OCTEM和TSP在铁路隧道超前地质预报中的联合应用

查清铁路隧道轴线上的地质构造情况、降低隧道施工过程中地质灾害发生的几率和危害程度,已成为隧道建设的重中之重。首次将等值反磁通瞬变电磁法(OCTEM)和地震波反射法(TSP)2种物探方法相结合应用于某在建铁路隧道的勘察,通过在隧道掌子面开展TSP法查清构造大致位置,然后运用OCTEM法在地表进一步查明隧道轴线上地质构造的空间分布情况,利用OCTEM法得到的相对电阻率值和TSP法得到的掌子面前方围岩各项岩石力学参数,综合对比分析掌子面前方的地质情况,圈定出断层破碎带的厚度和范围,判定隧道前方洞身的围岩完整性和富水情况。将综合分析结果与掌子面实际开挖情况进行对比,结果表明:在地质构造走向与隧道轴线夹角较小的情况下,2种方法相结合能够准确地查清隧道施工作业前方地质构造的分布情况,更好地解决复杂的地质问题,为优化隧道工程设计及施工方案提供基础资料。

OCTEM在鄂西南抽水蓄能电站岩溶强烈发育区探测中的应用

岩溶地区抽水蓄能电站库盆、库周及坝基存在严重的渗漏问题,严重地制约电站的综合效率,须选用合适的防渗型式,制定合理的防渗方案,然岩溶地区基岩界面起伏大,蓄水后可能引起不均匀沉降,造成防渗层撕裂,因此查明库盆、库周、坝址等场地岩溶、渗漏通道并进行溶蚀风化带的划分意义重大。等值反磁通瞬变电磁法继承了常规瞬变电磁法的优势,克服了探测盲区、克服了地震类方法无强震源探测深度不足、克服了大地电磁测深法浅部成果可信度低、可避免常规直流电法电极布设困难等问题。通过鄂西南某抽水蓄能电站工程中的实际应用和成果验证表明,该方法可广泛应用于具有喀斯特地貌特征的抽水蓄能电站勘测工作中。

等值反磁通瞬变电磁法对水中目标体探测的试验研究

等值反磁通瞬变电磁法是针对传统瞬变电磁法存在浅层探测盲区这一缺点而提出来的一种新方法,该方法对浅层低阻体的探测具有明显优势。介绍了等值反磁通瞬变电磁方法原理、此次实验所用仪器设备以及浅水域等值反磁通瞬变电磁法的探测过程,通过在渤海海域中对水中目标体进行电磁探测方法试验,分析了不同埋深、不同材质和不同采集参数的电磁异常响应特征,结果表明:采用等值反磁通瞬变电磁法能够克服一次场干扰,从而精细识别水中浅层目标体。试验结果显示:采用小线圈探测能够识别水中5 m内较薄的金属目标体,探测其他较大目标体可根据缩比公式进行推算。该试验可为水中目标体电磁探测提供相应的采集参数等基础参考资料。

等值反磁通瞬变电磁法在金矿采空区探测中的应用

甘肃省玛曲县大水金矿是西秦岭地区的典型矿山之一,由于矿山的连年持续开采,导致在5号、9号高陡边坡下方形成一系列不同埋深的采空区,引起局部地面塌陷,存在较大安全隐患,根据环保及安全方面的要求,急需查明隐伏塌陷的空间展布特征,有效预防地质灾害的发生。本次研究采用等值反磁通瞬变电磁勘探技术,通过对勘察区典型断面图异常特征的精细解释,结合勘察区水文地质、基础地质等资料的综合分析,进而实现矿山隐伏塌陷的透明化、立体化。研究结果表明:利用等值反磁通瞬变电磁法(OCTEM)进行地下采空区探测,能够较好地反映采空区隐伏地层的岩性电性特征,并且采空区与围岩的物性差异明显,可有效查明地下采空区的空间位置及基本形态特征。同时基于多勘探线物探剖面采空区边界特征点数据,结合计算机三维建模技术,可实现采空区空间形态三维可视化,透视采空区的立体特征。等值反磁通瞬变电磁法的实施效果及三维建模技术为矿山恢复治理及安全评价提供了技术依据,可以有效服务于数字矿山的建设。

