to provide the right guidance of production Suggestions. This scheme and technical worth in mineral resources investigation in application.Keywords: mineral exploration; Mine geology; Physical observation; Inversion; The high frequency electromagnetic一、矿区地质概述及地球物理观测方案矿区出露地层为：奥陶系黄隘组（O1h）上部浅灰色中细粒砂岩夹薄层页岩，中部灰色厚层细粒砂岩夹页岩，底部灰绿色薄层页岩；白洞组（o1b）块状灰岩、白云岩，局部夹页岩；寒武系边溪组（∈1b）：不等粒砂岩。
矿区断裂构造发育，主要有NEE向和NE向两组，矿化受断裂破碎带控制明显，已发现矿体受NEE 向F1和NE向F2控制，矿体呈脉状、透镜状产出。
音频大地电磁在铁路隧道工程勘察中的应用
朱光喜
【期刊名称】《工程地球物理学报》
【年(卷),期】2009(006)003
【摘要】对于长大深埋铁路隧道的工程地质勘察,音频大地电磁(AMT)已经成为目前最为行之有效的物探勘察手段之一.音频大地电磁(AMT)测深法利用天然电磁场信号为场源,观测天然电磁场的时间序列信号,然后将时间序列数据转化为频率域数据,进而计算出每个频点的电阻率值和相位阻抗.野外采集的时间序列原始数据,经过Robust处理和带地形的二维反演,能真实反应地下的地质信息.通过近几年在青海某铁路隧道等工程的应用,取得了较好的效果.
【总页数】5页(P294-298)
【作者】朱光喜
【作者单位】铁一院甘肃勘察院,兰州,730000
【正文语种】中文
【中图分类】P631.3
【相关文献】
1.音频大地电磁法（AMT）在某铁路隧道勘察中的应用 [J], 张迅;雷旭友;李强强
2.可控源音频大地电磁在铁路工程勘察中的应用 [J], 郭志强;张继令;许广春
3.音频大地电磁法在宜万铁路隧道勘察中的应用效果 [J], 曹哲明
4.音频大地电磁法在复杂地形铁路隧道勘察中的应用 [J], 蒋伟; 段长生; 陈知富; 王向阳
5.音频大地电磁法在复杂地形铁路隧道勘察中的应用 [J], 蒋伟;段长生;陈知富;王向阳
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大地电磁在隧道探测中的应用为查明隧道地下地质构造情况，文章基于麦克斯维方程组原理，了解了大地高频电磁场特征和EH4电测深系统工作方法，结合西南某隧道低电阻层段和高电阻层段的地电断面实例，讨论分析了大地电磁法在隧道勘探中的应用。
结果表明，大地电磁法在岩性划分，断层、破碎带识别及含水层分析方面具有良好的应用效果，表明大地电磁法在隧道探测中具有可靠性和实用性。
标签：隧道；大地电磁法；EH41 高频大地电磁测深原理1.1 麦克斯维方程组电磁法勘探的基本方程是麦克斯维方程组：（1）式中E为电场强度；B为磁感应强度；D为电通量密度；H为磁场矢量，？塄为哈密顿算符。
1.2 EH4电磁测深系统介绍1.2.1 EH4电磁测深系统特征EH4工作频率范围在0.1Hz-100KHz之间，属于高频电磁测深频带范围。
EH4系统在勘探中有许多优点，具体表现为：（1）EH4电磁测深系统提供二维张量测量与处理、解释；（2）提供探测区外的场源，为某些频段信号差提供重要参考数据；（3）EH4电磁测深系统适用各种地形，采集数据效率高。
1.2.2 EH4电磁测深系统工作方法EH4电磁测深系统工作首先是从野外采集电磁场数据（Ex、Ey、Hx、Hy），进而进行去噪、信号加强等处理，然后通过二次处理输出相应数据。
根据EH4工作方法可以看出，其剖面测线的选择很灵活，测线布设不一定走直线，这大大提高了勘探效率。
2 大地电磁在隧道探测中的应用2.1 工区概况西南某公路隧道大部分地势比较平缓，但局部地区较陡，海拔高差在400米左右。
自上而下的地层包括第四系的卵砾石、黏土等松散岩土层，侏罗系自流井组砂、泥岩，三叠系须家河组含煤砂、泥岩；雷口坡组石灰岩等。
从电性特征来看工区完整的岩体与软弱岩体、破碎岩体存在着明显的电性差异，这为大地电磁测深勘探提供了前提保障。
2.2 测线布设从勘探目的来看，隧道中开展大地电磁法主要是为了查明地下一定深度范围内的岩性，并划分地层界线，判断地下断层、破碎带发育情况和分布位置。
音频大地电磁测深法在某隧道中的应用摘要:本文主要讲述了音频大地电磁测深在某隧道的实际应用，从野外的施工到室内的数据处理和资料成图解释。
依据音频大地电磁法（AMT）的带地形二维非线性共轭梯度（NLCG）反演结果，把电阻率异常分为吁类、郁类、芋类及域类，分别对应极破碎岩体（吁级围岩）、破碎岩体（郁级围岩）、较破碎岩体（芋级围岩）和完整岩体（域级围岩）。
结合围岩分级结果，查明了隧道洞深附近岩性、断层破碎带及岩溶位置，对岩体完整性进行了评估。
