音频大地电磁法在兰新线达坂城隧道勘察中应用
音频大地电磁测深法在深埋长大隧道勘探中的应用
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。
隧道地质勘察中的常用物探方法
隧道地质勘察中的常用物探方法隧道地质勘察中的常用物探方法前言近年来我国社会经济高速发展，地面交通需求越来越大，以公路和铁路为主，路面交通线一般由路基、涵洞、隧道等工程建筑物组成。
隧道是修建在地层中的地下工程，被广泛用于国防、矿山、水利、市政、公路和铁路等方面。
我国地形地貌具有复杂性和多样性，在隧道施工过程中，由于断裂破碎带的存在会带来坍塌风险，含水性强的地层会在施工过程中带来透水事故，从而严重影响施工进度和效率。
地球物理方法具有成本低、精度高、连续性强、破坏性小等优点，综合利用不同的物探方法可以非常准确地确定地下地质情况，因此工程物探技术在隧道地质勘察中表现出其优越性。
1、常见隧道地质灾害1.1围岩变形破坏围岩变形破坏的表现形式包括：软弱岩层、膨胀性岩土变形、位移，松散层塌落，坚硬岩层岩爆等。
1.2涌水、突水涌水、漏水主要发育于节理裂缝密集带、破碎带，突水主要发生于岩溶、洞穴和含水层带。
1.3地面塌陷主要由隧道内长期涌水和大量抽取地下水造成。
2、常用物探方法简介地球物理勘探是以岩石的电性、磁性、放射性、力学性质的差异为基础，运用不同的数学物理方法和物探仪器，探测地下地质构造和矿产分布，并解决地下地质问题的方法。
解决不同的地质问题，可选取不同的物探手段。
而综合利用不同的方法主要对解决某一地质问题可以带来更精确的解释。
1地震折射波法弹性波发生折射遵循斯奈尔定律。
地震折射波法是研究在速度分界面上滑行波引起的震动，当地震波以临界角入射时，射线在速度分界面发生全反射，从而引起上边介质的挂点震动，并以某一角度返回地面，被地面检波器接收。
该方法可以进行地层划分，为围岩分级提供速度资料，并判断低速带和断层破碎带。
该方法勘探深度小，在断层、破碎带判定上有一定的局限性。
2电测深法电测深法是以地下岩石的电阻率差异为基础，以一定的极距观测不同深度岩层的视电阻率，通过研究地电断面，用以分析地下地质构造或解决地质问题。
该方法可以用来划分地层，并查找地下不良地质现象，如岩溶、断层或破碎带。
音频大地电磁测深法在某隧道勘察中的应用
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ｌ 反演电 阻率、 ｌ ｌ 视电阻率、 相位、 ｛ ｌ 相位计算 ｌ ｌ 相干度等显示并保存 ｌ
图 ２ 数 据 实 时 处 理流 程 图
具体频段 的选 择要结合 工作 区地 质情况 和地质任务 ， 在野 外
・
７８ ・
第４ ０卷 第 ２期 ２ ０ １ ４ 年 １月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲ ＣＨＩ ＴＥ Ｃ Ｔ ＵＲ Ｅ
Ｖｏ １ ． ４ ０ Ｎ ｏ ． ２ Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ４
文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ４） ０ ２ — ０ ０ ７ ８ ． ０ ３
集 的时间序列数据 进行 傅立 叶变换 ， 获得 电场 和磁场虚 实分 量 ， 直观 地显示 出电阻率 曲线形态 、 圆滑程度和连续性 。 实时处理是 在 野外 采集 数据 过程 中， 由控 制程 序 自动 完成
的， 其处理流程见 图 ２ 。
６ ＝ （ ） 彳 。
其中， 为穿透深度 ； 甜为 电磁 波的角 频率 ； 为地 下介 质 的
波透人时会产生 涡旋 电流而消 耗能量 ， 振 幅值将 不断减 小 ， 若定 义其幅度为地表 的 １ ／ ｅ 倍时 ， 穿透深度 ６为 ：
音频大地 电磁测量 数据 预处理 包括 实时处 理和 室内编辑 两
个 阶段 。
ａ ． 实时处理。为保 障原始数据 质量 ， 连续 电导率剖 面仪装配 了实 时处理软件 ， 在每 一个测 点数 据采集完 成后 ， 系统 自动将采
道中音频大地 电磁 测深法的应用谈一 点 自己的体会 。
音频大地电磁法在公路隧道勘察中的应用
音频大地电磁法在公路隧道勘察中的应用摘要：为提升公路隧道勘探效果和质量水平，需要使用音频大地电磁法针对隧道地质勘探进行项目研究和探索，目前我国现有音频大地电磁法在使用时，可以合理勘探公路隧道基础岩石风化厚度、岩石起伏情况以及岩石内部结构，为此本文详细研究音频大地电磁法操作原理，同时结合实验案例，进一步总结出音频大地电磁法应用策略。