等值反磁通瞬变电磁和微动勘探在浅部岩溶探测中的应用

隐伏岩溶常会导致地面塌陷、水库渗水、坑道涌水等灾害的发生,提前查明岩溶的分布及发育情况对岩溶区的工程设计和施工具有重要的指导意义。地球物理方法是探测岩溶最有力的方法之一,针对山东龙口港储罐区岩溶发育、场地有限以及电磁干扰严重等问题,采用等值反磁通瞬变电磁和微动勘探联合探测的方法,开展了浅部岩溶探测。首先选择等值反磁通瞬变电磁法开展了10 m×5 m网格的扫面工作,获得了场地3D地电模型;然后在反演解释的岩溶发育区上方补充3条微动勘探短剖面,弥补等值反磁通瞬变电磁无法通过中高电阻率异常分辨出填充空气溶洞的不足。结果表明:基岩层的低电阻率异常区同样表现出视S波低速异常,2种不同参数的异常对应良好,推断为岩溶所致;同时,在基岩层中也存在部分视S波低速异常区在电阻率剖面上表现为中高电阻率的情况,后经钻孔验证此类异常为空气填充的岩溶所致。经过2种方法联合推断解释,后期钻孔验证钻遇溶洞的成功率达到了70%,证明了这2种方法联合探测的有效性。研究成果可有效解决在复杂环境条件下探测浅部岩溶的难题,具有良好的推广应用价值。

等值反磁通瞬变电磁法和InSAR技术在杜家山特大桥煤矿采空区勘查中的应用

详细介绍了等值反磁通瞬变电磁法(OCTEM)及地表形变监测技术(InSAR)的理论与原理。通过对杜家山特大桥所处地段煤矿采空区地质和地球物理条件的分析,对深度为40~150 m范围内的煤矿采空区进行了两种方法的综合勘查。通过对两种手段所获原始数据的处理并结合资料进行分析和解释,有效查明了杜家山特大桥煤矿采空区的位置、形状、空间展布与地表变形特征。项目实践表明:采用等值反磁通瞬变电磁法与InSAR地表形变监测技术综合运用,可探测复杂条件下的煤矿采空区分布情况,并为场地的安全稳定性评估提供重要的参考资料,从而为高速公路桥梁选址及基础设计等提供可靠依据。

等值反磁通瞬变电磁法在云南罗平服务区北区基础断裂缝勘查中的应用

本文采用等值反磁通瞬变电磁法对云南罗平服务区北区基础施工中发现的1条基础断裂缝进行探查。阐述了等值反磁通瞬变电磁法的基本原理,介绍了HPTEM-18型高精度瞬变电磁系统,探讨了其工程应用效果。采用等值反磁通瞬变电磁法基本圈定了场地的异常区,表明其探查复杂场地异常能取得较好的应用效果。

多物探方法在胶东某金矿采空区勘查中的应用研究

近年来,采空区塌陷事故频发,采空区勘查重要性越来越高,为了更有效地开展采空区勘查工作,在胶东某金矿开展了采空区勘查试验,探索多物探方法在采空区勘查中的应用效果。在严重干扰条件下的矿区内开展了瞬变电磁法的多种装置类型、直流高密度电阻率法及浅层地震等多种物探方法选择试验。最终选择了高密度电法及等值反磁通瞬变电磁法进行了试验剖面。根据钻孔工程验证,证明了两种方法的有效性,同时对采空区充水条件的分析,使得推断结果更合理准确,对采空区勘查总结了一些经验。

红层地区城市地下空间膏盐富集层探测新方法——以成都市国际生物城为例

含膏盐岩体是红层地区城市地下空间利用过程中常见的不良地质体。提前获知基岩内膏盐富集地层的埋深及空间展布规律,对城市地下空间资源的开发利用以及地基承载力、持力层、基础选型等参数的确定具有重要的参考意义。本文以成都市天府新区国际生物城为研究区,选择了一种快速、无损、抗干扰能力强的全新瞬变电磁法——等值反磁通瞬变电磁法(OCTEM),对白垩系灌口组红层内膏盐富集层进行探测研究。首先根据研究区内不同地层的电阻率特征,建立了三层、四层、五层3种地电模型,分别进行OCTEM正演响应分析,结果表明该方法能够有效地识别出与围岩电阻率差异明显的膏盐富集层;然后对2 km2的试验区开展了网度为100 m×10 m的实测扫面工作,通过反演计算建立了研究区200 m以浅的三维电性结构,结合钻孔结果综合验证与分析,成功推断出膏盐富集层的空间展布形态,证明了该方法对红层地区城市地下空间膏盐富集层探测的有效性。

