等值反磁通瞬變電磁法探測技術(shù)規(guī)范

等值反磁通瞬變電磁法探測技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了等值反磁通瞬變電磁法地面、地下以及水域數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)評價、數(shù)據(jù)處理以及資料解譯技術(shù)的要求。本文件適用于有關(guān)等值反磁通瞬變電磁法項(xiàng)目申請、設(shè)計(jì)、施工以及驗(yàn)收。本文件適用于工程地質(zhì)勘察、礦產(chǎn)資源勘查、油氣能源勘探、地質(zhì)災(zāi)害防治、城市地下空間勘測、地下水調(diào)查、管線探測以及軍事地質(zhì)調(diào)繪等領(lǐng)域。本文件適用于探測的目標(biāo)體具有一定規(guī)模，與周圍介質(zhì)存在明顯的電阻率差異，電磁噪聲應(yīng)弱于二次場信號。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T18314-2009全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范DZ/T0153-2014物化探工程測量規(guī)范DZ/T0187-1997地面瞬變電磁法技術(shù)規(guī)程JGJ/T437-2018城市地下病害體綜合探測與風(fēng)險技術(shù)評估標(biāo)準(zhǔn)DB43/T2151-2021等值反磁通瞬變電磁法探測系統(tǒng)通用技術(shù)條件術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。等值反磁通瞬變電磁法opposing-coilstransientelectromagnetics（OCTEM）采用上下兩個平行共軸的反向串聯(lián)磁性源為發(fā)射源，接收天線位于上下磁性源共軸的零磁通水平面上的瞬變電磁測深方法。拖曳天線towingantenna搭載在拖體上的等值反磁通天線。拖曳作業(yè)waterbornetowing拖曳天線在水面、灘涂以及淤泥上走航作業(yè)的模式。定點(diǎn)測量staticmeasurement天線處于靜止?fàn)顟B(tài)下的二次場測量模式。動態(tài)測量dynamicmeasurementmode天線處于運(yùn)動狀態(tài)下測量二次場的模式。記錄點(diǎn)recordingpoint定點(diǎn)測量時，天線中心點(diǎn)位置；動態(tài)測量時，記錄一條合格二次場衰減曲線，天線路徑的中點(diǎn)位置。儀器自檢instrumentselfcheck在不連接天線的情況下，發(fā)送機(jī)發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)信號，接收機(jī)采集該信號并與標(biāo)準(zhǔn)信號比對的過程。時間道timechannel接收機(jī)記錄二次場衰減曲線的時間節(jié)點(diǎn)。符號和縮略語下列符號和縮略語適用于本文件。dB——動態(tài)范圍f——頻率I——電流L——電感R——電阻T——溫度t——時間U——電壓ω——角頻率設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作編寫設(shè)計(jì)前，應(yīng)根據(jù)探測目標(biāo)與任務(wù)，收集相關(guān)的地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、鉆探、坑探以及測繪等資料?，F(xiàn)場踏勘，掌握地形、交通、氣候以及人文等施工條件，調(diào)查電磁干擾情況。開展正演、物理試驗(yàn)或現(xiàn)場試驗(yàn)論證探測方法有效性。測網(wǎng)設(shè)計(jì)測網(wǎng)布設(shè)應(yīng)完整記錄目標(biāo)體電磁響應(yīng)，根據(jù)探測目標(biāo)體大小、產(chǎn)狀、形態(tài)以及工作比例尺的要求布設(shè)網(wǎng)度。測線布設(shè)宜垂直目標(biāo)體走向，盡可能與地質(zhì)勘探線重合。