高频大地电磁法在隧道塌方抢险勘探中应用.pdfVIP

第33卷增刊 物探化探计算技术 2011年7月 文章编号：100l—1749(2011)增刊(1)--0022--04 高频大地电磁法在隧道塌方抢险勘探中的应用 马文德 (中铁二院成都地勘岩土工程有限公司物探所，成都610031) 摘要：这里简要介绍了高频大地电磁法原理、EH一4电磁仪的野外工作方法及数据处理方 法，并以云贵铁路六盘水隧道塌方段大地电磁抢险勘探为例，论述了高频大地电磁法在隧道塌方 中的应用效果。 关键词：高频大地电磁法；塌方勘探；电阻率 631．3+25 中图分类号：P 文献标识码：A 泥，导致隧道塌方；塌方还包括地压造成的塌方、设 0前言 计和施工措施不当造成的塌方等。 高频大地电磁法基于地层岩性或地质构造的 我国铁路建设蓬勃发展，在铁路隧道施工过程 电阻率大小或差异以及其在地下的展布形态来划 中时有塌方事故的发生，在处理塌方事故中快速准 分地下地质体及其空间分布。影响地质体电阻率 确的确定塌方体范围对人员抢救和施工整治措施 大小的主要因素有地质体的矿物成分、结构、构造 的制定尤为重要。而铁路隧道一般又都处于地形 及含水情况等。根据经验统计，塌方体及其周围的 变化大、工程地质条件复杂的地区。且埋深较深，常 电性(电阻率)特征一般为：覆盖土体<极破碎、极 规的物探方法如电测深法、地震反射波法、地质雷 软弱或富水岩体、岩溶强烈发育区<岩体风化破碎 达等都难以达到满意的结果。笔者采用高频大地 带<塌方堆积体及塌腔<完整基岩。 电磁法，使用StratagemEH一4型连续电导率剖面 仪(以下简称EH一4)，实现了对云贵铁路六盘水 2高频大地电磁勘探的方法原理 隧道塌方体范围快速准确的圈定。 高频大地电磁法是研究地下岩石电阻率分布 1 塌方成因及一般地球物理特征 规律的一种方法，并依此来区分地下异常体，获得 研究对象的地质构造。它利用天然或人工的电磁 在实际工作中引起塌方的因素有很多。一般 场信号作为激发场源，在地下激发产生感应电磁 分为不良地质造成的塌方和地下水造成的塌方，不 场，感应电磁场的强度除了与激发电磁场的强度有 良地质主要包括软质围岩、破碎岩体、断层带、充填 关外，主要与地下地质体的电阻率有关，电阻率越 溶洞及其它松散地层等，当隧道穿越这些不良地质 低，激发产生的感应电磁场信号就越强。所测电磁 体时，如果预见性不足，施工措施不当，就可能发生 波可用麦克斯韦方程来表示，其微分形式表示如下 大塌方；地下水不但能使软化系数大的岩石强度降 V×E=一蛔妒(法拉第定律) (1) 低，而且使结构面的抗剪强度减小。对于断层，地 V×H=(盯+蛔惦)E(安培定律)(2) 下水影响更大，一般张性断层是储水结构，压性断 V·日=0 (3) 层带中断层糜棱岩是隔水带，而两侧的围岩破碎带 V·E=p／e(库仑定律) (4) 可能储水，当揭穿储水地层后，便时常发生涌水突 其中E是电场，H是磁场，盯，F是介电常数， 收稿日期g