浅层瞬变电磁法在地铁工程隐伏断层勘探中的应用

在地铁前期勘察中查明地铁路线上隐伏断层的分布情况对于地铁建设及后期运行具有重大的安全意义。基于城市地铁隧道埋深浅和勘探工作中外界干扰强的特点,本文将一种新型的浅层瞬变电磁法——等值反磁通瞬变电磁法应用于深圳市地铁13号线隐伏断层的探测工作中。依据测线反演电阻率断面图和对应测线上已知的地质资料进行综合分析解释,推断出线路上两处隐伏断层的分布范围。最后通过与钻探成果的对比分析,验证了该方法对地铁工程中隐伏断层的勘察具有一定的指导意义。

综合物探在城市地下空间地质调查隐伏断层探测中的应用

城市地下空间地质调查工作目前在全国许多城市中如火如荼地开展,选择合适的调查手段会使得这项工作事半功倍。一些物探方法凭借其无损、高效、抗干扰能力强等优点在城市地质调查工作中备受青睐,但是面对城市复杂的工况,单一的物探方法往往无法有效探明城市地下地质构造,须通过多种物探手段联合开展勘察,相互佐证,才能真正有效地对城市地下地质构造进行精细查找。等值反磁通瞬变电磁法和微动法是近几年来发展较快的物探方法,广泛地应用于各个领域。本文以成都市地下空间调查工作中包江桥隐伏断层探测工作为背景,将等值反磁通瞬变电磁法和微动法联合起来探测该隐伏断层的具体位置和走向,最后将综合物探成果与以往地质调查资料作对比,结果吻合性基本一致,证明该综合物探组合在强干扰的城市环境中能够有效识别隐伏断层位置,为城市地下空间调查工作提供了一种行之有效的物探组合手段。

等值反磁通瞬变电磁法在高山隧道施工选线中的应用

黔张常铁路高山隧道平导施工中遇到一巨型溶洞,处理方案研究过程中提出两条绕行线路,为确定最终线路方案,采用物探对岩溶及构造发育情况进行探测.早在勘察阶段采用的物探方法对该溶洞的异常反映不明显,通过各种方法对比分析,选用OCTEM法进行探测.首先对原线路方案进行探测,找出巨型溶洞的异常特征;然后对其他线路方案进行探测,找出和溶洞异常特征相似的异常;最后对各方案的探测结果进行对比分析,选出地质条件较好的线路方案.随着隧道开挖揭示,对探测发现的各异常进行验证,验证表明异常对应关系较好.应用该方法为线路方案快速选择提供了依据.

城市地下空洞等值反磁通瞬变电磁三维正演模拟及分析

等值反磁通瞬变电磁法(Opposing Coils TEM,简称OCTEM)由于具有浅层盲区小、施工效率高等优点,目前在城市浅层地球物理勘探领域受到了广泛的应用。为研究OCTEM在城市地下空洞探测中的应用,基于等值反磁通理论与矢量有限元瞬变电磁三维正演算法,构建低阻异常模型、高阻异常模型,分析了不同填充状态情况下的空洞OCTEM响应规律。并遵循相似性原则设计进行物理实验,对比数值计算和物理实验结果论证了数值模拟结果的正确性。结果表明:OCTEM对高阻异常与低阻异常都具有良好的识别能力,但对于低阻异常体OCTEM更为敏感。研究结果可为OCTEM在实际空洞探测应用中提供参考。

青海牛苦头M1磁异常区控矿构造简析与找矿预测

牛苦头矽卡岩型铅锌多金属矿床位于东昆仑造山带祁漫塔格地区中西段,是祁漫塔格地区近年来发现最大的矽卡岩型铅锌矿床之一。本文通过牛苦头M1磁异常区采坑周边及矿权西侧开展等值反磁通瞬变电磁法(以下简称“OCTEM”)以及野外地质调查编录,共识别出8条NE向、北西陡倾断层,圈定了8条低阻异常,综合研究认为I号异常东侧为已知矿体或矿化体所致,西侧可能为揭露矿体或矿化体向西的延伸。II号异常应为第四系下伏地层中的低阻层,异常内局部区域可能为断层引起的低阻。本文认为NE向构造为M1磁异常区主要导矿构造,矿体的形成受NE向构造控制明显。I号异常和II号异常可能为已知矿体西延导致,为矿致异常。根据低阻带延伸方向,本文认为M1采坑西南侧32-18线以及16-6线仍具有较大找矿潜力。