工作參數(shù)設(shè)計(jì)最大探測深度按（1）式估算：D=28ρt式中：D——探測深度（單位：米）；ρ——工作區(qū)介質(zhì)的電阻率（單位：歐姆·米）；t——二次場值大于噪聲背景值的最大有效衰減時間（單位：毫秒）。發(fā)送基頻根據(jù)最大探測深度、工作區(qū)電阻率和環(huán)境噪聲確定。疊加次數(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量要求，現(xiàn)場測試獲得。設(shè)計(jì)書主要內(nèi)容設(shè)計(jì)書主要內(nèi)容包括：目標(biāo)與任務(wù)；前人工作基礎(chǔ)；地質(zhì)、地球物理特征及物性條件；測網(wǎng)布設(shè)、數(shù)據(jù)采集工作方法、數(shù)據(jù)質(zhì)量評價指標(biāo)以及控制措施；數(shù)據(jù)處理技術(shù)與正反演方法；進(jìn)度安排、經(jīng)費(fèi)預(yù)算以及預(yù)期提交成果；健康、安全、環(huán)保等保障措施。儀器設(shè)備基本要求基本要求包括：系統(tǒng)具有自檢功能；系統(tǒng)具有記錄發(fā)送波形功能；系統(tǒng)具有實(shí)時監(jiān)控工作狀態(tài)功能；天線類型為磁性源發(fā)送、空芯感應(yīng)線圈接收、收發(fā)一體；天線具有等值反磁通零磁通調(diào)零功能發(fā)送波形：雙極性方波、正弦波或梯形波；占空比：至少含有50%的占空比；發(fā)送電流準(zhǔn)確度：≤0.2A；發(fā)送電流重復(fù)性：≤0.1A；發(fā)送基頻：基頻數(shù)≥10個，低頻≤0.1Hz，高頻≥200Hz；關(guān)斷類型：線性關(guān)斷；接收機(jī)ADC分辨率：≥24位ADC采樣率：≥500kHz動態(tài)范圍：≥120dB；收發(fā)同步時間精度≤20ns水面儀器設(shè)備特殊要求拖曳纜長度≥15m，最大負(fù)載電流≥30A。配備導(dǎo)航定位儀器，導(dǎo)航定位儀器精度應(yīng)達(dá)到厘米級。配備水深測深儀。水面拖曳船的性能和規(guī)格應(yīng)符合下列規(guī)定：拖曳船長度應(yīng)>8m、后甲板長和寬都應(yīng)>2m拖曳船排水量應(yīng)不小于4噸；船速2~4節(jié)時可勻速航行。地下儀器設(shè)備特殊要求直徑不大于30cm，高度不大于20cm。配備角度傳感器，且精度應(yīng)達(dá)到1°。宜配備三角支架及調(diào)節(jié)桿。數(shù)據(jù)采集一般要求自檢主機(jī)，測試校驗(yàn)儀器設(shè)備，保障儀器正常工作。天線底面應(yīng)垂直探測方向，應(yīng)與探測面耦合良好。數(shù)據(jù)控制終端與主機(jī)WiFi連接良好，確保數(shù)據(jù)正常傳輸。地面作業(yè)數(shù)據(jù)采集測點(diǎn)放樣要求如下：采用RTK放樣，放樣精度：水平方向厘米級，高程分米級。儀器安置要求如下：以測點(diǎn)為中心現(xiàn)場構(gòu)建半徑不小于0.5m的天線平臺；天線與地面接觸耦合良好，水平氣泡居中；在測量期間并保持天線處于水平靜止?fàn)顟B(tài)；傳輸纜平鋪在地面上，不纏繞；天線與儀器主機(jī)、操作平臺的距離應(yīng)大于5m；操作平臺與儀器主機(jī)的距離應(yīng)控制在WiFi信號良好連接范圍內(nèi)；現(xiàn)場人員、動物以及交通工具遠(yuǎn)離天線5m以上。一般場地條件的數(shù)據(jù)采集要求如下：在以測點(diǎn)為圓心，1倍天線半徑內(nèi)的地形相對平緩；2倍天線半徑內(nèi)沒有高于上部反向天線的金屬物體；5m高度內(nèi)無強(qiáng)烈的電磁噪聲源或懸空金屬線纜。城區(qū)場地條件的數(shù)據(jù)采集除應(yīng)符合7.2.3條規(guī)定外，天線中心與下列物體距離還應(yīng)大于2倍儀器半徑：街道隔離欄，路邊立柱，建筑物邊緣。當(dāng)測點(diǎn)場地不滿足7.2.3和7.2.4條的規(guī)定時，應(yīng)適當(dāng)移動測點(diǎn)位置，允許移動距離：縱向小于1/2測點(diǎn)距、橫向小于1/2線間距；場地條件不允許移動，或允許移動距離不滿足6.2.3和6.2.4條的規(guī)定，則應(yīng)詳細(xì)記錄測點(diǎn)的場地特征。