隧道超前地质预报中不良地质体的瞬变电磁响应特征
瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的应用
建材发展导向2019年第18期瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的应用邓普罗昊（四川金通工程试验检测有限公司，四川成都610000）摘要：瞬变电磁法对低阻体(水体)具有极高的敏感度,所以将其应用于隧道含水不良地质体的超前预报中定会有很好的发展前景。
通过对西南地区某隧道进行实地探测,通过对所探测数据的解释分析和比对地质资料表明:瞬变电磁法在隧道含水不良地质体具有的超前预报应用中有很好的效果。
关键词：电磁;布置在我国西部,在经过长达多年的隧道施工建设中,隧道的掘进、衬砌支护等技术已经有了很成熟的发展。
如今,隧道工程建设的主要问题已经转变为工程地质的问题,无论是在设计、施工、造价、工期等都受到地质条件的制约。
不良地质条件,尤其是在施工开挖阶段所遇到的如涌水、突泥等工程地质问题异常复杂,稍有不慎就会造成生命财产安全,因此,隧道不良地质体的超前预报显得尤为重要。
1瞬变电磁法基本原理瞬变电磁法的激励场源主要有两种,一种是回线形式(或载流线圈)的磁源,另一种是接地电极形式的电流源。
下面以均匀大地的瞬变电磁响应为例,来讨论回线形式磁偶源激发的瞬变电磁场,从而阐述瞬变电磁法测深的基本理论。
在导电率为σ、导磁率为μ的均匀各向同性大地表面敷设面积为S 的矩形发射回线在回线中供以阶跃脉冲电流I (t )=I t <00t ≥0{(1)在电流断开之前(t <0时),发射电流在回线周围的大地和空间中建立起一个稳定的磁场;在t =0时刻,将电流突然断开,由该电流产生的磁场也立即消失。
一次磁场的这一剧烈变化通过空气和地下导电介质传至回线周围的大地中,并在大地中激发出感应电流以维持发射电流断开之前存在的磁场、使空间的磁场不会即刻消失。
由于介质的欧姆损耗,这一感应电流将迅速衰减,由它产生的磁场也随之迅速衰减,这种迅速衰减的磁场又在其周围的地下介质中感应出新的强度更弱的涡流。
这一过程继续下去,直至大地的欧姆损耗将磁场能量消耗完毕为止。
瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的有效性分析
瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的有效性分析
吕瑞
【期刊名称】《现代工程科技》
【年(卷),期】2024(3)7
【摘要】瞬变电磁法作为一种有效的地质勘探方法,具有原理简单、分辨率高、探测深度大等特点,在隧道超前地质预报中具有广泛的应用价值。
探讨了隧道超前地
质预报的重要性,并分析瞬变电磁法在隧道施工中的实际应用及影响因素,以期为提
高隧道施工安全水平提供参考。
对隧道超前地质预报的重要性和瞬变电磁法的原理、技术特点及应用进行深入探讨。
隧道施工中地质灾害的影响重大,而超前地质预报
对于防范地质灾害、保障施工安全具有重要意义。
实际应用表明,瞬变电磁法在隧
道超前地质预报中具有较高的准确性和实用性。
【总页数】4页(P97-100)
【作者】吕瑞
【作者单位】山西华冶勘测工程技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U452.11
【相关文献】
1.瞬变电磁法在岩溶隧道超前地质预报中的应用——以七家营隧道为例
2.瞬变电
磁法在隧道超前地质预报中的应用3.传统瞬变电磁法的改进及其在隧道超前地质
预报中的应用4.瞬变电磁法在高速公路隧道超前地质预报中的应用5.瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的应用
