洞内瞬变电磁(TEM)探测技术研究.pdf.pdf

第 29卷增刊物探化探计算技术 2007年 10月


文章编号: 1001— 1749 (2007)增刊(1) — 0166— 04


洞内瞬变电磁( TEM)探测技术研究
杜庆丰, 冯晓兰
( 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 河北廊坊 065000)
摘要: 近年来,隧道超前探测、泄洪洞病害部位探测、矿洞内矿体方位及含水等地下洞体内的
探测需求变得越来越迫切,但由于洞内工作面狭小、不是地表的 1 /2空间、潮湿、金属等低阻体干
扰等的特殊工作条件,较难进行有效探测,从而使洞内探测成为一大难题;根据瞬变电磁( TEM )
方法的特点,设计了适用于洞内探测的装置,开发了相应的包含数据组合滤波、弱信息增强处理、
异常分离等数据预处理方法在内的处理程序,较好地解决了上述问题,并取得了良好的应用效
果。
关键词: 洞内探测技术; 瞬变电磁( TEM)
中图分类号: P 63113 + 25 文献标识码: A
法) ,较好地解决了上述问题,该装置和资料处理
[ 1~4 ]
0 前言方法在宜万铁路长凼子隧道 TEM 超前探测、冯家
山水库泄洪洞病害部位探测等项目中,取得良好的
我国是个多山的国家,随着经济的快速发展, 应用效果。
在铁路、公路及水电站等设施的建设中,有大量的
隧道建设,在隧道掘进过程中,对断层、裂隙水和岩 1 探测装置[5 ~7 ]
溶水为主要目的的超前探测成为工程物探界的一
个不可回避难题。 1. 1 装置形式
我国水库众多,随时间推移,其泄洪洞不可避由于洞内工作面狭小,线圈不能太大但又需达
免会出现渗漏等病害,从而给水库安全留下隐患。到一定的探测深度,一般采用多匝重叠回线方式或
对水库泄洪洞病害探测也是工程物探界的一个难发射为多匝线圈、接收为磁探头的中心回线方式。
题。需探测的掌子面一般为垂直平面,为此,将发射线
但由于隧道和泄洪洞洞内工作面狭小(不易圈及接收探头固定在非金属无磁性材料做成的硬
布设满足场地与勘深要求的施工装置、不是地表的框架上,该框架可做成固定或可拆分组装的形式,
1 /2空间(不能完全用原来地表的数据处理方法进具体以实际工作方便为原则。
行资料处理) 、潮湿(由于地层、裂隙渗水,经常极 1. 2 装置匹配
其潮湿) 、低阻体如金属体的干扰(在建的隧道内, 瞬变电磁法的装置匹配是否合适,一直是影响
其掌子面二侧经常有金属护架,而在泄洪洞内侧一该方法实际使用效果的一大问题,尤其是当线圈较
般为钢筋混凝土结构)等等不利的勘探工作条件, 小,匝数较多时,仪器与线圈的匹配变得更为困难。
洞内按常规施工方法难以进行有效探测。我们根为此,洞内探测首先应考虑仪器与多匝小线圈的可
据瞬变电磁( TEM) 方法的特点,设计了适用于洞匹配性,同时,应在装置制作中根据情况,调整线圈
内探测的装置,开发了相应的处理程序(数据组合电阻、匝数,并通过调整外接匹配电阻等方法,以求
滤波、弱信息增强处理、异常分离等数据预处理方最佳匹配,获得真实有效的原始数据。
收稿日期: 2007 - 06 - 30
增刊杜庆丰等: 洞内瞬变电磁( TEM)探测技术研究· 167·
如果仪器为提高可匹配性,过分地增大阻尼, 2.