高精度瞬变电磁方法在运营隧道采空区的探测应用

进入21世纪以来,随着国家综合实力的提高,经济的迅速发展,便捷的交通是我国迅速发展的一个主要工作。逢山挖隧,遇水架桥,使得我国基建水平遥遥领先世界。然而,由于国内地域广阔,东西部地区地理位置相对悬殊,特别是西南区域由于地理位置较复杂,修建高速公路大多位于崇山峻岭中,使得工程建设难度较大,特别是一些超长隧道大多数隧道穿越溶洞、煤矿采空区、高浓度瓦斯区、岩爆以及富水区等复杂地质,给施工及后期运营养护带来了诸多的难题。在国内部分长隧道在运营过程中时常发生衬砌掉块、路面拱起、结构变形等危机行车安全的病害。以渝蓉高速巴岳山隧道为背景,通过采用OCTEM对隧道衬砌掉块区域背后煤矿采空区具体范围的探测,有效的解决了传统顺变电磁法由于受现场条件、地形、环境等影响,导致探测效果不理想的状况。

等值反磁通瞬变电磁法在地铁盾构孤石探测中的应用

孤石是花岗岩不均匀风化所残留的风化核,具有空间分布不规律、埋藏深度不定、粒径不均等主要特征,给地铁盾构施工带来了重大安全风险。在地铁工程建设中,孤石精准探测一直都是城市地铁盾构施工面临的重要难题之一。等值反磁通瞬变电磁法采用双线圈源建立一次场零磁通接收平面来消除一次场对接收线圈的影响,实现纯二次场聚焦观测,增强了涡流聚集,降低了体积效应,具有探测精度高、抗干扰能力强和工作效率高等诸多优良特性。为了研究等值反磁通瞬变电磁法对孤石探测的有效性和适用性,将其应用于福州地铁F1线孤石探测方法优选试验中,通过与钻孔验证表明,该方法能有效圈定孤石体的位置、大小和空间分布,尤其适用于干扰严重、交通繁忙和建筑密集的城市复杂环境。

等值反磁通瞬变电磁法在公路隧道塌陷区的探测应用

某在建公路隧道开挖中发生塌陷,选用等值反磁通瞬变电磁法(OCTEM)进行抢险探测。文中介绍了OCTEM方法原理,针对公路隧道地电结构建立模型,通过正演计算证明了OCTEM具有对地电阻率反映灵敏、分辨率高的特点;将该公路隧道的OCTEM探测结果与高密度电法探测结果进行对比分析,二者异常对应良好,都反映了已知塌陷区。此次抢险探测结果表明,OCTEM设备轻便,施工便捷,作业效率高,适合浅层快速探测,可用于公路隧道塌陷区快速探测。

等值反磁通瞬变电磁法在城市浅层空洞探测中的应用

快速高效地查明城市中引起地面塌陷的隐患,对于城市建设、灾害防护及保护人民财产具有重要意义。将城市浅层地面塌陷归纳为3类:溶蚀作用造成的空洞塌陷、无序抽排地下水造成的土洞塌陷以及人防工程老旧空洞塌陷,通过正演计算,研究分析了3类空洞地质模型的等值反磁通瞬变电磁响应规律,以及各模型分别在高阻和低阻覆盖层下的衰减曲线的变化特征;利用岩石的瞬变电磁响应变化率分析了各类空洞地质模型的电性特征。正演结果表明:溶蚀空洞模型和土洞模型与围岩相比呈低阻特性,人防空洞模型呈高阻特性;3种模型的瞬变电磁响应变化率表明等值反磁通技术对各类空洞隐患均具有较好的识别能力。将等值反磁通瞬变电磁法应用于昆明、郑州等地的3类空洞探测,结果证明该方法对城市浅部空洞探测是行之有效的。

等值反磁通瞬变电磁法在城镇地质灾害调查中的应用

受岩溶及采空区的影响,湖南某煤矿附近出现了几个塌陷坑,危及居民的生命财产安全。为了查明附近的岩溶分布范围,采用等值反磁通瞬变电磁法进行探测。通过在调查区开展了6条线的等值反磁通瞬变电磁法工作,发现已知塌陷坑在探测结果中为低阻异常,其探测结果与已知情况吻合。结果表明,该方法在城镇中的探测效果较好,能够为城镇地质灾害调查提供详实的资料。

综合物探方法在城市地铁岩溶勘察中的应用

城市地铁工程中经常遇到岩溶等不良地质现象,勘察阶段需要查明其发育的位置及规模。然而,地下岩溶分布的隐蔽性、城市环境的复杂性使得岩溶勘察具有相当大的难度。本文采用综合物探方法对南京某地铁工程的岩溶发育情况进行了探查,分析以等值反磁通瞬变电磁法、弹性波CT法为主的综合物探方法在岩溶探测中的应用效果。