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[公路水运工程试验检测人员考试密押题库与答案解析]公路水运工程试验检测人员桥梁隧道工程分类模拟35
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A.地质调查法
B.弹性波反射法
C.超前钻探法
D.地震波反射法
答案:C[解析] 断层为面状结构面，可采用超前钻探法较准确地预报其位置、宽度、物质组成及地下水发育情况等。断层破碎带与周围介质多存在明显的物性差异，可采用弹性波反射法探测破碎带的位置及分布范围。因此本题选C。
C.出水点和地层岩性、地质构造、岩溶、暗河等的关系分析
D.围岩稳定性特征及支护情况 A B C D
答案:ABCD[解析] 隧道内地质素描包括以下主要内容：
(1)工程地质包括有害气体及放射性危害源的存在情况；应记录塌方部位、方式、规模及其随时间的变化特征，并分析产生塌方的地质原因及其对继续掘进的影响等。
A.150m
B.100m
C.80m
D.30m
答案:B[解析] 地质雷达法在一般地段预报距离宜控制在30m以内；瞬变电磁法每次预报有效探测距离宜为100m；红外探测法有效预报距离宜在30m以内；高分辨率直流电法有效预报距离不宜超过80m；地震波反射法等在软弱破碎地层或岩溶发育区，每次预报距离宜为100m左右，在岩体完整的硬质岩地层每次预报距离宜为150m内。本题选B。
D.孔内摄影 A B C D
答案:ACD[解析] 超前钻探法包括超前地质钻探、加深炮孔探测及孔内摄影。
问题:2. 关于隧道超前钻探技术要求以下描述正确的是______。
A.富水岩溶发育区每循环宜钻3～5个孔，揭示岩溶时，应适当增加，以满足安全施工和溶洞处理所需资料为原则
B.在需连续钻探时，前后两循环钻孔应重叠5～8m
答案:A[解析] 隧道涌水量为1×103～1×104m3/d，为中小型涌水，地质灾害属于B级。
浅析隧道超前地质预报
浅析隧道超前地质预报发表时间：2016-03-18T13:23:14.380Z 来源：《基层建设》2015年26期供稿作者：刘伟[导读] 宜昌顺德建设工程检测有限公司隧道是地下工程，具有隐蔽性、复杂性和不可预见性的特征。
隧道周围及掌子面前方的工程地质和水文地质情况对隧道施工的质量和安全关系重大。
宜昌顺德建设工程检测有限公司湖北宜昌 443100摘要：隧道是地下工程，具有隐蔽性、复杂性和不可预见性的特征。
隧道周围及掌子面前方的工程地质和水文地质情况对隧道施工的质量和安全关系重大。
不良的地质条件极易引起隧道坍方、突泥涌水，不仅在技术上给隧道施工带来极大的困难，也常常因突发事故导致人身伤亡、设备损失、工期延误，从而造成巨大的经济损失。
隧道超前地质预报贯穿隧道施工的全过程，为施工中的工程变更提供科学依据，为提高工程质量、降低工程造价、加快施工进度、确保施工安全提供技术保障。
本文介绍了隧道超前地质预报的主要工作内容，并探讨超前地质预报实施过程中的关键问题和应对重、难点的对策及措施。
关键词：隧道工程；地质条件；超前预报1 超前地质预报的目的和主要工作内容1.1超前地质预报目的超前地质预报工作主要应达到以下三个方面目的：进一步查清掌子面前方的工程地质与水文地质条件，指导工程施工的顺利进行；降低地质灾害发生的几率和危害程度；为动态设计和施工提供地质依据。
1.2 超前地质预报的主要工作内容根据设计文件及相关规范要求，隧道超前地质预报技术服务的工作内容如下：通过地质分析、超前探测等综合方法，对隧道掌子面前方的不良地质体进行预报，主要预报内容有：①对照设计文件提供的地质资料，预报隧道掌子面前方围岩软硬变化对施工的影响程度。
②预报可能出现破碎带，引起塌方、滑动的部位、型式、规模及发展趋势。