Abstract院This article mainly introduces the application of audio-frequency magnetotellurics in a tunnel, from wild construction toindoor data processing and data mapping. According to the inversion results of the topography based two-dimensional nonlinear conjugategradient (NLCG) of audio-frequency magnetotelluric (AMT), the resistivity anomaly is divided into Class吁, 郁, 芋and 域, corresponding toextremely broken rock mass (Class吁surrounding rock), fractured rock mass (Class 郁surrounding rock), relatively broken rock mass (Class芋surrounding rock ) and complete rock mass (Class域surrounding rock). In combination with the surrounding rock classification result, thetunnel nearby lithology, fault fracture zone and the karst location are found out, and the integrity of rock mass is evaluated.关键词院音频大地电磁；隧道；电阻率异常；围岩分级Key words院audio-frquency magnetotelluric；tunnel；resistivity anomaly；classification of surrounding rock中图分类号院P631；U45 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）29-0116-030 引言音频大地电磁测深法（AMT）勘测精度高，仪器轻便，费用低，所以在工程建设中应用广泛。
音频大地电磁测深法在大金山隧道勘探中的应用章丹贵;赵虎【摘要】隧道的勘探技术研究,一直是我国铁路隧道勘探研究的热点和难点,传统钻探及调绘等手段在隧道勘探中有较大的局限性,采用新方法技术是提高隧道勘察水平的重要手段之一.结合玉(溪)磨(憨)线特长隧道—大金山隧道音频大地电磁测深工作,阐述了音频大地电磁测深的方法原理、资料采集、地形校正等内容.以音频大地电磁法为主、结合钻探及地质调绘等手段,宏观上查明隧道的地质条件,为深孔钻探孔位布置和隧道设计提供了详实的基础资料.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】5页(P45-48,77)【关键词】高频大地电磁测深;铁路隧道勘探;地形校正【作者】章丹贵;赵虎【作者单位】中国中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031;四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】U456.3随着山区高铁的大规模兴建,选线的自由度变小,特长深埋隧道越来越多。
特长深埋隧道一般地形地质条件非常复杂。
新建铁路玉(溪)磨(憨)线大金山隧道为全线控制性工程之一,隧道断裂发育、岩性复杂,仅依靠传统勘探方法难以查明隧道的地质条件。
音频大地电磁测深法是上世纪末发展起来的一种先进物探方法,目前已广泛运用在地矿、煤炭、石油、水利、水电系统的工程地质勘探中,在铁路隧道勘探中,应用该方法近年来也取得良好的效果。
本文阐述了采集方法和地形校正等关键技术,大金山隧道的物探结果表明,音频大地电磁法宏观地查明了特长深埋隧道的工程地质条件,为深孔钻探孔位布置和隧道设计提供了详实的基础资料。
2.1 地形、地质概况大金山隧道全长10 515 m,最大埋深约456 m,测区属中低山地貌,地形起伏大;地面横坡陡峻,自然坡度20～50°,局部陡峻,坡面植被发育,基岩露头少。
隧道地处印度板块与欧亚板块碰撞缝合带之东部,欧亚板块西南缘,横跨扬子亚板块之康滇古隆起与滇中拗陷,滇缅泰亚板块之保山褶皱带及其相互碰撞汇聚而成的缝合带,地质构造复杂。
40河北地质2020年第！期大地电磁测深法在隧道勘察中的应用张悦1苗景春"刘蓓蓓2(1.河北省地球物理勘查院廊坊085000).河北省区域地质调查院廊坊065000)摘要隧道勘察中应用的大地电磁法是一种高效、轻便的以探测地质体电性分布特征为依据的物探勘探方法。
大地电磁法勘探具有高效性、灵活性、相对较低的观测条件要求，在以山岭隧道为主的勘探中尤为突出。
通过 方法对比分析，根据隧道地形地貌特征选择适当频率的大地电磁方法，具有事半功倍的效果。
