可控源音頻大地電磁法在鐵路隧道不良地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

以云霧山隧道為例,重點(diǎn)介紹了音頻大地電磁方法數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜地形條件下對(duì)地層、構(gòu)造、巖溶的探測(cè)效果。

選用csamt測(cè)深法進(jìn)行勘查,利用40m點(diǎn)距施工csamt測(cè)深剖面,圈定區(qū)內(nèi)巖性界線、巖體侵入接觸帶、斷層及隱伏構(gòu)造有關(guān)的低阻帶異常,為地質(zhì)工作的開展提供下一步工作的建議.

我國目前對(duì)于礦山環(huán)境的保護(hù)越來越看重,因此為了增加我國礦山環(huán)保力度,增強(qiáng)綠色環(huán)保型的需求,我國研制了一種新型的使用電磁的方法,并逐漸的對(duì)這種方法進(jìn)行改進(jìn),勘測(cè)到礦產(chǎn)資源,并且對(duì)其進(jìn)行使用。而我國作為礦產(chǎn)資源十分豐富的國家之一,想要勘測(cè)礦產(chǎn)資源就需要用可控源音頻對(duì)其進(jìn)行一定的監(jiān)測(cè),這樣才能對(duì)礦山環(huán)境進(jìn)行熟悉,并且在目前我國是世界上使用礦產(chǎn)資源較多的國家。本文闡述了目前我國使用可控源音頻探測(cè)礦山的背景,并對(duì)其中的問題和如何使用進(jìn)行了一定的討論。

天然場(chǎng)音頻大地電磁法(以下簡稱amt法)以電阻率的差異作為物質(zhì)基礎(chǔ),根據(jù)所觀測(cè)到的視電阻率值的大小以及隨著頻率變化的情況來推斷解釋地下地質(zhì)體空間分布的一種天然源頻率域物探方法。文章采用amt技術(shù)對(duì)某隧道進(jìn)行勘探,目的是探測(cè)該隧道走向范圍內(nèi)隱伏斷層的空間形態(tài):包括斷層走向、傾向、傾角及斷層破碎帶的寬度、物質(zhì)成分和水文地質(zhì)條件以及隧道洞身范圍內(nèi)的巖體的完整性、賦水性等。應(yīng)用結(jié)果表明,amt技術(shù)在隧道不良地質(zhì)體無損勘探中能取得較好的應(yīng)用效果。

大地電磁法是一種天然源電磁測(cè)深方法,具有勘探深度較大,分辨能力強(qiáng),觀測(cè)效率高的特點(diǎn),是探測(cè)巖溶及研究地質(zhì)構(gòu)造和尋找隱伏斷層的有效方法。尤其在大中型隧道的前期勘探中將會(huì)發(fā)揮重要的作用。該方法與常規(guī)的同類物探方法相比,在勘探深度和分辨率均有較大的提高。介紹了大地電磁法在滬蓉國道隧道比選勘探中的應(yīng)用效果,查明了兩條測(cè)線的溶洞發(fā)育情況、斷層分布及其特征,為今后在隧道、橋址地質(zhì)勘察中快速探測(cè)溶洞及斷層等地質(zhì)構(gòu)造,探索了一條新途徑。

對(duì)于長大深埋鐵路隧道的工程地質(zhì)勘察,音頻大地電磁(amt)已經(jīng)成為目前最為行之有效的物探勘察手段之一。音頻大地電磁(amt)測(cè)深法利用天然電磁場(chǎng)信號(hào)為場(chǎng)源,觀測(cè)天然電磁場(chǎng)的時(shí)間序列信號(hào),然后將時(shí)間序列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為頻率域數(shù)據(jù),進(jìn)而計(jì)算出每個(gè)頻點(diǎn)的電阻率值和相位阻抗。野外采集的時(shí)間序列原始數(shù)據(jù),經(jīng)過robust處理和帶地形的二維反演,能真實(shí)反應(yīng)地下的地質(zhì)信息。通過近幾年在青海某鐵路隧道等工程的應(yīng)用,取得了較好的效果。

擬建隧道地表溶蝕風(fēng)化嚴(yán)重、節(jié)理裂隙較發(fā)育,斷層、巖溶及其賦水性是該隧道施工的隱患,本文將高頻大地電磁法應(yīng)用于該隧道路肩線所經(jīng)過的基巖內(nèi)的巖溶及斷裂發(fā)育帶的勘察,觀測(cè)頻率為0.001~100khz的天然場(chǎng)源,根據(jù)勘察的視電阻率異常區(qū)和反演結(jié)果,結(jié)合工程鉆探及地質(zhì)資料,圈定了隱伏的巖溶和斷裂發(fā)育帶,根據(jù)隧道開挖的資料統(tǒng)計(jì),所揭露的溶洞發(fā)育帶與解釋的低阻異常相對(duì)應(yīng),說明高頻大地電磁法是一種勘探深度大、勘探效果好的隧道巖溶裂隙發(fā)育帶勘探方法,其結(jié)果可以指導(dǎo)隧道開挖過程中的地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和處理。

