肖继文 陈 挺 张世奇 孙光吉

中国公路工程咨询集团有限公司

1 研究背景

我国西南地区地质构造复杂且是岩溶高发区，修建铁路通常需要考虑深埋长隧道开挖过程中遇到的岩溶涌水、突泥等安全风险[1]。利用地球物理探测方法掌握隧道掌子面前方不良地质体情况并及时调整隧道施工工艺，不仅能够加快隧道施工进度，更能避免地质灾害事故发生，减少人员伤亡[2]。超前预报中常用对含（导）水地质构造敏感的瞬变电磁法探测岩溶构造[3]。它基于岩石导电性差异，利用岩石在电圈发射的一次电场间歇感应的二次电场变化，实现探测地质体导电性分布的目的[4]。TSP法是利用不良地质体波阻抗界面产生的回波推断前方地质特征，对断层、软弱层、岩溶构造强烈发育区有较好地反映[5]。

然而岩溶构造充填物质多样，发育空间分布复杂，探测结果都是掌子面前方全空间地质体的综合响应，反映前方异常体的总体情况，难以做到准确、直观地推断岩溶构造在空间中的分布[6]。

本文使用FCTEM60拖拽式高分辨瞬变电磁系统以点测和扇形扫描的方式采集数据，利用Voxler软件中反距离权重插值法将反演的二维数据构建为三维数据体，最后结合TSP结果综合分析掌子面前方的含水构造空间分布情况，使异常体直观立体地显示在解释成果中。

2 探测方法工作原理

2.1 瞬变电磁法工作原理

瞬变电磁（TEM）是以岩石导电性差异为基础的电磁感应方法。其工作原理是利用不接地回线或电极向地下发送脉冲式一次电磁场，一次电磁场传播至地下良导体时在其内部生成变换的感应电流，进而再次感生二次磁场。……