关键词：音频大地电磁法；操作原理；灰岩区域；施工长度在地质形态以及内部结构复杂地区，道路隧道设计路线经常遇到断层、褶皱以及裂隙节理等不良地质问题，加上道路隧道建设地区经常需要在地下水丰富地区开展隧道建设，以上施工现状会增加隧道施工难度，存在安全风险问题。
为此怎样精准、高效开展公路隧道地质勘探成为目前项目建设需要重点研究内容。
音频大地电磁法从本质上来看，是一种利用人工控制的频率勘探技术手段，因此数据收集与探索方式相对比较简单，能够直接在地面开展信息探测，并且通过转变设备发射频率针对不同深度的电力数据，为公路隧道建设提供一定技术支持。
一、音频大地电磁法操作原理音频大地电磁法在实际操作过程中主要在MT基础条件上共同发展，其技术操作理论则结合音频大地电磁理论基础以及麦克斯韦公式组，两种模式相互结合之后所产生的曲线结构图水平方向为电偶极子，而在地面位置选择测量位置点M 与曲线结构图的中心位置点o距离为R，OM相互连接之后与曲线结构图之间的夹角角度则为θ。
在均匀空间环境内，M位置点的电力场或者电磁场公式需要根据音频大地电磁法操作原理合理选择，根据目前音频大地电磁法操作实际情况进行详细分析，最终得出相关结论：当地表所产生的电阻率达到一定数值时，电磁波长的传输深度或者利用该技术探测深度与探测频率呈现出反向比例关系。
其中探测频率较高时，探测深度较浅，而探测频率较低时，则探测深度较大。
由此可见，音频大地电磁法在实际操作过程中需要通过积极转变发射频率转变探测深度，最终达到变频深度测量等最终目的[1]。
高频大地电磁法在长大深埋隧道勘察中的应用研究
目录
01 一、引言
03 三、方法与实验
02 二、文献综述 04 四、结果与讨论
05 五、结论
07 参考内容
目录
06 六、
一、引言
长大深埋隧道勘察是工程建设中一项至关重要的工作，它为地下工程的施工提 供了基础的地质信息，有助于确保工程的安全与稳定。传统的勘察方法包括钻 探、地球物理测井等，但这些方法在长大深埋隧道中存在一定的局限性。近年 来，高频大地电磁法（High-Frequency Geoelectrical Survey，HFGS）在 长大深埋隧道勘察中表现出良好的应用前景。本次演示将探讨高频大地电磁法 在长大深埋隧道勘察中的应用。
四、优点与不足
EH4高频大地电磁测深法在隧道勘察中具有以下优点：高精度、高分辨率、非 侵入性、低成本、高效等。但与此同时，该方法也存在一些不足之处：如受地 形、地势影响较大，对于复杂地形、地势的地区可能无法得到理想的成果；其 次，对于不同地层，电磁响应特征可能存在较大差异，需要仔细甄别；此外， EH4高频大地电磁测深法的解释成果还涉及到很多不确定性因素，如地下水的 影响等。
EH4高频大地电磁测深法是一种通过测量大地电磁场的变化来探究地下地质结 构的方法。其工作原理是利用接收到的电磁信号，结合测点的地理位置和电磁 参数，反演地下电性结构的三维形态。此方法具有非侵入性、高分辨率、高精 度等优点。
在EH4高频大地电磁测深法中，首先需要设置接收器和发射器，并通过信号处 理单元对接收到的信号进行处理。数据的采集需要通过对多个测点的电磁场进 行测量，并采用合适的算法对数据进行处理和解释。
三、方法与实验
高频大地电磁法的实验原理是建立在地下岩石电性差异基础上的。通过在地表 布置发射电极和接收电极，利用高频电磁波探测地下电性分布情况。实验过程 中，发射电极向地下发射高频电磁波，接收电极接收反射回来的电磁波，通过 测量电磁波的相位差和振幅比，计算出地下岩石的电性参数。实验实施过程中， 需注意选择合适的电极位置和电极间距，确保电磁波的稳定发射和接收。
天然源音频大地电磁法在隧道不良地质体勘查中的应用
天然源音频大地电磁法在隧道不良地质体勘查中的应用受地形条件影响，钻探方法在隧道不良地质体勘查中具有较大的局限性，非钻探方法逐渐成为隧道勘查的主要支撑技术。
本文中主要介绍天然源音频大地电磁法在隧道不良地质体勘察中的应用。
结合某天然气管道工程隧道勘查实例，通过分析影响采集数据质量的噪声影响因素，探讨有利的野外数据采集工作布置方案，通过实例研究结果表明天然源音频大地电磁法在采空区勘查中的优越性和有效性。
标签：天然源音频大地电磁法；采空区；数据采集；噪声引言天然气管道工程是我国实施能源战略的重点项目之一，大多管线沿线经过低中山～中山地区，地形起伏较大，相对高差大，山坡较陡，沟谷发育，沟谷多呈“V”字形，植被较茂密。