音頻大地電磁法具有勘探效率高,探測(cè)深度大,橫向分辨率高等優(yōu)點(diǎn),而被廣泛應(yīng)用于公路及鐵路隧道勘察中,用以解決對(duì)斷層、破碎帶等地質(zhì)問題的探測(cè)工作,效果顯著,然而大地電磁反演解釋僅限于二維反演解譯,不能很好解決隧道工程地質(zhì)的精細(xì)分析。以某工區(qū)隧道為例,進(jìn)行音頻大地電磁法極化特征分析,對(duì)比分析大地電磁二維反演成果,綜合分析隧道工程地質(zhì)特征,結(jié)果表明,大地電磁極化特征可以有效揭示隧道工程地質(zhì)特征,同時(shí)可以反映隧道維性特征,結(jié)合大地電磁二維反演成果,更好地解釋隧道工程地質(zhì)特征。

本文在簡述音頻大地電磁法,簡稱amt法的基本原理和工作方法基礎(chǔ)上,通過工程實(shí)例證實(shí)了amt法在甘肅省甘南高海拔、薄凍土地層的可靠性。

該文講述了音頻大地電磁法勘探在阿爾金山公路隧道中的實(shí)際應(yīng)用。依據(jù)音頻大地電磁法(amt)的帶地形二維非線性共軛梯度(nlcg)反演結(jié)果,探查地質(zhì)構(gòu)造位置、性質(zhì)、傾向及破碎帶寬度,查清是否存在隱伏斷裂等地質(zhì)構(gòu)造;劃分出不同地層巖性、巖帶的分界線并查明其接觸關(guān)系及完整性;查明相對(duì)軟弱巖體在隧道洞身段的分布形態(tài)特征;查明地下水發(fā)育特征,并進(jìn)行賦水性分析;針對(duì)不同地層巖性或同一巖性的富水性、完整程度不同分段提供電阻率等物性參數(shù)。把電阻率異常帶和地調(diào)、鉆孔勘探成果相結(jié)合,綜合劃分隧道圍巖級(jí)別,為隧道設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。

近些年來，大地電磁法勘探方法在公路隧道勘察中得以推廣應(yīng)用，并取得顯著成效。本文以莆永高速公路白土巖隧道為例，探討大地電磁法勘探的影響因素和成果分析，為大地電磁法勘探方法在公路隧道工程勘察中的應(yīng)用提供借鑒。

高頻大地電磁論文：高頻大地電磁法在隧道勘察與探測(cè)中的 應(yīng)用研究 【中文摘要】近年來,鐵路建設(shè)工程量大且項(xiàng)目繁多,其中長大隧 道的地質(zhì)勘探一直以來都是較為復(fù)雜的工程難題。本文結(jié)合某隧道的 實(shí)際應(yīng)用情況,探討了高頻大地電磁測(cè)深的基本理論,介紹了近年來 應(yīng)用較為普遍的電磁儀器：eh4電導(dǎo)率成像儀,并對(duì)該儀器的相關(guān)理 論和方法作了較為詳細(xì)的研究,包括基本理論、工作方式和方法、數(shù) 據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理、相關(guān)技術(shù)研究等內(nèi)容。最后,將eh4系統(tǒng)應(yīng)用于 工程實(shí)例,著重對(duì)成果圖進(jìn)行分析解釋,在此基礎(chǔ)上劃分圍巖等級(jí),并 對(duì)工程施工提出合理建議。eh4系統(tǒng)具有較好的應(yīng)用效果和前景,但 由于技術(shù)封裝十分嚴(yán)密,目前對(duì)其認(rèn)識(shí)尚有不足,因此,對(duì)其技術(shù)進(jìn)行 深入細(xì)致的研究則是本文的重點(diǎn)。首先研究其輸出文件內(nèi)容成為本文 的一個(gè)重點(diǎn),如果能詳細(xì)了解該內(nèi)容,不僅能為后續(xù)數(shù)據(jù)處理提供保 障

在充分利用該區(qū)域已有地質(zhì)成果基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)巖石物性測(cè)量結(jié)果的分析，得出目標(biāo)層與圍巖有著明顯的電性

采用淺層地震反射法與音頻大地電磁法進(jìn)行綜合勘探,做出物性綜合解譯,并進(jìn)行鉆探驗(yàn)證,查明了某采空區(qū)的平面分布邊界、埋深及規(guī)模等空間形態(tài),為鐵路地質(zhì)選線及地質(zhì)災(zāi)害治理工作提供了科學(xué)依據(jù)。

