瞬变电磁法在岩溶隧道超前地质预报中应用
- 格式：pdf
- 大小：203.45 KB
- 文档页数：2
皿雹圃器 刚
瞬 变 电磁 法 在 岩溶 隧道 超 前 地 质 预报 中应 用 ① 工程技术
郑 恩 树 （ 中铁 二十二局 集 团有限公 司 北京 １ Ｏ ０ ） ０ ０ ０
摘 要： 岩溶 隧道 由于岩溶发育 的不确定性 ， 经常对隧道施 工遗成严重 的危害 ， 甚至连 成严重的人 身伤亡 事故 ， 寻求可靠 的探 测结果一直 是 工 程 界 十 分 关 注 的 热 点 问题 。 文 采 用瞬 变 电磁 法 进 行 岩溶 隧 道 超 前 探 测 ， 测结 果 表 明 瞬 变 电磁 法 对 岩 溶 发 充 育情 况 有 较 好 的 电性 论 探 反 应 ， 充 分 的地 质 条 件 调 查 的 基 础 上 可 有 效 的 进 行 岩 溶 隧 道 的 超 前 预 报 。 在 关键词 ： 岩溶 瞬变电磁 分辨率 沪昆客专 中 图分 类 号 ： ｕ４ Ｔ １ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ ２ ７ １ ２ ｌ ） ３ａ一０ ５ —０ １ ７ —３ ９ （ ０ ｚｏ （） ０ ０ ２ 隧道超 前地质预报 （ ｏｏ ｉａ ｒｄｃ — Ｇｅ ｌｇｃ ｌｐ ｅ ｉａ
区 条 件 的 非平 面 波 影 响 。 何 判 断 信 号 已 如
进 入 近 区 、 渡带 ，目前 还 没有 明确 界 定 的 过
平 在 预 报 准 确 性 和 可 靠 性 方 面 还 有 待 提
高。
办 法 ， 要 根 据 岩 层 的 电 特 征 性 作 深 入 研 需
究才能确 定。
根据 电磁波的趋肤 效应理 论 ， 出了 导
区 进 行 地 质构 造和 地 下 空 洞 的 探 测 ， 于 由
ｔ ｎ ｉ ｕ ｎ １ ｉ ｎ ｔ ｎ ｅ） ｏ 是在分 析既 有的地 质资料 的 趋 肤 深 度 （ 测深 度） 计 算 公式 为 ： 探 基 础 上 ， 用地 质调 查 、 探 、 前 地 质 钻 采 物 超
受到限制 ， 因而 要 确 的 达 到 预 报 的 要 求 难 度 很 大 ， 内 外 的 工 程 地 球 物 理 工 作 者 国 在 不 断 地 改进 探 测 技 术 和 分 析 方 法 ， 图 试
磁 波 的 传 播 深 度 （ 探 测 深 度） 或 与频 率 成 反
比； 高频 时 ， 探测 深 度 浅 ， 频 时 ， 低 探测 深 度
在 采 集数 据 时 ， 存 在 因收 发 距 ，太 小 ， 既 使
观 测 区过 早 进 入 近 区 的 问题 ； 存 在 因 距 又 离 ｒ太 大 ， 信 噪 比 太低 ， 以 保 证观 测 精 使 难
各 向 异性 校 正 ： 隧 道 工程 中 ， 遍 存 在 普 在 同 一 测 深 点 沿 不 同 方 向 具 有 不 同 导 电 性 ， 瞬 变 电磁 法 是 在 均 匀 各 向 同 性 大 地 而
以保证观测精度 。 瞬 变 电 磁 法 因场 源 采 用 人 工 场 ， 以 所
往 在 野外 高 、 中频 数 据 较 有规 律 ， 了低 频 到
数 据 质 量 明显 受到 影 响 ， 一 种 不 满 足 波 是
提 高 预 报 的 可 靠 性 和 精 度 ， 然 已经 取 得 虽
了很 多成 功 的 经 验 ＿ 】但是 目前 的 技 术水 】 ，
探、 超前 导 坑 等 手 段 ， 隧 道开 挖 工 作 面 前 对
隧 道 工 程 内可 供 观 测 的 空 间 位 置 有 限 ， 观 测方案受到限制 ， 因而 要 准 确 的 达 到 预 报
的 要 求 难 度很 大 ， 内 外 的 工 程 地 球 物 理 国 工 作 者 在 不 断 地 改 进 探 测 技 术 和 分 析 方
深 。 们 可 以 通 过 改 变 发 射 频 率 来 改 变 探 人 测 深 度 ， 到 探 测 的 目的 。 达
法 ， 图提 高 预 报 的可 靠 性 和 精 度 ， 试 因此 瞬