钻探方法很难开展工作，天然源音频大地电磁法在此类地区得到较为广泛的应用。
1、方法原理天然源音频大地电磁法是利用天然电磁信号为场源，通过观测同一测点不同频率的电场与磁场的比值，研究不同深度地电断面情况，低频反映深部，高频反映浅部。
大地电磁剖面法是观测同一频率不同测点的电场与磁场的比值，研究同—深度、不同测点的地电断面情况。
野外观测天然电磁场的四个水平分量（Ex、Ey、Hx、Hy）的时间序列信号，通过付氏变换，将时间序列数据转换为频率域数据，按如下公式计算出张量阻抗：式中Z表示张量阻抗，Ex和Hx为平行地面的X轴方向上的电磁场分量，Ey和Hy为平行地面的Y轴方向上的电磁场分量，T为大地电磁场的周期。
由张量阻抗通过进一步运算可求得电阻率。
在均匀介质中计算得到的为真电阻率，在非均匀介质中为视电阻率，其单位是.m。
2、野外数据采集布置AMT数据采集：采用标准十字形布极，采用25米极距连续张量模式采集，采用卫星同步技术控制各采集单元的采集时间。
图1为野外工作布置示意图。
数据采集使用加拿大凤凰地球物理公司生产的MTU-5A大地电磁仪。
技术参数如下：点距：约25m。
采用张量观测方式，观测：2电道（Ex，Ey）；2磁道（Hx，Hy）。
音频大地电磁法(AMT)勘探在公路隧道围岩划分中的应用
科技资讯2015 NO.30SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 程 技 术66科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION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。
在隧道工程的应用中,AMT结合地质资料能够一定程度上探测并判段出断层破碎带宽度及产状(视倾角),软弱带及富水带的埋深和规模,主要地层岩性界线和判释隧道洞身高程范围内的资料等,为隧道设计提供基础资料,所以一直以来在隧道工程的应用中十分广泛。
该文主要讲述音频大地电磁在阿尔金山公路隧道的实际应用。
1 测区地质概况1.1 地质概况地形地貌:拟建隧道位于中高山区,总体呈东西向延伸山脉。
区域内山势陡峻,层峦叠嶂,植被稀少,多基岩裸露且沟谷纵横,山体南北两侧宽度一般11～35km,隧道所在区山体宽度约13km。
隧址区地形地貌受东西向断裂构造控制,隧道穿越山梁南坡通过区域断裂F 5、F 7、F 6,受区域断裂构造影响强烈,地势相对较低,东西向沟谷发育,地形破碎,地表切割强烈,起伏变化大,岩体风化严重,褶皱发育,形成众多山间沟谷;北坡受区域断裂影响相对较小,山体陡峻,地势较高,山脊高耸,地表切割较小。
隧道轴线方向为SE149°,隧址区地面高程3200～3760m,相对高差约560m。
地层岩性:隧址区地层按其时代及成因分类,在勘察深度范围内上覆地层为第四系全新统坡积、洪积粉土、碎石土、角砾土(Q 4dl 、Q 4pl );下伏基岩为侵入岩和变质岩,主要有长城系党河群(Z c )石英片岩和大理岩、震旦系多若诺尔群上岩组玄武岩、加里东期侵入(γ3)二长花岗岩和斜长花岗岩、断层角砾岩等,岩性变化大。
地质构造:隧址区位于塔里木地块的东部,青藏高原的东北边缘,受阿尔金山弧形褶皱带影响,隧址区属康藏歹字型构造的头部外围褶皱带,这个褶皱带大致呈向北突出的弧形。
高密度电阻率法和音频大地电磁法（AMT）在隧道勘察中的应用
高密度电阻率法和音频大地电磁法（AMT）在隧道勘察中的应用摘要：某公路隧道采用高密度电阻率法和音频大地电磁法（AMT）进行勘察，同时通过钻孔进行验证，结果表明，两种方法得出的异常区较吻合，局部存在较小差异，经分析可能是由于测区存在陡坎等影响高密度电阻率法解译结果；两种方法的解译结果也验证了高密度电阻率法只适用于浅埋隧道，深埋隧道需要通过音频大地电磁法（AMT）来实现；钻孔揭露结果也与物探解译结果有较高度吻合度。
关键词：高密度电阻率法；音频大地电磁法（AMT）；公路隧道；勘察；对比中图分类号：P315.9 文献标识码：A 文章编号：引言物探是公路勘察（尤其是隧道）中不可或缺的技术手段。
高密度电阻率法和AMT是两种常用方法。
2005年，吕玉增等[1]在研究时发现，地形起伏对高密度电阻率法解译有较大影响；2000年，王士鹏[2]论证了高密度电阻率法在水文地质中的应用；2013年，罗术[3]等，研究发现，在合适的地球物理背景下，高密度电阻率法能较好地反映隧道所经区域的岩性特征及不良地质情况的分布；2009年，邓娜等[4]，通过实例分析发现，高密度电阻率法在覆盖层勘探、滑坡体勘探、土料场分层、采空区勘探、断层调查等工程勘察中取得良好的应用效果。
