复频电导技术在隧洞超前探水中的应用

围岩富水带是隧道超前预报最关注的问题,目前,多使用电磁方法来预报围岩的含水性,但受到场地条件限制,面临掌子面条件、金属机具干扰、三维波场定位等诸多困难,特别是掌子面前方100 m范围内围岩的含水性预报,在国内外都是一个新的高难课题。在研究了岩体电导率与电容率复频特性的基础上,结合巴基斯坦NJ-TBM引水隧洞工程,开发了复频电导探水(CFC)技术。该技术基于电磁波反射与相干原理,选用100 k Hz^10 MHz频率范围,采用电偶极子发射与阵列接收方式和偏移成像技术,突破了隧道内场地条件的限制。依据1/4相干波长确定含水体的位置,相干能量确定含水量的大小。在巴基斯坦NJ-TBM隧洞超前探水的应用,证明了该方法的可行性与有效性。