关键词大地电磁隧道勘察电性特征E H4高频大地电磁音频大地电磁1引言随着我国高速公路、高速铁路建设快速发展，复 杂地形地质条件及恶劣自然环境是对工程勘察阶段 相关技术的挑战。
大地电磁法解决了隧道勘察中构 造判识、不良地质体圈定等技术特点，尤其在山岭隧 道勘察中表现出其科学性、有效性和先进性的特点。
大地电磁测深法是通过观测交变电磁场随时间 变化的时序信号，通过分析计算时序信号得到不同 频率电磁波的波阻抗及视电阻率和相位值，经反演 处理得到地下不同深度介质的电阻率值，以此达到 对地下介质进行电性测深的目的。
大地电磁测深法在矿产勘查、地热资源勘查及 地质、水文勘查工程中已得到广泛应用。
大地电磁 测深法在隧道勘察应用中具有：装备简便、观测条件 要求低、数据采集高效、电磁干扰相对低等优越条 件。
通过测试地下介质的电性特征分布情况，达到 对地下岩土介质的划分和圈定以及对不良地质体的 存在及分布情况进行科学推断。
2常用物探方法隧道勘察中常用的物探方法主要有地震勘探和 电法勘探两大类。
其中，地震勘探主要有地震折射 波法和地震反射波法；电法勘探主要有高密度电法地 法。
地震折射波法是利用弹性波由低速介质向高速 介质人射产生折射波，通过观测折射波的初至时间 计算得出：低速层波速值、低速层厚度值、高速层波 速值以及界面起伏变化情况。
地震反射波法是利用弹性波在波阻抗界面产生反射波，通过观测反射波 信号分析计算，得到反射剖面，达到勘探的目的。
高频电磁测深法在地热勘探中的初步应用
谢可明;宋喜林
【期刊名称】《物探装备》
【年(卷),期】2004(014)002
【摘要】目前,利用电法勘探寻找地下水资源的方法多种多样,也取得了较好的效果.而高频电磁测深法以其独特的技术优势在寻找地下水方面更有不少成功的例子.本文从工作原理、野外施工方法、资料处理以及在广西找水的应用实例等方面来说明该勘探方法在寻找地下水方面的应用效果.
【总页数】4页(P118-121)
【作者】谢可明;宋喜林
【作者单位】胜利油田大明集团股份有限公司,山东,东营,257000;东方地球物理公司,河北,涿州,072751
【正文语种】中文
【中图分类】P5
【相关文献】
1.可控源音频大地电磁测深法在地热勘探中的应用 [J], 柳建新;麻昌英;孙丽影;曹创华
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3.高频大地电磁测深法与双频激电法在水文地质调查中的应用 [J], 麻昌英;柳建新;孙娅;刘海飞
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《西藏科技》2017年12期（总第297期）音频大地电磁测深技术在隧道不良地质体勘探中的应用肖明宇1，2孙雯1（1.贵州省环能地质咨询有限责任公司；2.贵州理工学院，贵州贵阳550003）摘要：天然场音频大地电磁法（以下简称AMT法）以电阻率的差异作为物质基础，根据所观测到的视电阻率值的大小以及随着频率变化的情况来推断解释地下地质体空间分布的一种天然源频率域物探方法。
文章采用AMT技术对某隧道进行勘探，目的是探测该隧道走向范围内隐伏断层的空间形态：包括断层走向、倾向、倾角及断层破碎带的宽度、物质成分和水文地质条件以及隧道洞身范围内的岩体的完整性、赋水性等。
应用结果表明，AMT技术在隧道不良地质体无损勘探中能取得较好的应用效果。
关键词：AMT技术地质构造视电阻率断层破碎带1地质概况及地球物理特征1.1地质概况勘探区域位于云南典型的低山沟壑区域，属浅谷缓坡地带，相对高差300m左右，测线范围内地面高程在300-600m之间，交通便利，测线地势北南倾斜。
隧道所经区域主要地层为元古界片岩及沟谷地带零星分布有第四系冲物，片岩表层风化严重。
隧道东北侧发育数条与线路近乎平行的断层，深部构造可能较为发育，该隧道受2条断层切割，与隧道交汇，交汇地段岩体破碎，节理裂隙发育。
1.2地球物理特征AMT法是以电阻率的差异来划分地层岩性及地质构造、并根据电阻率值的大小以及展布形态来判释地下地质体空间分布的一种物探方法［1］。
针对该次勘探的地质任务，影响AMT视电阻率电阻率的主要因素有断层构造内的填充物的电阻率及断层构造的含富水情况等［2］。
根据对勘探区内岩石样品的统计和勘探区地球物理反演结果分析，得出各类岩体的反演电阻率值范围（见表1）。
由表1可知，勘探区内不同岩性之间、较完整岩体与断层破碎带以及破碎、软弱或含水岩体之间存在明显的电性差异［3］，因此具备开展AMT法的地球物理勘探的物性条件。
表1物性参数统计表地层岩性电阻率ρ(Ω.m)风化层100-400白垩系砂岩夹泥岩，岩体破碎200-400元古界片岩，岩体破碎，富水200-400元古界片岩，岩体较破碎，中等富水400-750元古界片岩，岩体较完整，弱富水750-2000元古界变粒岩，岩体破碎，富水150-350元古界变粒岩，岩体较破碎，中等富水350-600断层破碎带，富水150-4002工程布置及采集参数物探测线基本沿隧道走向中线布置，共完成AMT 剖面总长约2750m，点距约30m，共布设AMT点93个。