本文通过高密度电阻率法和AMT相结合，并进行钻探验证，在某公路隧道勘察中的成果进行分析，得出结论。
2工程实例2.1场地概况隧道属构造剥蚀地貌，地形起伏大，高程1912.24m～2795.64m，相对高差约883.4m，沟谷纵横，植被发育。
进口端地处深冲沟底部，坡度36°，植被发育。
洞口上部见温泉水渗出；出口端地处沟谷顶端，V型谷，坡度68°，常年流水，洞口处见温泉水流出，水量较大。
2.2地质构造隧址区处于崇山构造带内。
根据区测资料、地质调绘，结合钻探，隧道穿越了崇山断裂带中的6条北西向次级断裂（F14、F14-1、F14-2、F15、F16、F17），隧道左、右线轴向80°，与各条断裂交于K33+670、K34+000、K34+220、K34+640、K35+420处，F14断层距离隧道左幅进口约127m，距离右幅进口约152m，F17断层处于隧道出口端前缘冲沟内。
可控源音频大地电磁法(CSAMT)在矿产勘查中的应用
可控源音频大地电磁法（CSAMT）在矿产勘查中的应用[摘要]可控源音频大地电磁法（CSAMT）一种利用人工控制的场源做频率测探的电磁法，其结合了大地电磁法和音频大地电磁法的优点，并以此为基础发展出来的一种探测方法。
可控源音频大地电磁法（CSAMT）采用人工源，这样就可以有效的抵抗天然场源信号的干扰。
同时其又拥有探测深度大、分辨率高的优点，因此广泛的应用到地质结构的探测中，这对于矿产的勘查具有很好的效果。
本文就是以可控源音频大地电磁法（CSAMT）在某矿田中地质勘查中的应用为例，了解可控源音频大地电磁法（CSAMT）的工作原理和其带来的效果，从而为其广泛的推广提供依据。
[关键词]可控源音频大地电磁法矿产勘查地质结构1某矿田的基本概况（1）某矿田的地质情况简介在某矿田位于淮河流域的中上游冲积平原地区，地势相对来说是比较平坦的，本次是以其北部地区为研究对象。
矿田北部的出露地层是第四系覆盖层，相对来说比较复杂。
其上层包含了三种颜色的砂土，还有细、中粒砂参杂其中，有的地方还有砾石；其中层包含有黄色亚黏土和参杂了砾石的粗砂，这里面含有丰富的铁锰和钙质结核；其下层主要包含有不同的黏土和含锰铁结核，最底层就是砾石。
根据以往研究的资料显示，此工区的岩层结构相对来说比较复杂，大部分的岩层倾斜角度都比较的大，有些还趋近于直立。
（2）地球物理特征从表1所示，上侏罗统和震旦系的电阻率相对来说比较稳定的，上侏罗统是最低的，在百Ωm左右，而震旦系是平均值较高的，基本都在数千Ωm以上，而新太古界变质岩系就相对比较分散，在百Ωm到万Ωm之间。
从表中可以看出，震旦系的岩（矿）分布都比较的广，同时还具有厚度大的特点。
2可控源音频大地电磁法（CSAMT）的原理分析可控源音频大地电磁法（CSAMT）是采用人工控制源的电磁探测法，这种方法是20世纪80年代末最为流行的一种电磁探测技术。
其主要是利用了接地水平电偶源为信号源，这样就可以克服天然场的弱点，从而为地质勘探做出贡献。
可控源音频大地电磁法在矿产勘查中的应用
此,软基处理结果就能够满足水工建筑物建设使用的高稳定性需求,进而提高工程项目建设使用的耐久性[4]。
3.3化学固结技术化学固结技术的应用,主要采用灌浆与高压喷射注浆法来进行化学反应固结控制。
这里的灌浆法是指,利用液态压强、气压等化学作用原理,将固化状态的浆液注入到岩土的缝隙中,以提高填充控制的效果。
高压喷射注浆法虽与其相似,但其是利用高压气流,将固化浆液注入至软土地基结构中。
该技术应用的造价成本较高,相关建设人员应结合水工建筑物建设使用的预期成本控制目标,来着手进行控制。
3.4软基处理检测技术上述软土地基处理方法应通过必要的检测技术,来保证其作用于软土结构的效果。
即采用测量仪器设备,并将测得的数据结果输入至计算机软件中,以提高工程项目建设使用效果的可视性。
如此,水工建筑物软基处理方法监控人员就能在电脑上了解软土地基结构的应力分布状态与形变数。
基于施工处理材料与设备市场环境的多元化发展,相关人员应将现有的科学技术成果更多地利用起来,即在未来,可加大三维可视化管理技术的研究力度,以为水工建筑物的施工建设提供功能环境。
此外,还要应用土工试验技术,来判断软土环境的土粒性质与化学性质变化。
4结束语综上所述,水工建筑物施工建设的软基处理过程,应在明确地质水文环境的情况下,找出优化控制方法应用的方向。
事实证明,在采用换填处理技术、深层水泥搅拌技术、化学固结技术以及软基处理检测技术后,水工建筑物软土地基环境下的施工效果控制充分得到了保证。