③预报可能出现突然涌水的地点、涌水量大小、地下水泥砂含量及对施工的影响。
④对隧道穿过不稳定岩层、较大断层作出预报。
⑤能较准确地判定围岩类别并提供岩石力学参数，为确保隧道安全施工，确定隧道施工工艺，及时合理地调整支护参数，对前方软弱岩层予以提前支护加固提供可靠的依据。
隧道工程地质环境—施工地质超前预报(铁路隧道施工)
任务2.2 施工地质超前预报
任务2.2 施工地质超前预报
工作任务： （1）对隧道所在地区进行地质分析与宏观地质预报； （2）对隧道洞身不良地质及灾害地质进行预报，对重大施工地质灾 害进行临警预报。
1.地质超前预报的内容 （1）地层岩性预测预报，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及 特殊岩土的预测预报。 （2）地质构造预测预报，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等 影响岩体是对岩溶、人为坑洞、瓦斯等发育 情况的预测预报。 （4）地下水预测预报，特别是对岩溶管道水及富水地层中、富水 褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况进行预测预报。
2.地质超前预报的方法 隧道施工地质超前预报方法主要有传统地质调查法、超前平行
导坑预报法、超前水平钻孔法、物探法及特殊灾害地质所用的相关 预测方法。施工地质超前预报是一项系统性工作，需纳入施工工序。
（3）重大施工地质灾害临警预报：在传统地质分析方法的基础上， 结合施工方法、施工工艺、工期等要求，以超前平行导坑预报法、 超前水平钻孔法为主，综合利用各种有效的物探手段，对开挖面前 方有可能诱发的重大的地质灾害建立临警预报系统，并评判其危害 程度，提出施工预案对策。
3.地质超前预报方法的应用原则 （1）地区地质分析与宏观地质预报：采用传统的地质分析方法， 辅以必要的物探技术等手段对隧道围岩的稳定性、水文地质情况进 行宏观的地质预报。
（2）不良地质及灾害地质超前预报：在传统地质分析方法的基础 上，结合施工方法、施工工艺、工期等要求，以先进的物探技术为 主要探测手段，并辅以必要的超前平行导坑预报法、超前水平钻孔 法，对开挖面前方不良地质体的情况及有可能产生的灾害地质进行 预报，提出施工对策。
探究隧道超前地质预报现状及常见认识误区
探究隧道超前地质预报现状及常见认识误区摘要：针对超前地质预报而言，主要是基于综合手段的前提下获取地质信息，并予以综合分析后，提前对工作面前方围岩地质情况进行预测及判识。
在隧道施工中，能够提前预知风险，确保措施采取的及时性，避免不必要安全问题的出现。
本文主要围绕隧道超前地质预报现状及常见认识误区进行了探讨、分析，现报告如下。
关键词：隧道；超前地质预报现状；常见认识误区在我国社会经济不断发展的背景下，交通设施呈日趋完善状态，而受我国地势特殊性的影响，很多线性工程就需建立隧道，而超前地质预报在查明隧道围岩特征等方面起着积极的意义，通过细致调查，可达到消除工程隐患的目的。
因此，隧道工程就需重视超前地质预报的展开，完善技术体系，严格遵守相关规范要求，以进一步促进施工综合质量的改善，这对于降低施工成本也起着积极的意义。
1、隧道超前地质预报现状分析在隧道施工中，前期工程、水文地质调绘及勘探工作的落实，可为设计人员提供一些基础参考，包括隧道施工区域地面工程、水文地质情况等，但此项工程具备深埋地下、隐蔽性强等特点，地质条件较为复杂，对于周围工程岩体的特征，或是不良地质体性质等的查明就存在一定的难度，尤其是复杂岩溶地区，这与地层岩性、构造等有一定关系，加之岩溶发育本身就具备复杂多变的特点，单一勘察就难以对该地区的岩溶发育特征进行充分的了解。
而隧道地质超前预报工作的展开，则能进一步对隧道围岩特征情况的查明提供参考，故强化地质超前预报工作就显得尤为重要[1]。
