国道317线岗托至江达段矮拉山隧道EH4大地电磁法物探效果浅析

邱晓东， 马 浩， 彭 斌

(1.四川吉元岩土工程勘察有限公司， 四川成都 610100;2.四川省兴冶岩土工程检测有限责任公司， 四川成都 610084)

国道317线岗托至江达段矮拉山隧道EH4大地电磁法物探效果浅析

邱晓东1， 马 浩2， 彭 斌2

(1.四川吉元岩土工程勘察有限公司， 四川成都 610100;2.四川省兴冶岩土工程检测有限责任公司， 四川成都 610084)

文章简要介绍了采用EH4大地电磁法对国道317线岗托至江达段矮拉山隧道进行物探分析。在隧道上方地面沿隧道纵轴方向采用声频大地电磁法查明隧址区断层的产状及破碎带宽度，岩溶、富水区的埋深和规模，地层分界线等不良工程地质问题，其中重点判释隧道洞身高程范围内的资料，为隧道的初步设计提供地质科学依据。测试结果推导，该隧道内存在三个断层和一个岩层破碎带，施工时需提前注意。

国道317； 隧道； EH-4； 测试； 数据； 效果

国道317线岗托至江达段矮拉山隧道位于西藏东部横断山区，行政上属昌都地区江达县。项目起点位于江达县岗托镇，终点位于江达县同普乡。为有效探究隧址区断层的产状及破碎带宽度，岩溶、富水区的埋深和规模，地层分界线等不良工程地质问题，快速获取隧道洞身高程范围内的资料，采用EH4大地电磁法物探进行相关工作，该方法在矿山等探测工作中应用较多[1-2]，在高速公路勘察设计中，尤其是高速公路长大深埋隧道的勘察设计中应用较多[3-5]。本文主要介绍了该方法的使用步骤及效果分析。

1 区域地质概况

1.1 区域地质构造

据1∶200 000区域地质调查报告资料，矮拉山断裂与隧道轴线在进口段相交，帮欠克断层与隧道轴线在出口段相交。该两条断裂为早第四纪及前第四纪活动断裂，为非全新活动断裂。

1.2 地层与岩性分布

隧址区发育的地层主要为：第四系残破积、崩坡积碎石类土及三叠系中上统江达组基性火山沉积岩火山角砾岩和上统波里拉组灰岩、泥灰岩、凝灰岩、夺盖拉组和阿堵拉组泥灰质粉砂岩，志留系散则组绢云石英片岩。隧道进口处表层为残坡积的碎石类土，下部主要为中基性火山角砾岩和志留系散则组绢云石英片岩；出口处表层为碎石类土夹黏土，下部为泥灰质粉砂岩；洞身东部出露的基岩主要为火山角砾岩、泥灰岩；洞身西部出露的基岩主要为灰岩、凝灰岩、泥灰质粉砂岩。

2 实验仪器及技术方法

2.1 测试原理

本次电磁测深工作采用的是EH-4连续电导率剖面仪，在地表条件良好的情况下它可以观测到离地表几米至1 000 m内的地质断面的电性变化信息，该系统轻便、高效，特别适合于各种不同的地质条件和地形比较恶劣的环境。

用该仪器工作原理是在在一个宽频带上观测电场和磁场信息，并由此计算出视电阻率和相位，可确定出大地的地电特征和地下构造。

2.3 测试方法

(1)测深点的布置：在具体的观测点上使用森林罗盘仪指示方向，进行坡角改正，用皮尺测量距离，以确定电极和磁棒布置位置。要求点位差小于0.5 m，方位差小于0.2°。

(2)在开展工作的前一天做平行试验，检测仪器是否工作正常。试验时两个磁棒相隔2～3 m，平行放在地面上，两个电偶极子也要平行。观测电场、磁场通道的时间序列信号，若两个方向通道的波形形态和强度均基本一致，说明仪器工作正常。

(3)电极的布置技术：本次工作共用四个电极，每两个电极组成一个电偶极子，为了便于对比监视电场信号，其长度等于点距，与测线方向一致的电偶极子叫做X-Dipole；与测线方向垂直的电偶极子叫做Y-Dipole。为了保证Y-Dipole电偶极子的方向与X-Dipole的相互垂直，用森林罗盘仪确定方向，误差<±0.5°；电偶极子的长度用测绳测量，误差在<±0.5 m。

(4)磁棒布置技术：磁棒离前置放大器应大于5 m，为了消除人文干扰两个磁棒要埋在地下至少5 cm，用地质罗盘定方向使其相互垂直，误差控制在<±0.2°，且水平。所有的工作人员要离开磁棒至少10 m，尽量选择远离房屋、电缆、大树的地方布置磁棒。