在鐵路深大隧道勘察中,頻率域電磁法已經(jīng)成為一種可靠的地球物理方法。eh-4系統(tǒng)屬于部分可控源與天然場(chǎng)源相結(jié)合的一種頻率域電磁測(cè)深系統(tǒng)。本文介紹了該方法所采用的設(shè)備工作原理和資料分析過程,結(jié)合工程實(shí)例,成功解譯出隧道的斷層、巖溶等地質(zhì)問題,尤其對(duì)復(fù)雜地區(qū)的深大隧道勘察提供了一種有效的勘察方法。

在鐵路建設(shè)中,對(duì)長大深埋隧道的勘察,需要對(duì)各種不同深度的地質(zhì)體進(jìn)行探測(cè),采用磁源瞬變電磁法工作前必須通過實(shí)地試驗(yàn)工作,合理地選取工作裝置、設(shè)置儀器參數(shù)。從方法原理特點(diǎn)出發(fā),結(jié)合實(shí)例總結(jié)出了一組適合瞬變電磁儀進(jìn)行淺、深部探測(cè)的工作參數(shù)及需注意的問題,實(shí)踐表明磁源瞬變電磁法在鐵路隧道勘察中具有很大的應(yīng)用潛力。

鐵路隧道周圍一定范圍內(nèi)的巖溶洞穴及斷層構(gòu)造,都將對(duì)隧道施工產(chǎn)生安全隱患,本文闡述采用eh?4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)的高頻大地電磁法能夠準(zhǔn)確快速的探測(cè)一定深度范圍內(nèi)的溶洞、斷層等地質(zhì)構(gòu)造,對(duì)施工區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和巖溶的賦存狀態(tài)進(jìn)行超前的宏觀預(yù)測(cè),并將野外的成功實(shí)例進(jìn)行分析。

物探作為隧道工程地質(zhì)勘察的重要方法手段之一，具有極大的工程價(jià)值和社會(huì)意義。基于幾種常用的工程物探方法的基本原理及特點(diǎn)、基礎(chǔ)理論，同時(shí)結(jié)合前人的工作經(jīng)驗(yàn)及研究成果，總結(jié)了高密度電法及大地電磁法在隧道工程勘探中的適用性，為隧道工程勘察物探方法的選擇提供了參考，并根據(jù)各種方法的適用性將其運(yùn)用到高速公路隧道地質(zhì)勘察中，取得了較好的探測(cè)效果，具有一定的指導(dǎo)意義。

運(yùn)用可控音頻大地電磁法(csamt)對(duì)福建馬坑鐵礦礦區(qū)西側(cè)邊界進(jìn)行補(bǔ)充勘察,其解譯結(jié)果與前期鉆探結(jié)果相吻合,進(jìn)一步證明該方法在勘測(cè)復(fù)雜地形條件下的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)是行之有效的手段。

在水域條件下-的--工-程地質(zhì)勘察,若需查明基巖起伏形態(tài)、隱伏斷層走向及發(fā)育規(guī)模等,一般的物探方法很難取得理想的效果。以天然氣管網(wǎng)江津段長江穿越工程為例,應(yīng)用瞬變電磁法在水域條件下進(jìn)行勘測(cè),探測(cè)出了江水的深度、覆蓋層的厚度和基巖的起伏形態(tài),經(jīng)鉆探驗(yàn)證,資料一致性較好;表明瞬變電磁法在水域勘測(cè)方面有良好的應(yīng)用前景。

團(tuán)溪鋁土礦主要賦存在灰?guī)r和白云巖之間,通過音頻大地電磁測(cè)深資料進(jìn)行反演分析,發(fā)現(xiàn)它們的地球物理模型表現(xiàn)為兩高夾低阻的層狀或視層狀模型。因此采用音頻大地電磁測(cè)深(amt)。可以有效地探測(cè)出鋁土礦化的空間分布,較好的區(qū)分了礦層及其上下圍巖。

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,鐵路交通里程數(shù)和覆蓋范圍不斷提升.作為鐵路工程建設(shè)的重要組成部分,隧道施工對(duì)于保證車輛正常通行和人員財(cái)產(chǎn)安全有著重要的影響,是工程建設(shè)行業(yè)研究的重點(diǎn).不良地質(zhì)條件對(duì)于隧道工程有著嚴(yán)重的影響,在存在地質(zhì)災(zāi)害隱患的地段,隧道整體穩(wěn)定性和載荷承載能力所承受的干擾較為明顯,需要采取有效的措施加以解決,在具體的施工方案選擇和不良地質(zhì)處理方面投入更多的人力物力.本文以某鐵路隧道工程施工為例,探討了鐵路隧道施工不良地質(zhì)災(zāi)害對(duì)策的相關(guān)內(nèi)容,旨在提供一定的參考與借鑒.