基于瞬变电磁仪的公路隧道施工超前地质预报

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1、第36卷，第6期公路工程Vo1．36．No．62011年12月HighwayEngineeringDec．，2011基于瞬变电磁仪的公路隧道施工超前地质预报许彦斌，赵志飞(1．湖南省交通科学研究院，湖南长沙410015；2．中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083)[摘要]本文应用瞬变电磁仪对贵州省水盘高速大营脚隧道进行超前地质探测，准确预报其岩溶、富水地质段，并结合隧道内掌子面地质观察，对隧道初期支护参数提出修正建议，确保了隧道的安全施工。[关键词]瞬变电磁；公路隧道；超前预报；安全施工[中图分类号]U456．3[文献标识码]A[文章编号]1674—0610(2011)

2、06—0116—04GeologicalPredictionofHighwayTunnelConstructionBasedonTEMInstrumentXUYanbin，ZHAOZhifei。(1．HunanCommunicationsResearchInstitute，Changsha，Hunan410015，China；2．SchoolofRe—sourcesandEnvironmentalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha，Hunan410083，China)[Abstract]Inthispaper，theTEMins

3、trumentisappliedtodothegeologicalexplorationduringtheconstructionofShuiPanhighwaydayingjiaotunnelinGuizhouprovince，anditskarsts，water—richgeo—logicalsectionarepredictedcorrectly．Combinedwiththegeologicalobservationofthetunnelworkingface，amendmentproposalsfortheinitialtunnelsupportparametersar

4、eprovidedtoensurethesafetyoftunnelconstruction．‘[Keywords]TransientElectromagneticMethod；highwaytunnel；advancedprediction；safetycon—struction的超前地质预报方法，能准确、有效地分析隧道前方O引言不良地质条件，正确指导隧道安全施工⋯。本世纪，随着我国交通运输业的蓬勃发展，在瞬变电磁法(TransientElectr0magneticMethod，建、新建及规划的高速公路项目众多。我国西南部简称TEM法)用于矿产资源勘查由来已久，属应用地区山岭众

5、多，尤其是贵州地区，在构筑“3388高速电磁感应的原理电法探测的一种。瞬变电磁仪公路”网路线设计过程中经常会穿过山越岭，必须能探测深度深，最深有几千m，尤其在高阻地段特别采用隧道方案。作为山区公路建设控制性工程的隧是含水丰富的岩层效果较好，所以经常在隧道超前道，确保其施工安全具有重要意义。隧道施工中的地质预报含水岩层应用，在国内目前应用也较为广围岩破碎带、褶皱带、岩溶与富水区段等不良地质条泛，在隧道地质预报中具有工作效率高、能够清晰、件，特别是在开挖时可能诱发的各类地质灾害，常会简洁、准确的预报出不良地质条件的优点。国内目成为隧道建设当中的重大问题。对于设计中未明确前应用较广的是

6、是加拿大Geonics公司的PROTEM的地质构造需要用快速、准确、有效而且无损的预测和澳大利亚一GeoInstruments公司的terraTEM瞬方法对隧道掌子面前方地质状况进行预报。变电磁仪¨。我国隧道建设中超前地质预报方法已经是多种1工作原理及方法多样，目前较为常用、效果较好的物探法有TGP预报系统，TSP预报系统，地质雷达、瞬变电磁仪和红1．1工作原理外探水等手段。针对不同的地质构造区，应用不同瞬变电磁法(TransientElectromagneticMethod，[收稿日期]2011—08—10[作者简介]许彦斌(1984一)，男，湖南长沙人，助理工程师，主要从事公

7、路工程施工与监理工作。第6期许彦斌，等：基于瞬变电磁仪的公路隧道施工超前地质预报117简称TEM法)是利用大功率的发射装置向铺设在地面的矩形线圈(或称发射框)发送双极性矩形大电流。当电流开启与关断时，由于电磁感应作用生成电压脉冲，电压脉冲的衰减产生感应磁场，感应磁场向地下传播，在地下介质中因感应产生涡流，在电流关断的时间间隔内，通过地面的接收线圈观测涡流左边墙右边墙生成的二次场，即可探测到关于地下介质电性和结构的丰富信息。工作装置如图1所示：将主机发送探头与天线支架相连，接收探头