如此,软基处理效果,就能满足工程项目对地基结构作用稳定性的需求,进而提升整个工程项目建设使用的安全稳定性。
故,相关建设人员应将上述研究成果更多地作用于实践,以服务于现代化经济建设背景下的全面发展进程。
参考文献[1]魏刚.水工软基处理中水泥搅拌桩技术的应用分析[J].科技创新与应用,2016(15):218.[2]柳莹.软基上水工建筑物沉降变形的预测方法研究[J].水利水电技术,2014,45(06):34~36.[3]崔振宇.对水工建筑基坑开挖施工技术的分析[J].科技创新与应用,2014(16):176.[4]向丽.水工建筑物施工软基处理对策探讨[J].黑龙江科技信息,2014(02):191.[5]于善霖.水工建筑物施工软基处理对策探讨[J].中华民居(下旬刊),2013(09):341~342.[6]王世彪.某项目水工工程软基处理监测与测试分析[J].广东土木与建筑,2012,19(11):45~48.[7]张亚杰,常明云.水工建筑物复合地基工程处理关键技术应用[J].陕西水利,2012(03):85~86.收稿日期：2017-9-8可控源音频大地电磁法在矿产勘查中的应用李坤鹏（湖南省地球物理地球化学勘查院，湖南长沙410000）【摘要】从本质来讲，CSAMT 也可以称之为可控源音频大地电磁法，此类方法应当属于电磁测探的重要措施，建立于音频大地电磁法的技术之上。
音频大地电磁测深法在大金山隧道勘探中的应用
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。
大地电磁在隧道探测中的应用
大地电磁在隧道探测中的应用作者：蔡建峰来源：《科技创新与应用》2015年第13期摘要：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。
关键词：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。
高频大地电磁法在隧道勘察中的应用
好应 对措 施 提 供技 术 保 障 。此 外 ， 利 用 高 频 大 地
电磁 测 深法还 为 准确探 明地 表强 风化 层厚度 提Байду номын сангаас
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摘 要 ： 高频大地电磁法是当前在矿产、 水文、 工程地质、 环境等勘探领域广泛应用的物探方法。本文简要
介 绍 了 高 频 大 地 电 磁测 深 法 的 基 本 原 理 、 数 据 采 集 和解 释 技 术 ， 并 结 合 福 建 省 某 隧 道 和 甘 肃 省某 隧 道 两 个 隧
音频大地电磁测深技术在隧道不良地质体勘探中的应用
《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。
可控源音频大地电磁法在采空区勘探中的应用分析
可控源音频大地电磁法在采空区勘探中的应用分析可控源音频大地电磁法（CSAMT）是近年来所发展起来的一种新的探测技术，在采空区勘探工作中得到了非常广泛的应用。
本文对可控音源大地电磁法的工作远离进行了简单分析，并介绍了可控音源大地电磁法在矿区采空区勘探工作中的应用，通过分析，可以确定该探测方法在矿区采空区勘探工作中应用的可行性。
标签：CSAMT 采空区勘探应用1可控源大地电磁法工作原理在利用可控音频大地电磁法进行勘探时，通常是对均匀半空间电或磁偶极子在地面上的场进行研究，这主要是因为构造电磁法勘探通常实在地面上进行观测的。
众所周知，偶极天线所产生的电磁波是沿着多个方向辐射的，从波的传播途径来看，可以分为天波、地面波和底层博三种。
电磁波在空气中传播的波长为c/f（c表示光速；f表示电磁波的频率），在大地中传播的波长为[107/（fσ1）]1/2。
可以看出电磁波在大地中传播时的波长远远小于在空气中传播时的波长，这样一来，电磁波传播时的地面波s0和地层波s1在某一时刻t时，由于波程差，会在地表附近形成一个接近水平方向的波阵面，造成一个几乎是垂直向下传播的S*波，即近似的水平极化平面波。
s0波、s1波和s*波在传播的过程中，都会与地下地质结构发生作用，并将这种作用的结果反映到地面观测点中[1]。
2采空区地质条件和地球物理特征2.1地层及构造本文以某铁矿为例进行分析，工作区以及周边区域的地层根据揭露情况由老到新包括了奥陶系马家沟组、新近系与第四系。