现阶段，从总体上来说，超前地质预报呈高投入、低产出的状态，主要是指大量投入了先进技术、设备等，但却未对相关信息进行综合分析，导致预测成果较为片面，预报效果难以达到理想化，无法为施工提供更加可靠的指导。
而导致此现状发生的主要原因在于领导缺乏重视度，思想上未正确认识到超前地质预报的重要性，故就存在人力、物力等投入不足的情况；施工方未引入专业的地质专业人员，导致人员专业技能水平较弱，对超前地质预报存在一些认知差错，进而就极易引发错误解读地质信息等问题。
隧道的地质超前预报方法与不良地质施工措施
我们在隧道的施工过程中会遇到各种不良地质,为避免盲目性,使施工方案和技术措施更科学合理，开展地质超前预报十分必要。
地质超前预报对不良地质能做到早发现，早预防，从而采取恰当的处理措施,减少和化解不良地质给施工带来的不利影响。
1 地质超前预报方法1.1 超前导坑法长隧道和特长隧道大都设有平行导坑。
平导普通与路线平行，距路线20m~30m 不等。
施工过程中利用平导先行的优势，认真采集和积累地质资料，并根据平导开挖过程中揭示的地质资料指导正洞施工，从而使正洞的施工方案和技术手段都建立在科学合理的基础上。
平导开挖断面小，即使浮现不良地质也容易处理，对施工影响不大。
因此,超前导坑法在长隧道和特长隧道施工中被广泛采用。
1 。
2 超前水平钻探法采用隧道专用钻机进行超前水平钻探，来探明开挖前方的地质情况。
超前水平钻探其实并非彻底“水平”,带有一定的角度.与地震波反射法、地质雷达探测法相比,超前水平钻探法具有更直观、更准确的特点。
超前水平钻探法虽是“一孔之见”，却能起到“管中窥豹”的作用。
超前水平钻探法主要用于探测煤层、瓦斯、断层、溶腔、突水、涌泥等不良地质。
超前水平钻探法探测的距离长，探明的不良地质距工作面较远，便于提前调整施工方案和技术措施。
1.3 超长炮孔钻探法超长炮孔钻探法指的是在掘进过程中，每次打眼都用5m 钻杆在隧道拱部和底部各钻两个探测孔，放炮则控制在3m 以内，使工作面始终保持距不良地质2m 以上的安全距离。
当钻孔浮现不良地质征兆时，可以及时采取应对措施。
采用超长炮孔钻探法，避免了钻机的频繁挪移，可以不中断隧道的正常掘进，简便易行、事半功倍。
超长探孔还可兼做炮眼,节约成本，提高功效。
1 。
4 地震波反射法-—TSP-203 系统TSP 超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中，采用的较为先进的设备。
其工作原理是利用地震波的回波原理，人工创造一系列有规则罗列的轻微震源，形成一个地震源断面；同时，三维地震波接收器在计算机的监控下，采集这些震源所发出的震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体(如地层层面、节理面、特殊是断层破碎带界面和溶洞、暗河等)被反射返回的地震波数据.这些回波信号的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向，是与相应不良地质体的性质和分布状况密切相关的.在一定间隔距离内连续采用上述方法，可以得到前方地层的地质力学参数，如杨氏模量和横向变形系数等，从而预报隧道前方及周围临近区域的地质状况，判断开挖面前方100m~200m 范围内的地质情况。
超前地质预报（地质雷达法）和半航空物探（半航空瞬变电磁法）在隧道工程施工的运用
超前地质预报（地质雷达法）和半航空物探（半航空瞬变电磁法）在隧道工程施工的运用摘要：复杂的地质条件和地质灾害是隧道施工中的难题，发生地质灾害将造成巨大的生命和财产损失。
因此，可靠地探测地质缺陷特征，如断层、岩溶洞穴和地下水，具有重要的现实意义和理论价值。
本文介绍了超前地质预报（地质雷达法）和半航空物探（半航空瞬变电磁法）在隧道工程施工的运用。
