國道317線崗托至江達段矮拉山隧道EH4大地電磁法物探效果淺析

邱曉東， 馬 浩， 彭 斌

(1.四川吉元巖土工程勘察有限公司， 四川成都 610100;2.四川省興冶巖土工程檢測有限責任公司， 四川成都 610084)

國道317線崗托至江達段矮拉山隧道EH4大地電磁法物探效果淺析

邱曉東1， 馬 浩2， 彭 斌2

(1.四川吉元巖土工程勘察有限公司， 四川成都 610100;2.四川省興冶巖土工程檢測有限責任公司， 四川成都 610084)

文章簡要介紹了采用EH4大地電磁法對國道317線崗托至江達段矮拉山隧道進行物探分析。在隧道上方地面沿隧道縱軸方向采用聲頻大地電磁法查明隧址區斷層的產狀及破碎帶寬度，巖溶、富水區的埋深和規模，地層分界線等不良工程地質問題，其中重點判釋隧道洞身高程范圍內的資料，為隧道的初步設計提供地質科學依據。測試結果推導，該隧道內存在三個斷層和一個巖層破碎帶，施工時需提前注意。

國道317； 隧道； EH-4； 測試； 數據； 效果

國道317線崗托至江達段矮拉山隧道位于西藏東部橫斷山區，行政上屬昌都地區江達縣。項目起點位于江達縣崗托鎮，終點位于江達縣同普鄉。為有效探究隧址區斷層的產狀及破碎帶寬度，巖溶、富水區的埋深和規模，地層分界線等不良工程地質問題，快速獲取隧道洞身高程范圍內的資料，采用EH4大地電磁法物探進行相關工作，該方法在礦山等探測工作中應用較多[1-2]，在高速公路勘察設計中，尤其是高速公路長大深埋隧道的勘察設計中應用較多[3-5]。本文主要介紹了該方法的使用步驟及效果分析。

1 區域地質概況

1.1 區域地質構造

據1∶200 000區域地質調查報告資料，矮拉山斷裂與隧道軸線在進口段相交，幫欠克斷層與隧道軸線在出口段相交。該兩條斷裂為早第四紀及前第四紀活動斷裂，為非全新活動斷裂。

1.2 地層與巖性分布

隧址區發育的地層主要為：第四系殘破積、崩坡積碎石類土及三疊系中上統江達組基性火山沉積巖火山角礫巖和上統波里拉組灰巖、泥灰巖、凝灰巖、奪蓋拉組和阿堵拉組泥灰質粉砂巖，志留系散則組絹云石英片巖。隧道進口處表層為殘坡積的碎石類土，下部主要為中基性火山角礫巖和志留系散則組絹云石英片巖；出口處表層為碎石類土夾黏土，下部為泥灰質粉砂巖；洞身東部出露的基巖主要為火山角礫巖、泥灰巖；洞身西部出露的基巖主要為灰巖、凝灰巖、泥灰質粉砂巖。

2 實驗儀器及技術方法

2.1 測試原理

本次電磁測深工作采用的是EH-4連續電導率剖面儀，在地表條件良好的情況下它可以觀測到離地表幾米至1 000 m內的地質斷面的電性變化信息，該系統輕便、高效，特別適合于各種不同的地質條件和地形比較惡劣的環境。

用該儀器工作原理是在在一個寬頻帶上觀測電場和磁場信息，并由此計算出視電阻率和相位，可確定出大地的地電特征和地下構造。

2.3 測試方法

(1)測深點的布置：在具體的觀測點上使用森林羅盤儀指示方向，進行坡角改正，用皮尺測量距離，以確定電極和磁棒布置位置。要求點位差小于0.5 m，方位差小于0.2°。

(2)在開展工作的前一天做平行試驗，檢測儀器是否工作正常。試驗時兩個磁棒相隔2～3 m，平行放在地面上，兩個電偶極子也要平行。觀測電場、磁場通道的時間序列信號，若兩個方向通道的波形形態和強度均基本一致，說明儀器工作正常。

(3)電極的布置技術：本次工作共用四個電極，每兩個電極組成一個電偶極子，為了便于對比監視電場信號，其長度等于點距，與測線方向一致的電偶極子叫做X-Dipole；與測線方向垂直的電偶極子叫做Y-Dipole。為了保證Y-Dipole電偶極子的方向與X-Dipole的相互垂直，用森林羅盤儀確定方向，誤差<±0.5°；電偶極子的長度用測繩測量，誤差在<±0.5 m。

(4)磁棒布置技術：磁棒離前置放大器應大于5 m，為了消除人文干擾兩個磁棒要埋在地下至少5 cm，用地質羅盤定方向使其相互垂直，誤差控制在<±0.2°，且水平。所有的工作人員要離開磁棒至少10 m，盡量選擇遠離房屋、電纜、大樹的地方布置磁棒。