变 电磁 法 在 岩 溶隧 道 探 测 时 必须 解 决 诸 如 近 场 效 应 、 向异性 、 态 效应 、 辨 能 力 、 各 静 分 探 测 深 度 等技 术难 题 。
Ｈ ２、 ：５『 ６ ． ／ ｅ
由式（ ） 知 ， ２可 当地 表 电 阻率 固定 时 ， 电
方 的 工 程 与水 文地 质 条件 及 不 良地 质 体 的 工 程 性 质 、 置 、 状 和 规 模 等 进 行 探测 、 位 产 分析判断及预报 ， 提出技术措施建议。 并 隧 道 施 工 地 质 超 前 预 报 ， 是 利 用 一 就 定 的 技 术 和 手 段 收 集 隧 道所 在 岩 体 的 有 关 资料 ， 运 用 相 应 的 理 论 和 规 律 对 这 些 资 并 料进行分析、 研究 ， 而 对 施 工掌 子 面 前 方 从 岩 体 情 况 或 成 灾 可 能 性 做 出预 报 。 由于 隧 道 内 可 供 观 测 的 空 间 位 置 有 限 ， 测 方 案 观
瞬 变 电 磁 法是 把 观测 区域 布 置 在 一 个
近 场 效 应 校 正 ： 变 电 磁 法 是 人 工 场 瞬 源频 率 测 深 ， 其场 源 是 人 为可 控 的 ， 探测 时
可控 范 围是 有 限 的 ， 当收 发 距 离和 工 作 频 率 固 定 ， 均 匀 的 电导 率 将 改 变 电 磁 波 传 非 播 的场 区范 围 ， 且 是 预先 不 好 预 测 的 ， 并 往
梯 形 面 积 内 ， 形 的 上底 为 发 射 偶 极 所 在 梯
的位 置 ， 线 到发 射 偶 极 的 距离 应 大 干３ 测 倍
的趋 肤 深 度 。 线 的 长 度 ， 测 应保 持 在 梯 形面
积之 内。 据 电磁 场 强 度 的 理论 计 算 ， 根 在梯
形 的 边 部 ， 强 度 明显 变 弱 ， 此 ， 场 为 根据 野 外的实践经验 ， 最好 把 测 区 布 置 在 一 个 以 发 射 偶 极 为 边 的矩 形 面 积 之 内 ， 样就 可 这
瞬 变 电磁 法 在 岩溶 隧道 超 前 地 质 预报 中应 用 ① 工程技术
郑 恩 树 （ 中铁 二十二局 集 团有限公 司 北京 １ Ｏ ０ ） ０ ０ ０
摘 要： 岩溶 隧道 由于岩溶发育 的不确定性 ， 经常对隧道施 工遗成严重 的危害 ， 甚至连 成严重的人 身伤亡 事故 ， 寻求可靠 的探 测结果一直 是 工 程 界 十 分 关 注 的 热 点 问题 。 文 采 用瞬 变 电磁 法 进 行 岩溶 隧 道 超 前 探 测 ， 测结 果 表 明 瞬 变 电磁 法 对 岩 溶 发 充 育情 况 有 较 好 的 电性 论 探 反 应 ， 充 分 的地 质 条 件 调 查 的 基 础 上 可 有 效 的 进 行 岩 溶 隧 道 的 超 前 预 报 。 在 关键词 ： 岩溶 瞬变电磁 分辨率 沪昆客专 中 图分 类 号 ： ｕ４ Ｔ １ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ ２ ７ １ ２ ｌ ） ３ａ一０ ５ —０ １ ７ —３ ９ （ ０ ｚｏ （） ０ ０ ２ 隧道超 前地质预报 （ ｏｏ ｉａ ｒｄｃ — Ｇｅ ｌｇｃ ｌｐ ｅ ｉａ
区 条 件 的 非平 面 波 影 响 。 何 判 断 信 号 已 如
进 入 近 区 、 渡带 ，目前 还 没有 明确 界 定 的 过
平 在 预 报 准 确 性 和 可 靠 性 方 面 还 有 待 提
高。
办 法 ， 要 根 据 岩 层 的 电 特 征 性 作 深 入 研 需
究才能确 定。
根据 电磁波的趋肤 效应理 论 ， 出了 导
区 进 行 地 质构 造和 地 下 空 洞 的 探 测 ， 于 由
ｔ ｎ ｉ ｕ ｎ １ ｉ ｎ ｔ ｎ ｅ） ｏ 是在分 析既 有的地 质资料 的 趋 肤 深 度 （ 测深 度） 计 算 公式 为 ： 探 基 础 上 ， 用地 质调 查 、 探 、 前 地 质 钻 采 物 超