引言在中国，许多大型项目正在进行中水利、水利等建设水电站、铁路、公路、能源储存和运输系统，以及地下矿山。
这些项目为我们提供了一个重要的机会地球工程的进展。
然而，严重的由于环境复杂，也存在挑战地质条件和潜在地质灾害在隧道施工过程中，造成了巨大的生命损失还有财产。
因此，改进地质缺陷的探测能力是非常重要的，例如探测断层、溶洞和地下水涌出。
中国在建隧道具有长度长、体积大的特点覆盖层和复杂的地质条件。
例如，宜昌至万州铁路建在山区，以高风险岩溶程度高的突水危险。
该地区已发现严重的突水危险马鹿青隧道和沿途的野三关隧道宜昌至万州铁路发生严重伤亡事故经济损失。
在水电工程领域，北京锦屏二级水电站副洞四川省有2375米深和17.5公里深长覆盖层使隧道埋在下面极高的地应力。
1.隧道工程施工的探测技术1.现有的探测技术在这下面在这种情况下，隧道的施工可以受到潜在岩爆的影响通过释放地应力，尤其是在不良地质条件，如断层、软弱岩石特征和地下水。
地质灾害防治研究在隧道施工过程中已经成为一个重要的问题中国的问题，包括相关机制治疗技术和探测技术。
地质缺陷特征的探测在危险控制中起着重要作用本文提出。
目前，探测地质灾害的方法危险源可分为两类：地质调查和地球物理勘探。
地质调查包括工程地质分析、先导开挖和岩心钻探，同时地球物理勘探包括地震、电磁和地质雷达方法。
每种方法它有自己的优点和缺点。
2、隧道工程施工探测的难点可靠探测的挑战性问题包括：（1）故障的识别和定位，裂缝、溶洞和地下水体（如地下河）；（2）含水层探测；（3）探测的解释结果在多种解释的背景下物探成果及优化探测方法的选择。
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深度均有此现象。这说明当掌子面前方围岩完整性
较好 、无 不 良地质 体情 况时 ，同一 深度 处 的视 电 阻 率无 明显 变化 ，即无 低 阻异 常 区域 。
３ ２ 存在 富 水溶 洞 ．
不 同。因为视 电阻率值是相对电阻率 ，不等同于介 质 的真 实 电阻率 ，且 瞬变 电磁 法是 通过 视 电阻率 相 对变化的程度来判断低阻体 的位置和大小 ，视 电阻
为 了方 便 建 模 ，且 在 不影 响 计 算 结 果 的情 况 下 ，将 隧道 横断 面 简 化 为 １ ×１ 的正 方 形 。 ２ｍ ２ｍ
１ 建小地体有元犁 分 直 良质 的 限 模 ｌ 别
・
考虑 到掌 子 面 前方 ３ ～４ 存 在 １ Ｉ 的低 阻 ５ ５ｍ ０１ 长 Ｔ
等值线 图 （ 单位 ：Ｑ・Ｔ Ｉ） Ｉ
第 ６期
隧道超前地质预报 中不 良地质体 的瞬变 电磁 响应特征
通过 电磁场数值模拟计算 ，再导入 Ｔ Ｍ 专用 Ｅ 软件反演分析 ， 形成拟合视 电阻率等值线纵深剖面 图，如图 ４ 所示 。将其与图 ２ 进行对 比，两者 的低
阻异 常 区域 的位 置非 常接 近 ，只是视 电阻率值 稍 有
所示 。
模拟计算 方法 和流程
采用有限元方法计算 电磁场得到的结果是势函
收稿 日 ：２ １—１１ ；修订 日 ：２ １－８１ 期 ０ ０１—０ 期 ０ １０— ６
基金项 目：成都理工大学地质灾害防治与地 质环境保 护国家 重点实验室开放基金资助项 目 （ Ｚ Ｏ ７０ ） Ｇ ２ Ｏ —６ ；成都理工大 学地质灾害防治与 地质环境保护 国家重点实验室团队重点课 题 （ Ｋ Ｇ ２ ０ Ｚ ０ ） 成 都理工 大学优 秀创新 团队培育计划项 目 （ Ｙ ０ ４ Ｓ Ｌ Ｐ０９ ０２ ； Ｈ ０８） 作者简介 ：孟陆波 （９ ８ ，男 ，浙江上虞人 ，讲师 ， １ ７ 一） 博士 。
将 这 些 感 应 电 动 势 值 输 入 到 Ｔ Ｍ 工 作 站 进 行 计 Ｅ