(5)AFE(前置放大器)布置技術：電、磁道前置放大器放在測量點上，即兩個電偶極子的中心，為了保護電、磁道前置放大器應首先接地，遠離磁棒至少10 m。

(6)主機布置技術：主機要放置在遠離AFE(前置放大器)至少20 m的一個平臺上，而且操作員最好能看到AFE和磁棒的布置。

2.4 數據處理與成圖

EH-4電磁測深數據的室內處理及反演主要是采用IMAGEM和綜合信息處理系統軟件。主要的處理步驟有以下幾點：

(1)對獲得的電場和磁場虛實分量和相位數據，使用IMAGEM軟件進行數據編輯，刪除畸異點，提高數據質量。

(2)進行靜校正、生成表層電阻率、編輯剖面電阻率及剖面處理。

(3)進行空間和頻率插值，對剖面進行均勻插值和對頻率按對數規律均勻插值。

(4)形成后續處理必備文件和準備反演成像參數文件。

(5)最后經過多次疊代反演和正演，輸出二維反演結果和正演數據，如果反演結果符合已知地質特征和其正演數據斷面圖與原始數據斷面圖基本吻合，正反演計算終止。

對取得的數據通過相應計算得到的參數，主要是用surfer8軟件對其進行成圖處理。通過濾波和插值工作就得到相應的平面等值線圖。

3 試探效果分析

該條測線全長4 500 m，里程BK1 003+620～ BK1 008+120段，剖面詳細電阻率斷面見圖1。

圖1 大地電磁測深反演斷面

電阻率斷面圖上部沿地形線以下(0～80) m，電阻率值一般為(100～400) Ω·m，推測為表層沉積層的分布，其厚度約(50～150) m；在電阻率等值線圖中，里程BK1 003+850～BK1 004+030、BK1 005+190-BK1 005+290、BK1 007+250-BK1 007+350處等值線有錯斷現象，推測此處可能有斷裂構造通過；結合1∶200000區域地質調查報告資料，推測BK1 003+850～BK1 004+030為矮拉山斷裂，BK1 007+250-BK1 007+350為幫欠克斷裂, BK1 005+190-BK1 005+290處推測為斷層，傾向大概為54°；里程BK1 007+120～BK1 007+720、高程3 650～3 750 m處，隧道底板以下80 m左右，電阻率有低阻異常反映，為物探異常區域，推測為巖層破碎帶，施工時需提前注意。

4 結論

通過本次大地電磁工作，基本查明了該工區內測線附近可能存在的斷層的位置和產狀以及軟弱巖層、覆蓋層厚度等情況。

BK線電阻率斷面圖上部沿地形線以下(0～80) m，電阻率值一般為(100～400) Ω·m，推測為表層沉積層的分布，其厚度約(50～150) m；在電阻率等值線圖中，BK1 003+850～BK1 004+030、BK1 005+190-BK1 005+290、BK1 007+250-BK1 007+350處等值線有錯斷現象，推測此處可能有斷裂構造通過；結合1∶200 000區域地質調查報告德格幅的資料，推測BK1 003+850～BK1 004+030為矮拉山斷裂，BK1 007+250-BK1 007+350為幫欠克斷裂；BK1 005+190-BK1 005+290處推測為斷層，傾向大概為54°；里程BK1 007+120～BK1 007+720、高程3 650～3 750 m處，隧道底板以下80 m左右，電阻率有低阻異常反映，為物探異常區域，推測為巖層破碎帶，施工時需提前注意。

[1] 周明平,楊炳南,朱大偉,等. 貴州省松桃縣普覺錳礦區EH4大地電磁法試探效果[J]. 貴州地質,2013(1):28-32.

[2] 屈利軍,李波,胡緒云. 綜合電法在南嶺魏家鎢礦深部勘查中的應用[J]. 工程地球物理學報,2015(2):183-189.

[3] 柳建新，蔣玲霞，嚴家斌，等.EH-4電磁成像系統在高速公路隧道工程勘察中的應用[J]．工程地球物理學報，2008,5(6):652-656.

[4] 胡衛群，王建軍．EH-4電磁測深法在隧道斷層勘察中的應用[J].公路工程，2012,37(5):191-193.

[5] 魏士俊．EH-4高頻大地電磁測深法在隧道勘察中的應用研究[D].成都：成都理工大學，2013．

京滬高鐵沿線環境綜合整治打響攻堅戰住建部 鐵路聯手發動“三大戰役”

近日，針對高鐵沿線存在的安全隱患和“臟亂差”這一老大難問題，住房城鄉建設部、國家鐵路局、中國鐵路總公司聯手部署專項行動，要求沿線的地方政府同鐵路方面共同抓好“三大戰役”，堅決根治頑疾。

第一戰役是查處重大和明顯隱患。5月15日前完成對影響京滬高鐵運營安全問題的排查整改，發現問題立即處理。

第二戰役是查處違法違規。6月底前，嚴肅查處高鐵沿線保護區和控制區內的違法占地、違法建設、違法經營行為，建立臺賬，逐一銷號。

第三戰役是排查和整治環境。排查高鐵沿線保護區、控制區、可視區范圍內影響觀瞻、污染環境等突出問題，9月底整治工作要取得明顯成效。

同時，三部門還要求抓緊建立“雙段長”責任制，完善安防、技防和人防體系，建立會商制度，防止問題反復。建立負面清單，加強部門協調，嚴格控制新建鐵路周邊的開發建設活動。

摘自《中國建設報》

邱曉東(1984～)，男，工程師，主要從事巖土工程檢測等研究。

P631.3+25

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[定稿日期]2017-07-31