(5)AFE(前置放大器)布置技术：电、磁道前置放大器放在测量点上，即两个电偶极子的中心，为了保护电、磁道前置放大器应首先接地，远离磁棒至少10 m。

(6)主机布置技术：主机要放置在远离AFE(前置放大器)至少20 m的一个平台上，而且操作员最好能看到AFE和磁棒的布置。

2.4 数据处理与成图

EH-4电磁测深数据的室内处理及反演主要是采用IMAGEM和综合信息处理系统软件。主要的处理步骤有以下几点：

(1)对获得的电场和磁场虚实分量和相位数据，使用IMAGEM软件进行数据编辑，删除畸异点，提高数据质量。

(2)进行静校正、生成表层电阻率、编辑剖面电阻率及剖面处理。

(3)进行空间和频率插值，对剖面进行均匀插值和对频率按对数规律均匀插值。

(4)形成后续处理必备文件和准备反演成像参数文件。

(5)最后经过多次叠代反演和正演，输出二维反演结果和正演数据，如果反演结果符合已知地质特征和其正演数据断面图与原始数据断面图基本吻合，正反演计算终止。

对取得的数据通过相应计算得到的参数，主要是用surfer8软件对其进行成图处理。通过滤波和插值工作就得到相应的平面等值线图。

3 试探效果分析

该条测线全长4 500 m，里程BK1 003+620～ BK1 008+120段，剖面详细电阻率断面见图1。

图1 大地电磁测深反演断面

电阻率断面图上部沿地形线以下(0～80) m，电阻率值一般为(100～400) Ω·m，推测为表层沉积层的分布，其厚度约(50～150) m；在电阻率等值线图中，里程BK1 003+850～BK1 004+030、BK1 005+190-BK1 005+290、BK1 007+250-BK1 007+350处等值线有错断现象，推测此处可能有断裂构造通过；结合1∶200000区域地质调查报告资料，推测BK1 003+850～BK1 004+030为矮拉山断裂，BK1 007+250-BK1 007+350为帮欠克断裂, BK1 005+190-BK1 005+290处推测为断层，倾向大概为54°；里程BK1 007+120～BK1 007+720、高程3 650～3 750 m处，隧道底板以下80 m左右，电阻率有低阻异常反映，为物探异常区域，推测为岩层破碎带，施工时需提前注意。

4 结论

通过本次大地电磁工作，基本查明了该工区内测线附近可能存在的断层的位置和产状以及软弱岩层、覆盖层厚度等情况。

BK线电阻率断面图上部沿地形线以下(0～80) m，电阻率值一般为(100～400) Ω·m，推测为表层沉积层的分布，其厚度约(50～150) m；在电阻率等值线图中，BK1 003+850～BK1 004+030、BK1 005+190-BK1 005+290、BK1 007+250-BK1 007+350处等值线有错断现象，推测此处可能有断裂构造通过；结合1∶200 000区域地质调查报告德格幅的资料，推测BK1 003+850～BK1 004+030为矮拉山断裂，BK1 007+250-BK1 007+350为帮欠克断裂；BK1 005+190-BK1 005+290处推测为断层，倾向大概为54°；里程BK1 007+120～BK1 007+720、高程3 650～3 750 m处，隧道底板以下80 m左右，电阻率有低阻异常反映，为物探异常区域，推测为岩层破碎带，施工时需提前注意。

[1] 周明平,杨炳南,朱大伟,等. 贵州省松桃县普觉锰矿区EH4大地电磁法试探效果[J]. 贵州地质,2013(1):28-32.

[2] 屈利军,李波,胡绪云. 综合电法在南岭魏家钨矿深部勘查中的应用[J]. 工程地球物理学报,2015(2):183-189.

[3] 柳建新，蒋玲霞，严家斌，等.EH-4电磁成像系统在高速公路隧道工程勘察中的应用[J]．工程地球物理学报，2008,5(6):652-656.

[4] 胡卫群，王建军．EH-4电磁测深法在隧道断层勘察中的应用[J].公路工程，2012,37(5):191-193.

[5] 魏士俊．EH-4高频大地电磁测深法在隧道勘察中的应用研究[D].成都：成都理工大学，2013．

京沪高铁沿线环境综合整治打响攻坚战住建部 铁路联手发动“三大战役”

近日，针对高铁沿线存在的安全隐患和“脏乱差”这一老大难问题，住房城乡建设部、国家铁路局、中国铁路总公司联手部署专项行动，要求沿线的地方政府同铁路方面共同抓好“三大战役”，坚决根治顽疾。

第一战役是查处重大和明显隐患。5月15日前完成对影响京沪高铁运营安全问题的排查整改，发现问题立即处理。

第二战役是查处违法违规。6月底前，严肃查处高铁沿线保护区和控制区内的违法占地、违法建设、违法经营行为，建立台账，逐一销号。

第三战役是排查和整治环境。排查高铁沿线保护区、控制区、可视区范围内影响观瞻、污染环境等突出问题，9月底整治工作要取得明显成效。

同时，三部门还要求抓紧建立“双段长”责任制，完善安防、技防和人防体系，建立会商制度，防止问题反复。建立负面清单，加强部门协调，严格控制新建铁路周边的开发建设活动。

摘自《中国建设报》

邱晓东(1984～)，男，工程师，主要从事岩土工程检测等研究。

P631.3+25

A

[定稿日期]2017-07-31