算 ，从而得到各个不 良地质体掌子面的拟合视电阻 率等值线纵深剖面图；分析剖面图中视电阻率等值 线 的分 布特 征 和规律 ，得 到 隧道 中不 良地 质体 的磁 变电磁响应规律 。瞬变电磁法数值模拟流程如图 ｌ
等值线 图中断层 、溶洞等不 良地质体 的瞬变电磁 响应特征 。研 究结果 表 明：在不 良地 质体周 围，视 电阻率 等值 线 相对密集 ，在不 良地质体 内部或者周 围岩体 ，等值线相 对稀疏 ；由此可 根据等值 线密集 带和视 电阻率相对 大 小 ，初 步判断不 良地质体 的位置和 大小 。当掌子 面前方存 在 富水 溶洞 时 ，溶洞部位 视 电阻率明显偏 低且等值 线
第３卷 ， ６ ２ 第 期 ２０１１年 １１月
文章编号 ：１ ０— ６２ （０ ）０ —０ ９０ ０ １４ ３ ２ １ １ ６０ ６—７
中 国 铁 道 科 学
ＣＨ Ｉ ＮＡ ＲＡＩ Ｗ ＡＹ Ｃ ＥＮＣＥ Ｌ Ｓ Ｉ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ６ Ｉ３ ．
Ｎｏ ｅ ｂ ｒ ２ １ ｖｍ ｅ， ０ １
１—９ ） ５ ０ ，考虑 隧道 横 断 面 的尺 寸 和隧 道 周 围 围岩 介 质 的厚 度 ，取 有 限元模 型横 断 面 为 ５ ０ｍ×５ ０ｍ 的正方形 。由此 建 立 电磁 场 ＡＮＳ Ｓ有 限元 模 型 ， Ｙ
如图 ３ 示 。 所
Ｉ 备Ｊ应动拟曲 ｌ 测感电 台线 Ｉ 势 ＝ 【
般 取 ０ ５ １５ｍ） ． ～ ． ，进行 １ 探测 ，获 得探 测 数据 次 后 ，采用 ＴＥ 工 作站 对其 进行 分 析处 理 ，获 得 实 Ｍ 测 视 电阻率 等值线 纵深 剖面 图 ，如 图 ２所示 。
一
一
．
—
—
＿ ｏ ． ， 一 — Ｉ
（） ｂ 横断 面图
图 ３ 有 限元模型 （ 单位 ：ｍ）
高 ） 的低 阻异 常 区域 ，以此模 拟 富水溶 洞 ，地 电参
数按照表 ｌ 选取 ，模拟计算视电阻率等值线结果 ， 如 图 ６ 示 ，由图 ６ 得如下 结论 。 所 可
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测 点号
测 点号
图 ４ Ｋ ＋５ ８数值 模拟视电阻率等值线 图（ ６ ７ 单位 ： ・ ｎ ｍ）
图 ６ 掌子面前方 中部存 在富 水溶 洞 时数值模 拟视 电阻 率 等值线 图 （ 单位 ：Ｑ・ ｍ）
３ ４ ３ ６
—
电磁场有限元模型的地电参数主要有相对磁导 率和电阻率。通过试算 ，得到 比较合理 的地 电参 数 ，见表 １ 。
表 １ 电磁 场有限元模型的地 电参数
嚣 一２ ４
－
４ ４
４ ６
—
４８
５
ｌ Ｏ
１ ５
２ Ｏ
２ ５
３ Ｏ
３ ５
４ Ｏ
测点 号
图 ２ 明月 山隧 道右洞 Ｋ ＋５８ ６ ６８实测视 电阻率 ６ ７一Ｋ ＋ ２
有限元软件 ，建立 电磁场有限元模型 ，计算测点感 应 电动势曲线，并将其输人 到 Ｔ Ｍ 工作站 中进行 Ｅ
计 算 ，得到 拟合视 电阻率等 值线 图 ，与实测 视 电阻
率等值线图对 比并修正地电参数 ，直至获得合理的 地 电参数 ；第 ２ 步，采用同样方法，对典型的不 良 地 质体建 立 ＡＮＳ ＹＳ电磁场 有 限元 模 型 ，分别 计算 得到各模 型各个测点不同时刻时 的感应 电动势值 ；
密集 ；存在富水断层时 ，断层部位等值线密集且 出现规 则排列 的塔形 低阻 区 ； 在干燥 溶洞 时，溶 洞部位呈 高 存
阻区 ，且高阻 区内部呈多个三 角形组合 分布 ；存 在干燥 断层 时，断层部位 出现近 直线平行 的视 电阻率等值线 密 集高阻带 。干燥溶洞和干燥断层 的响应 特征不易识别 ，需要结 合地质 资料进行 更为细 致的分析 判断 。部分 响应