其中奥陶系马家沟组以石灰岩为主，在矿区内夹有厚度不同的铁矿层。
新近系以粘土岩和砂页岩为主；第四系则以粘土、粘质砂土和砂质粘土为主。
根据现有的矿区地质资料来看，矿区内尚未发现断裂构造的存在。
2.2地球物理特征根据测井以及电法资料统计，矿区的主要岩层电阻率参数如表1所示。
从表1种的数据可以看出，含铁矿石层与石灰岩之间的电性存在较大的差异，铁矿石层的围岩石灰岩电阻率最高，但是在夹铁矿层时，电阻率出现了明显的下降。
可控源音频大地电磁法在实际勘探中的应用
可控源音频大地电磁法在实际勘探中的应用作者简介：汪㊀正（１９９０－），男，安徽铜陵人，本科，助理工程师，主要从事地球物理勘查工作㊂汪㊀正（安徽省地质矿产勘查局３１２地质队，安徽蚌埠２３３０４０）摘㊀要：随着我国经济的发展，常规的电法勘探已经无法满足野外的工作需求㊂ＣＳＡＭＴ具有勘探深度大㊁分辨率强㊁观测效率高等特点，尤其是作为普通电阻率法和激发极化法的补充，可以解决深层的地质问题㊂在物探综合剖面（电阻率联合剖面㊁激电测深）工作结果的基础上布置可控源音频大地电磁测深剖面，可进一步研究本区地质特征及地下深部构造㊂关键词：可控源音频大地电磁测深；二维反演；中深部构造中图分类号：Ｐ６３１文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０１８）０１－００１２－０２㊀㊀可控源音频大地电磁法（ＣＳＡＭＴ）是在大地电磁法（ＭＴ）和音频大地电磁法（ＡＭＴ）的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法㊂ＣＳＡＭＴ作为普通电阻率法和激发极化法的补充，可以解决深层的地质问题，在研究盆地基低起伏和埋深㊁构造形态及断裂展布㊁探测高阻层覆盖区下伏构造㊁预测目标层岩性分布及厚度等方面均取得了较好的地质效果㊂ＣＳＡＭＴ法是采用可控制的人工场源的一种电磁法，是勘探地下金属㊁非金属矿产的有效方法之一㊂１㊀区域地质概况工作区地层属华北地层大区晋冀鲁豫地层区徐淮地层分区㊂区域地层主要为新太古界五河群，元古界凤阳群，青白口系淮南群，古生界寒武系㊁奥陶系等㊂东部地段分布有中生界侏罗系㊁白垩系，北部沉陷盆地中分布有古近系㊁新近系及第四系㊂区域上属于华北地块南缘徐淮地块的蚌埠隆起东段，著名的北北东向郯庐郯断带从东部通过，受其影响区域上以东西向构造及北北东向构造为主构造格架㊂区域岩浆活动频繁，时代大体可划分为蚌埠期㊁燕山晚期和喜山期㊂蚌埠期以磨盘山混合钾长花岗岩体为代表㊂燕山期以涂山二长花岗岩㊁淮光花岗闪长岩㊁曹山二长岩㊁霸王城石英正长斑岩及张家洼石英闪长玢岩体为代表㊂喜山期以郭集次橄玄武岩㊁岗集次安山玄武岩体为代表㊂一般认为蚌埠期花岗岩为花岗岩化作用（包括重熔岩浆作用）产物，为原地或半原地花岗岩㊂区内火山岩有两个世代产物：一是五河群中的变火山岩，有变酸性岩类和变基性岩类；二是晚侏罗世火山岩，主要为中酸性火山岩，有粗安岩㊁英安岩㊁流纹岩及闪长玢岩等㊂工作区大部分为第四系覆盖，出露地层主要为新太古界的五河群西堌堆组㊂西堌堆组出露的岩性主要为斜长角闪片麻岩㊁斜长角闪岩㊁角闪斜长片麻岩㊁花岗质片麻岩㊁片麻花岗岩及与成矿有关的石英脉及构造蚀变岩（构造破碎带）㊂２㊀数据采集及处理２．１㊀可控源音频大地电磁法原理可控源音频大地电磁法是在大地电磁法（ＭＴ）和音频大地电磁法（ＡＭＴ）的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法㊂通过观测人工供电产生的音频电磁场，实质上是人工卡尼亚电阻率测深法㊂通过有限长（１ ３ｋｍ）的接地导线中供音频电流，来产生对应频率的电磁场㊂可控源大地电磁测深法的收㊁发距可达到十几公里，因而探测深度较大，在地热资源勘查和水文工程地质勘查及固体矿产深部找矿等方面都得到广泛的应用㊂２．２㊀工作方法为进一步综合研究本区地质特征，在物探综合剖面（电阻率联合剖面㊁激电测深）工作结果的基础上布置可控源音频大地电磁测深（ＣＳＡＭＴ）剖面（图１）㊂本次共布设测线２条，测线方向南北向㊂野外工作仪器采用由德国Ｍｅｔｒｏｎｉｘ公司制造的ＡＤＵ－０７ｅ，发射机电流为１０Ａ，收发距９．２ｋｍ＜ｒ＜１０ｋｍ㊂２．３㊀数据处理野外数据采集质量是数据处理的基础，在勘探期间严格按照规范的标准进行数据采集工作，应用现场处理软件进行实时处理㊂在后期资料处理上对每个测点的视电阻率和相位曲线进行评定，消除实测频谱中的干扰，剔除畸变频点，确保数据质量㊂对ＣＳＡＭＴ的资料解释遵循从已知到未知㊁由易到难㊁定性解释和定量解释相结合及反复深化的原则㊂反演初始模型与地质㊁地球物理资料相结合，运用二维反演的方法获取电性体的物性参数和几何参数，结合现有的资料进行定性解释，根据电性层变化推测岩性变化，对工作区内的构造㊁断层等建立整体的认识㊂２１图１㊀ＣＳＡＭＴ发射装置布置图２．