地下作業(yè)數(shù)據(jù)采集選用天線直徑不大于30cm的地下空間專用探測天線。測網(wǎng)布置要求包括：根據(jù)任務(wù)要求可布置掌子面、頂?shù)装寤蜃笥疫厜?；密度按要求分辨的最小探測目標(biāo)試驗(yàn)確定。測點(diǎn)設(shè)置要求包括：與地下空間邊緣的距離不小于2倍天線半徑，后方1m空間內(nèi)沒有工具、線纜、管道、臺架等施工設(shè)施，與其它結(jié)構(gòu)面的距離大于2m。天線安置要求包括：天線宜安裝在帶角度傳感器的三角支架上，天線不宜采用空氣耦合模式，場地條件受限時，天線平面至測點(diǎn)的距離應(yīng)不大于天線半徑，采用扇形模式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時，天線平面與后方結(jié)構(gòu)面的距離應(yīng)大于2m。水面作業(yè)數(shù)據(jù)采集工作前，確保瞬變電磁儀、導(dǎo)航定位儀與水深測深儀時鐘同步。測線與航速要求如下：測線與測點(diǎn)距的布設(shè)參照《地面瞬變電磁法技術(shù)規(guī)程》DZ/T0187——1997；記錄一個測點(diǎn)的最長時間按（2）式計(jì)算：tMaxRec=式中：n——測量時疊加次數(shù)；fBt點(diǎn)距按（3）式計(jì)算：LSta式中：LStaVSt航速根據(jù)探測目標(biāo)體規(guī)模設(shè)計(jì)，至少有3個記錄點(diǎn)控制目標(biāo)體的二次場響應(yīng)。拖曳船偏離測線的距離小于5m，因障礙物影響航線偏離段在紀(jì)錄中標(biāo)注。作業(yè)水域風(fēng)浪≤0.5m，天線起伏不大于10°。天線與拖曳船距離大于10m使用天線載體進(jìn)行數(shù)據(jù)采集：載體為非良導(dǎo)電材質(zhì)，載體吃水深度不大于30cm，天線底面與水面距離不大于10cm。天線直接置于水中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，水面不得高于記錄線圈數(shù)據(jù)質(zhì)量評價質(zhì)量檢查工作量不少于工作總量的5%。觀測精度不符合規(guī)定時可適當(dāng)增加，當(dāng)檢查工作量增加到工作總量的20%仍不符合規(guī)定時，數(shù)據(jù)不合格；數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查要求如下：檢查點(diǎn)在測區(qū)均勻分布，異常與可疑地段應(yīng)重點(diǎn)檢查，水上拖曳作業(yè)分段檢查。數(shù)據(jù)質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)要求如下：檢查點(diǎn)原始觀測與檢查觀測的二次場衰減曲線形態(tài)一致；測區(qū)的數(shù)據(jù)質(zhì)量按相對均方誤差評價，陸地的均方相對誤差小于5%，水域的均方相對誤差小于7%，按（4）式計(jì)算：Mj=式中：VjVVjti——Vn——參加統(tǒng)計(jì)計(jì)算的時間道數(shù)。明顯的畸變數(shù)據(jù)不參與統(tǒng)計(jì)計(jì)算。數(shù)據(jù)處理方法技術(shù)數(shù)據(jù)預(yù)處理根據(jù)發(fā)送電流歸一二次場數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)光滑處理：刪除二次場畸變值；根據(jù)探測目標(biāo)體規(guī)模確定光滑程度；按光滑程度要求選擇采用：線性濾波、冪指數(shù)濾波、高斯濾波。反演一維反演在已知目標(biāo)體的測點(diǎn)上，開展一維反演，確定反演方法及參數(shù)；按確定的反演方法及參數(shù)，對所有測點(diǎn)開展一維反演，初步定量目標(biāo)體的深度。二維反演在一維反演的基礎(chǔ)上，對已知目標(biāo)體的測線開展二維或三維反演，確定反演方法及參數(shù)；按確定的反演方法及參數(shù)，對所有測線開展二維或三維反演，定量反演目標(biāo)體深度、規(guī)模以及產(chǎn)狀。資料解釋與成果定性與定量解釋根據(jù)物性測試