邓 普 罗 昊

（四川金通工程试验检测有限公司，四川 成都 610000）

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

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。这便是大地中的瞬变电磁过程，伴随这一过程存在的电磁场便是大地的瞬变电磁场。

2 隧道测点布置及施工方法

以西南地区某隧道实际探测为例，本次探测隧道的掌子面所在里程为Z2K24+842，掌子面岩性为灰岩，且岩体稳定性、完整性较好。

本次瞬变电磁法勘探仪器采用中煤科工集团重庆研究院有限公司自主研发的YCS1024 矿用本安型瞬变电磁仪对隧道进行检测，装置形式采用多匝重叠回线装置，发射线框采用多匝1.5m×1.5m 矩形回线。本次探测分纵向和横向两种方式扫描，纵向方向扫描上下各60°范围，每10°一个测点，共13 个测点；横向方向扫描左右各60°范围，每10°一个测点，共13 个测点，横向共有2 个剖面的测量，分别为仰角0°、仰角30°，

3 瞬变电磁法的资料解释

瞬变电磁法的资料解释步骤是首先对采集到的数据进行去噪处理，根据晚期场公式计算视电阻率曲线，然后进行时深转换处理，得到各测线视电阻率断面图。最后，根据探测区域的地球物理特征、TEM 响应的时间特性和空间分布特征并结合地质资料进行综合解释，划分地层富水区分布范围。

根据以上处理流程，对所采集隧道的横向数据进行分析如下：

野外采集数据经过数据编辑、滤波处理、视电阻率计算、时深转换等步骤，可得其视电阻率等值线图。通过分析可知，掌子面正前方34～50m、右侧10m～左侧30m 范围内（红线圈定区域） 视电阻率相对较低，分析为岩溶裂隙发育含水区域。现掌子面正前方32～62m、右侧23m～50m 范围内（红线圈定区域） 视电阻率相对较低，分析为岩溶裂隙发育含水区域。

4 结论及建议

综合物探成果和地质资料分析，可推测得出如下几点结论：

1） 现掌子面正前方32～62m 范围内（参考图1 红线圈定区域，Z2K24+876～Z2K24+904） 视电阻率相对较低，分析为岩溶裂隙发育含水区域；2） 本次探测成果与前期勘探成果等资料对比可知，两者结论能相互印证；3） 从探测效果看，掌子面附近有台车等机电设备，对感应二次电磁场造成了一定的干扰，从而影响到了探测的准确性。本次探测取得了初步的效果。但是任何物探技术手段都存在一定多解性和局限性。瞬变电磁法探测要与地质分析、地质钻探相结合，根据现场具体水文地质情况综合分析，尽量降低物探资料的多解性；4） 建议在物探异常区，应超前钻探验证物探结果的准确性，尤其是在施工经过受岩溶或裂隙发育影响的Z2K24+876～Z2K24+904 段，应优化施工工艺，小药量的短掘短进、加强超前支护，做好防突泥、防突水、防坍塌等相关应急措施。