天然場音頻大地電磁法在埡口隧道勘察中的應用

1、 天然場音頻大地電磁法在埡口隧道勘察中的應用 梁斯琪+孫凡濤+邱林摘 要：利用音頻大地電磁法（AMT）的帶地形二維非線性共軛梯度（NLCG）反演結果，查明了埡口隧道（D2K547+200D2K549+800）段附近巖性、斷層破碎帶及巖溶位置，為隧道設計提供了基礎資料。經(jīng)鉆孔及地質(zhì)資料驗證，AMT勘探到達了預期的效果。Key：AMT；隧道；電阻率異常；圍巖分級；斷層破碎帶；巖溶發(fā)育區(qū)隨著鐵路建設中長達深埋隧道的情況越來越多，傳統(tǒng)物探方法的局限性逐漸暴露。天然源音頻大地電磁法（AMT）與傳統(tǒng)物探方法相比，具有受地形影響小、勘探深度大、成本較低等優(yōu)點，適用于復雜地形的鐵道勘探。改建鐵路成昆線米易至攀

2、枝花段埡口隧道D2K540+200D2K552+710段地質(zhì)條件復雜，因此采用AMT法進行物探，查明斷層破碎帶寬度及產(chǎn)狀、軟弱帶及富水帶的埋深和規(guī)模以及主要地層巖性界線，重點判釋隧道洞身高程范圍內(nèi)的資料，為隧道設計提供基礎資料。1背景介紹隧道進口位于米易縣丙谷鎮(zhèn)雷窩村附近，出口位于米易縣埡口鎮(zhèn)白沙溝附近，全長12510m，最大埋深約890m，線路呈北東-南西走向；地形起伏較大，地面高程11302060m，相對高差50930m，自然坡度535o不等，局部呈陡崖。測區(qū)地處揚子準臺地西緣康滇地軸中段，跨瀘定-米易臺拱之米易穹斷束，構造復雜，褶皺不發(fā)育，斷層局部發(fā)育。2方法技術音頻大地電磁法（AMT）

3、原理基于大地電磁測深法（MT）原理，利用視電阻率-頻率曲線獲取地下電阻率分布情況，從而區(qū)分巖性及構造體，識別地下地質(zhì)體的空間分布和性質(zhì)。據(jù)資料統(tǒng)計，本區(qū)各類巖性地質(zhì)體之間存在一定的電性差異，具備開展AMT測量的基礎。本次測量工作采用V8大地電磁儀，收發(fā)距為12000m，發(fā)射偶極距1500m，接收偶極距40m，點距40m，工作頻率1Hz-8192Hz，發(fā)射電流在高頻段不小于3A，中低頻段不小于16A。采用MTSoft 2D大地電磁二維處理和解釋軟件進行處理解釋。對原始數(shù)據(jù)采用時間序列的交疊、人工選擇時間序列、Robust處理等多種方法技術進行預處理，突出有用信號，抑制干擾，提高資料的信噪比。預處

4、理后，對數(shù)據(jù)進行去噪、靜校正、空間濾波等處理，然后進行一維及二維反演。3成果及解釋依據(jù)NLCG二維反演得到電性剖面圖（圖1上），并根據(jù)電阻率值將低阻異常大致分為（大于2500.m）、（10002500.m）、（2001000.m）和（小于200.m）四類，分別對應較完整巖體，較破碎巖體，破碎、軟弱或含水巖體和極破碎、極軟弱或富水巖體。由此繪制出綜合物探電學地質(zhì)斷面成果圖（見圖1下）。在此基礎上對隧道測線剖面的地質(zhì)構造和巖性作出綜合解釋。測區(qū)地表表層風化程度較弱，在電性上對應電性結構中低阻特征。下層巖性分段明顯：D2K547+200D2K548+110段主要巖性為花崗巖夾閃長巖，巖體完整，電阻率

5、高；D2K548+110+990段為花崗閃長巖，巖體破碎、軟弱、富水，電阻率低；D2K549+110D2K549+800段主要巖性為角巖及片巖，巖體較為完整，電阻率較高。D2K548+990D2K549+110段電阻率表現(xiàn)出相對低或極低的特征，為條帶狀反映，并且附近反演電阻率梯度值大，對應斷層破碎帶，推斷此處為斷層F4、F5（見圖1下）。F4對應地質(zhì)推斷的昔格達1號正斷層；F5對應地質(zhì)推斷的昔格達2號正斷層，位置大致相同。隧道洞身（圖1紅線位置）圍巖大部分位于區(qū)域。其中的類異常區(qū)為極軟弱、極破碎或富水巖體，施工中應注意預防涌水、突泥和塌方。4結論利用音頻大地電磁法（AMT）對成昆改建鐵路埡口隧

6、道的巖性、構造、巖溶發(fā)育情況進行了成功地解釋，結合區(qū)域地質(zhì)情況及地質(zhì)調(diào)查情況進行了圍巖類別的劃分，并對勘探區(qū)巖體完整性進行了評估；物探共判釋解釋有兩個斷層，即昔格達1號和2號斷層。施工時在斷層位置應注意加強防護，預防地質(zhì)災害的發(fā)生；根據(jù)AMT資料所揭示斷層或破碎巖體或巖溶發(fā)育區(qū)分布與地質(zhì)資料基本相符合，但在視傾角和位置方面存在一定差異，推測由于在物探測線及附近位置存在高壓輸電線的電磁干擾，一定程度上影響了資料的可靠度。整體來說，物探的作用和效果明顯，通過物探，大大提高了對埡口隧道工程地質(zhì)條件的宏觀認識水平。Reference：1閔剛，王緒本，李堅等.？CSAMT法在昆玉線寶峰深埋隧道勘察中的應用J.煤田地質(zhì)