４㊀资料分析ＣＳＡＭＴ测深剖面１２０线位于工区中部，南北向布置，长约４ｋｍ㊂从１２０剖面二维反演断面图可以看出（图２），剖面南部下部基本为完整岩性，剖面中北部下部有几条地质构造，推测断层Ｆ１㊁Ｆ２㊁Ｆ３分别对应中深部地质构造和浅层局部构造㊂图２㊀１２０线ＣＳＡＭＴ二维反演断面图由于１２０线下部构造位于工区范围内，在其东侧１５０ｍ布置旁测剖面１３５线（图３），１３５线反应的地质构造与１２０线形态相似，中心点向南偏移１００ｍ㊂推断地质构造的走向为北西向，角度３０４ʎ；从异常形态初步推测地质构造产状为北东向㊂３㊀结论ＣＳＡＭＴ在本次勘探中体现出其较强的抗干扰能力㊁图３㊀１３５线ＣＳＡＭＴ二维反演断面图勘探深度大㊁高分辨率的特点㊂结合资料解释的结果，我们大致推测出勘探区较大的构造发育规模及深度等信息；大致查明部分隐伏构造的位置及规模，为以后的地质及物探工作的展开提供了依据㊂参考文献：［１］㊀何继善．可控源音频大地电磁法［Ｍ］．长沙：中南工业大学出版社，１９９８．［２］㊀张兴昶，罗延钟，高勤云．ＣＳＡＭＴ技术在深埋隧道岩溶探测中的应用效果［Ｊ］．工程地球物理学报，２００４（４）：３７０－３７５．［３］㊀柳建新，王㊀浩，程云涛，等．ＣＳＡＭＴ在青海锡铁山隐伏铅锌矿中的应用［Ｊ］．工程地球物理学报，２００８（３）：２７４－２７８．［４］㊀何传江，张㊀毅，李维耿．可控源音频大地电磁法在西南地热资源勘查中的应用［Ｊ］．矿产与地质，２０１５（４）：５３１－５３４．［５］㊀黄兆辉，底青云，候胜利．ＣＳＡＭＴ的静态效应校正及应用［Ｊ］．地球物理学进展，２００６（４）：１２９０－１２９５．３１。
可控源音频大地电磁法在工程隧道勘查中的应用_宋国阳
可控源音频大地电磁法在工程隧道勘查中的应用宋国阳,刘国争(黑龙江省煤田地质物测队,哈尔滨150001)摘 要:可控源音频大地电磁测深法(CS AMT)以其探测深度大、分辨率高等特点广泛应用于隧道前期勘查、地下水资源勘查、金属矿产勘查、石油勘查等领域,可取得常规电法和地震法无可比拟的勘查效果,尤其适用于确定地质构造的位置、大小、破碎程度、地质界线等;文中介绍了方法的原理特点,并通过实例证明其方法的有效性。
关键词:可控源音频大地电磁法;隧道;电磁测探法;电阻率勘查中图分类号:TD166 文献标识码:B 文章编号:1008-8725(2009)09-0147-02Application of CSAMT in Tunnel ExplorationSONG Guo-yang,LIU Guo-zheng(Heilongjiang Province Coalfield Geology Exploration Brigade,Harbin150001,China)A bstract:CSAMT with its characteristics of big exploration depth,hiqh resolution has been widely used in pre-tunnel investigation,groundwater resources investigation,oil survey est.fields,which can make better result than the conventional method and the seismic method,specially used in the position,size,da mage and geologl-cal boundaries of geological structur e.The thesis introduces the characteristics of this method and proved its ef-fectiveness through the practical exa mples.Key words:CSAMT;tunnel;eletr omagnetic exploration;resistivity;exploration0 前言CSAMT法是可控源音频大地电磁测深(Controlled SourceAudio-frequency Magneto Tellurics)的简称,是1种测量卡尼亚电阻和相位的电磁测探新技术。