受到限制 ， 因而 要 确 的 达 到 预 报 的 要 求 难 度 很 大 ， 内 外 的 工 程 地 球 物 理 工 作 者 国 在 不 断 地 改进 探 测 技 术 和 分 析 方 法 ， 图 试
磁 波 的 传 播 深 度 （ 探 测 深 度） 或 与频 率 成 反
比； 高频 时 ， 探测 深 度 浅 ， 频 时 ， 低 探测 深 度
在 采 集数 据 时 ， 存 在 因收 发 距 ，太 小 ， 既 使
观 测 区过 早 进 入 近 区 的 问题 ； 存 在 因 距 又 离 ｒ太 大 ， 信 噪 比 太低 ， 以 保 证观 测 精 使 难
各 向 异性 校 正 ： 隧 道 工程 中 ， 遍 存 在 普 在 同 一 测 深 点 沿 不 同 方 向 具 有 不 同 导 电 性 ， 瞬 变 电磁 法 是 在 均 匀 各 向 同 性 大 地 而
以保证观测精度 。 瞬 变 电 磁 法 因场 源 采 用 人 工 场 ， 以 所
往 在 野外 高 、 中频 数 据 较 有规 律 ， 了低 频 到
数 据 质 量 明显 受到 影 响 ， 一 种 不 满 足 波 是
提 高 预 报 的 可 靠 性 和 精 度 ， 然 已经 取 得 虽
了很 多成 功 的 经 验 ＿ 】但是 目前 的 技 术水 】 ，
探、 超前 导 坑 等 手 段 ， 隧 道开 挖 工 作 面 前 对
隧 道 工 程 内可 供 观 测 的 空 间 位 置 有 限 ， 观 测方案受到限制 ， 因而 要 准 确 的 达 到 预 报
的 要 求 难 度很 大 ， 内 外 的 工 程 地 球 物 理 国 工 作 者 在 不 断 地 改 进 探 测 技 术 和 分 析 方
深 。 们 可 以 通 过 改 变 发 射 频 率 来 改 变 探 人 测 深 度 ， 到 探 测 的 目的 。 达
法 ， 图提 高 预 报 的可 靠 性 和 精 度 ， 试 因此 瞬
变 电磁 法 在 岩 溶隧 道 探 测 时 必须 解 决 诸 如 近 场 效 应 、 向异性 、 态 效应 、 辨 能 力 、 各 静 分 探 测 深 度 等技 术难 题 。
Ｈ ２、 ：５『 ６ ． ／ ｅ
由式（ ） 知 ， ２可 当地 表 电 阻率 固定 时 ， 电
方 的 工 程 与水 文地 质 条件 及 不 良地 质 体 的 工 程 性 质 、 置 、 状 和 规 模 等 进 行 探测 、 位 产 分析判断及预报 ， 提出技术措施建议。 并 隧 道 施 工 地 质 超 前 预 报 ， 是 利 用 一 就 定 的 技 术 和 手 段 收 集 隧 道所 在 岩 体 的 有 关 资料 ， 运 用 相 应 的 理 论 和 规 律 对 这 些 资 并 料进行分析、 研究 ， 而 对 施 工掌 子 面 前 方 从 岩 体 情 况 或 成 灾 可 能 性 做 出预 报 。 由于 隧 道 内 可 供 观 测 的 空 间 位 置 有 限 ， 测 方 案 观
瞬 变 电 磁 法是 把 观测 区域 布 置 在 一 个
近 场 效 应 校 正 ： 变 电 磁 法 是 人 工 场 瞬 源频 率 测 深 ， 其场 源 是 人 为可 控 的 ， 探测 时
可控 范 围是 有 限 的 ， 当收 发 距 离和 工 作 频 率 固 定 ， 均 匀 的 电导 率 将 改 变 电 磁 波 传 非 播 的场 区范 围 ， 且 是 预先 不 好 预 测 的 ， 并 往
梯 形 面 积 内 ， 形 的 上底 为 发 射 偶 极 所 在 梯
的位 置 ， 线 到发 射 偶 极 的 距离 应 大 干３ 测 倍
的趋 肤 深 度 。 线 的 长 度 ， 测 应保 持 在 梯 形面
积之 内。 据 电磁 场 强 度 的 理论 计 算 ， 根 在梯
形 的 边 部 ， 强 度 明显 变 弱 ， 此 ， 场 为 根据 野 外的实践经验 ， 最好 把 测 区 布 置 在 一 个 以 发 射 偶 极 为 边 的矩 形 面 积 之 内 ， 样就 可 这