率 的绝对 数值 对低 阻 体判 断不会 产 生较 大影 响 ，因 此在 同一视电阻率等值线纵深剖面图中，只要视电 阻率 能够 体 现 出差 异 即可 。
在建 立 的模 型 中 ，在 掌 子 面 中部 前 方 ３ ～ ４ ０ ０
ｍ 范 围 内 ，设 置 １ １ 个 ０ｍ×５ｍ×５ｍ （ ×宽 × 长
特征 已在实 际工程 中得 到了应 用和验证 。
关键词 ：瞬变 电磁法 ；不 良地质体 ；视 电阻率 ；等值线 ；隧道 ；地 质预报
中 图分 类 号 ：Ｕ４ ２ １ ５ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
瞬 变 电 磁 法 （ ｒｎｉｎ Ｅｅｔｏ ｇ ｅｉ Ｔ ａｓ ｔ ｌｃｒｍａ ｎｔ ｅ ｃ Ｍｅｈ ｄ ，简称 ＴＥ ）是 一种 基 于 电磁 感 应 的 超 ｔｏ ｓ Ｍ
瞬变电磁 仪配套 的反演软件［］ １）将 势函数转 化为 。 视电阻率 。本文提 出的模拟计算方法是：第 １ Ｓ ＹＳ
报专业人员将解译 图件与隧道掌子面地质情况等相
结合 ，进 行 综合 分析 后得 到 预报结 果 。虽然 近几 年 对 现场 工作 和解 译方 式上 做 出 了一 定 的改进 ，取 得 了较好 的应 用成 果 ，但还 未对 常见 不 良地质 体 的探 测规 律性 进 行总 结 ，未得 到较 为健 全 的瞬变 电磁 响 应 规律 。由于现 场探 测环 境 和探测 目标 体 复杂 ，现 场 探测 得 到 的图件 复杂 ，不利 于 总结分 析探 测 图件 中的规 律 。 因此 ，本 文采 用 电磁场 有 限元法 模 拟计 算 视 电阻率 ，研 究 隧道超 前 地质 预报 中不 良地 质体 的瞬变 电磁响应 特 征 。
通过 上述 ＴＥ 数 值模 拟 验证 ，说 明建 立 的模 Ｍ
型和确定的地 电参数是合适的。
（）在 掌子面 前方 ３ ￣４ ｎ １ ３ ３ｒ，中部 １ ～３ ５ ０号 测 点范 围 内存 在 １ 明显 的低 阻 区域 ，低 阻 区域两 个
３ 典 型不 良地质体数值模拟
采用 建立 的模 型 和确定 的地 电参 数 ，对 隧道 中 溶 洞 、断 层 等典 型不 良地质 体 进行 瞬变 电磁数 值模 拟分析。
数在节点上的值 ，而在 实际瞬变 电磁法探测 问题 中 ，势 函数 只是一 个 中间变 量 ，因此 ，采用 瞬变 电
磁计 算 软 件 “ Ｍ 工 作 站 ” （ Ｉ Ｅ Ｍ一 ２ ＴＥ 与 ＧＧ ＴＥ ０
前探测方法 ，最早用于地表勘探 ，对含水地质体等
低 阻体反 应 灵 敏 ＿］ １ ，近 几 年 将 该 方 法应 用 于 隧 道 ≈ 超前 地质 预报 中［ ，取 得 了 良好 的效 果 。瞬 变 电 ４ 。 磁法 探测 图件 的解 译 过程 一般 是 由隧道 超前地 质 预
采用 Ｉ ＧＥ Ｅ Ｇ Ｔ Ｍ一２ Ｏ瞬 变 电磁 仪 进 行 现 场 探 测 ，发 射线 圈 采用 ３ｒ×３Ｉ ×８匝 ，接 收探 头采 ｎ Ｉ Ｔ
（】 视图 ａ俯
用 Ｓ － ２０ （ ）屏 蔽 探 头。仪 器 连 接 后 ，在 Ｂ ５Ｋ Ｐ Ｋ ＋５ ８ ６ ７ 掌子面上从左至右布置测线 ，每隔一定距 离 移 动 １ 发射 线圈 （ 次 移动距 离 就是测 点点距 ，一
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小 地 体 类 １ 良 质 的 小ｌ １良 质 的 里 良 质 的 犁１ 不 地 体 大 小 地 体 位
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异常体 ，掌子面后方 （ 即隧道已开挖段）为 ３ ３ ０１， ＂ １ ． 则 取有 限元模 型纵 向长 ９ ３ 即 ３ ＋ ３ ＋５ ５ ０１ ＂ １ ．（ ０ ５ ＋ ＋