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１ 引 言
拟开工 的兰新 线达 坂城 隧道 位于新 疆达 坂城
出 了音频大 地 电磁法 （ ＡＭＴ） 进行 路线 勘查 ， 过 通
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高分辨 率反 演 的电阻率 剖 面 ， 解决 如下 问题 ：
１ 查 明隧道通 过段 的地层 界线 、 ） 地层 岩性 、 地
古镇 古达坂城 遗址 西 南 ３ ｍ， ３ ２国 道 和吐 乌 ｋ 与 １ 大高速 平行 毗 邻 。设 计 隧道 长 约 ４ ０ ｍ， ７ ０ 隧道 中 线地表 地 形 复 杂 ， 高 路 陡 ， 山 高差 最 大 达 ３ ０ ５ ｍ。
Ｋｅ ｒ ｓ：ｅ ｐｌ ｒ ｔｏｎ；ａ ｄｉ － ｆ ｅ ｅ ｙ ｍａ ｎｅ ｏ ｅ ｌ ｉ ；Ｄａ ａ ｈｅ ｇ ｔ ｎｎ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ｘ ｏａｉ ｕ ｏ－ ｒ ｑｕ ｎｃ ｇ ｔ ｔ ｌｕｒｃ ｂ ｎｃ ｎ ｕ ｅ
为 了合理 布置施 工方 案 ， 供安 全保证 ， 提 开挖 前提
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｗ ｉｈ ｈ ｄｅ ｌ ｍｅ ｏｆ ｈｅ ｕ ｅ ｃ ｎｓ ｒ ｔｏ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｔ ｔ ｅ ｖｅｏｐ ｎｔ ｔ ｔ ｎｎ ｌ ｏ ｔ ｕｃ ｉ ｎ ｅ ｈ ｌ ｇｙ， ｔ ｒ ｗｏｕ ｄ ｅ ｈｅ ｅ ｌ ｂ
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第 ７卷 第 ２ 期
２１ ０ ０年 ４ 月
工程 球物理荸 赧
ＣＨＩ ＮＥＳ ＯＵＲＮＡＬ ＥＪ ＯＦ ＥＮＧＩ ＮＥＥ ＮＧ ＲＩ ＧＥＯＰＨ ＹＳ Ｃ ＩＳ
Ｖ０１ Ｎ ｏ ．７。 ．２ Ａ ｐ ．，２０１ ｒ ０
文章编 号 ：６ ２ ７ ４ （０ Ｏ ０ —０ ５ 一Ｏ １７－ ９０２ １ ）２ １５ ４
关键 词 ： 勘察 ； 音频大地电磁 ； 达坂城隧道
中图分 类号 ：６１ Ｐ３
文 献标识 码 ： Ａ
收稿 日期 ： ００ ０ －１ ２１－ ３ ５
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摘 要 ： 随着隧道施工机械和施工技术 的发展进步 ， 隧道 、 长 特长隧道 、 深埋深 隧道 工程必将越来 越多 ， 这对
隧 道勘 察 提 出 了较 高 的 要求 。本 文 以达 坂 城 隧道 音 频 大 地 电磁 勘察 为例 ， 绍 了 音 频大 地 电磁 的原 理 ， 据 采 介 数 集 和解 释 技术 ， 并对 达 坂 城 隧道 勘 察 结果 进 行 了分 析 和 评 价 ， 长大 隧 道 勘察 提 供 了 可 以借 鉴 的模 式 和 方法 。 为
质 构造 、 覆盖 层 的厚 度 、 基岩风 化层 及其完 整程度 和 富水性 。
２ 对 重要 的地 质体 （ ） 岩带 、 断带 、 富水带 ） 及界 线（ 地层分 界线 、 地质 构造 线等 ） 通过 物探 方法探 ，
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １ ７ —７ ４ ． ０ ０ ０ ． ０ ｏ ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ２ ９ ０ ２ １ ． ２ ０ ５ ｓ ６
音 频 大 地 电磁 法在 兰 新 线 达 坂 城 隧 道 勘 察 中应 用
沙振 海
（ 中铁 一 院 甘 肃 勘 察 院 物 探 所 ，兰州 ７ ０ ０ ） ３０ ０
Ｓｈ ｅ ａ ａ Ｚｈ ｎｈ ｉ
（ ｅ ｐ ｙ ｉ ｐ ｒｍ ｎ ｆ Ｇ ｎ ｕ Ｅ ｐ ｏ ａ ｉｎ Ｉ ｓｉ ｔ ｏ ｉｓ Ｓ ｒ ｅ ｎ ｓ ｎ Ｇ ｏｈ ｓｓ ｃ Ｄｅ ａ ｔ ｅ ｔ ａ ｓ ｘ ｌｒ ｔ ｎｔ ｕ ｅ ｆ Ｆ ｒｔ ｕ ｖ ｙ ａ ｄ Ｄｅｉ ｏ ｏ ｔ ｇ Ｉ ｓｉ ｔ ｏ ｈ ｎ ａ ｌ ａ Ｌ ｎ ｈ ｕ ７ ０ ０ ， ｈ ｎ ） ｎｔ ｕｅ ｆ Ｃ ｉａ Ｒ ｉ ｙ， ａ ｚ ｏ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ ｔ ｗ