张以泽 朱伟强 陈树见

(云南第二公路桥梁工程有限公司，云南 昆明 650000)

0 引言

随着西部大开发战略的深入开展，施工过程中经常出现突水、突泥、塌方、瓦斯燃烧等事件，给施工带来极大困难，造成巨大人身伤亡事故［1，2］。因此，王梦恕院士［3］指出超前地质预报应该也必须作为工序列入工程成本。

瞬变电磁勘探(简称TEM)对地下良导电介质具有较强的响应能力，适用于断层及裂隙带富水性评价含(隔)水层划分等［4，5］，具有突出地电异常响应、无电极接触制约、穿透高阻覆盖能力强、体积效应小、低阻反应灵敏、施工速度快、效率高等特点。

因此，采用TEM超前地质预报对高风险隧道进行预报对施工有较好的指导意义，能达到减小地质灾害的目的。

1 TEM探测原理

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，如图1所示。

图1 矩形框磁力线

在t=0时刻，电流突然断开，产生的磁场也立即消失。由于介质的欧姆损耗，感应电流迅速衰减，产生的磁场也随之迅速衰减，感应出新的强度更弱的涡流，伴随这一过程存在的电磁场便是大地的瞬变电磁场。

2 工程概况

峡口隧道进口位于兴山县峡口镇之高岚河北西岸，出口位于峡口镇泗湘溪河李家沟境内，隧道进口与石家坝大桥巴东台相连，隧道所穿越的河间地块为单斜构造区，由寒武系～奥陶系碳酸盐岩地层、志留系～泥盆系碎屑岩地层、二叠系～三叠系碳酸盐岩地层构成，地层走向近南北，中等倾斜，倾向西～西南。

本区基本构造格局由印支—燕山运动奠定，在此基础上新构造运动进一步发生和发展，造成走廊区现代地貌格局和地震及断裂活动。区内新构造运动的主要方式为地壳不均匀抬升，即大面积间歇性隆升，遭受风化剥蚀与外营力(主要是重力和水动力)作用，发育侵蚀溶蚀以及滑动、崩塌等地质现象。

3 TEM系统数据采集、处理和解释

本次瞬变电磁法勘探采用重叠回线装置，发射频率为8.3 Hz，发射线框采用多匝1.0 m×1.0 m矩形回线。探测分水平和垂直两个方向扇形扫描及横测线平移探测，水平方向扫描左右各70°范围，每15°一个测点，共11个测点，垂直方向相似，扫描上下各60°范围，每10°一个测点，共11个测点。

参考工程地质调绘情况，结合TEM物探成果资料解释结果，得出如下综合性结论:在本次探测掌子面右前方ZK108+505～ZK108+455范围内存在隧道设计纵剖面上一个自上而下(右上方向左下方斜向分布)的狭长高含水量破碎带或含水岩溶通道。故在本次探测成果资料中，属于低阻异常区域一定要加强水文地质观测和超前钻探工作，要打钻验证物探结果，提前采取安全防护措施，保障安全生产(见图2)。

图2 预报成果图

4 实际开挖结果验证

当隧道施工至ZK108+490时，出现溶洞，如图3所示。

图3 溶洞揭露照片

根据实际开挖结果对照，TEM超前地质预报比较准确的预报了溶洞的位置，为隧道的施工安全起到了指导作用。

5 结语

1)隧道施工初勘不能较准确的确定不良地质体的发育位置和情况，所以在施工过程中超前地质预报必须列入工序。2)通过TEM超前地质预报，准确预报了峡口隧道ZK108+490处的不良地质情况，为隧道施工和及时调整支护参数提供依据，有效地控制和避免地质灾害的发生，保证了隧道的顺利施工。

［1］钟世航，孙宏志，王 荣，等.隧道掌子面前方地质预报的现状及发展之路［J］.工程地球物理学报，2007，4(3):180-185.

［2］何发亮，李苍松.隧道施工期地质超前预报技术的发展［J］.现代隧道技术，2001，38(3):12-14.

［3］王梦恕.对岩溶地区隧道施工水文地质超前预报的意见［J］.铁道勘查，2004(1):7-9，18.

［4］蒋邦远.实用近区磁源瞬变电磁法勘探［M］.北京:地质出版社，1998.

［5］李 貅.瞬变电磁测深的理论与应用［M］.西安:陕西科学技术出版社，2002.