张子强

(中国铁路设计集团有限公司,天津 300251)

1 引 言

我国作为世界上地质条件最为复杂的国家之一，岩溶、地下水是国内隧道工程中不可避免的问题[1-3]。它们会造成隧道中涌水、突泥等严重事故，延缓施工进度，进而造成巨大的施工安全隐患以及无法估量的经济损失[4-7]。目前，隧道施工过程中的超前探测主要依靠地震波反射法、地质雷达、超前钻探等方法，无法针对地下水、岩溶等低阻异常体的特征进行精确预报[8-11]。

瞬变电磁法以岩石与低阻异常体之间的导电性差异为物质基础，利用低频电磁信号穿透能力强、对低阻体反映灵敏、不受高阻体屏蔽及探测深度大等特点，通过视电阻率(反映岩石和矿石导电性变化的参数，定义为按测定均匀水平大地电阻率的方法和计算公式求得的电阻率，单位:Ω·m)值的差异及视电阻率等值线图变化趋势进行低阻异常体的精确探测[12-15]。

本文通过瞬变电磁法在地下水超前探测、地下水通道注浆封堵效果验证和岩溶探测中的工程实例，证明了瞬变电磁法对隧道工程地质风险的预测和评估具有良好的效果。

2 方法原理

瞬变电磁法通过不接地回线(磁源)或者接地线源(电偶源)向前方发送一次脉冲电磁场，在该一次场的激发下，探测面前方各个地质体激励出感应涡流，进而产生随时间变化的感应电磁场，即二次场。

在一次脉冲磁场的断电期间，利用二次场包含的丰富地质体地电信息，采用接地电极观测二次涡流场，并通过提取、分析二次场随时间的衰减特征等响应信息，达到探测、区分目标地质体的目的[16-19]。……