左线出口（1）
************隧道左线
出口ZK27+687～ZK27+587瞬变电磁法
超前地质预报报告
***********有限公司
二〇一四年八月二十五日
项目名称：************************
数据采集：
报告编写：
复核：
审核：
***************有限公司
二〇一四年八月二十五日
目录
一、工作概况 (1)
二、瞬变电磁法基本原理 (1)
三、测点布置及施工方法 (2)
四、现场工程地质分析 (3)
五、瞬变电磁法的资料解释 (5)
六、结论及建议 (8)
*****************隧道左线出口
ZK27+687～ZK27+587瞬变电磁法超前地质预报报告
一、工作概况
2014年8月18日下午，我单位对******************口掌子面ZK27+687处进行了瞬变电磁超前探测工作，其目的在于：查明前方赋存水情况。
现场情况：掌子面、附近拱顶及边墙无渗水现象。
二、瞬变电磁法基本原理
瞬变电磁法的激励场源主要有两种，一种是回线形式（或载流线圈）的磁源，另一种是接地电极形式的电流源。
下面以均匀大地的瞬变电磁响应为例，来讨论回线形式磁偶源激发的瞬变电磁场，从而阐述瞬变电磁法测深的基本理论。
在导电率为σ、导磁率为μ的均匀各向同性大地表面敷设面积为S 的矩形发射回线在回线中供以阶跃脉冲电流
⎩⎨⎧≥<=0
00)(t t I t I （1）
在电流断开之前（0<t 时），发射电流在回线周围的大地和空间中建立起一个稳定的磁场，如图1所示。
在t=0时刻，将电流突然断开，由该电流产生的磁场也立即消失。
一次磁场的这一剧烈变化通过空气和地下导电介质传至回线周围的大地中，并在大地中激发出感应电流以维持发射电流断开之前存在的磁场、使空间的磁场不会即刻消失。
图1 矩形框磁力线
由于介质的欧姆损耗，这一感应电流将迅速衰减，由它产生的磁场也随之迅速衰减，这种迅速衰减的磁场又在其周围的地下介质中感应出新的强度更弱的涡流。
这一过程继续下去，直至大地的欧姆损耗将磁场能量消耗完毕为止。
这便是大地中的瞬变电磁过程，伴随这一过程存在的电磁场便是大地的瞬变电磁场。
r/bm
r/bm r/bm
r/bm
t/σ=1.6
图2 穿过Tx 中心的横断面内电流密度等值线
三、测点布置及施工方法
本次瞬变电磁法勘探仪器采用中煤科工集团重庆研究院研发的YCS40矿用本安型瞬变电磁仪，装置形式采用多匝重叠回线装置，发射频率为
8.3Hz ，发射线框采用多匝1.5m×1.5m 矩形回线。
本次探测分为探测分水平和垂直两个方向扫描，水平方向扫描左右各90°范围，每18°一个测点，共
11个测点，垂直方向相似，扫描上下各75°范围，每15°一个测点，共11
个测点。
探测布置示意图如下图3。
(a)
(b)
(a) 掌子面横向扇形探测方式 (b) 掌子面上下扇形探测方式
图3 测点布置示意图
四、现场工程地质分析
本次探测时，华蓥山隧道的掌子面里程为ZK27+687，且掌子面岩性为石灰岩，岩层产状301°∠76°，裂隙走向220°、倾向120°∠76°，岩石层理、节理裂隙发育，且岩体硬度一般，岩体风化程度中等。
1
L1线瞬变测点
布置平面图
56711
1L2线瞬变测点布置剖面图
56711
图4 掌子面照片
（a）
（b）
图5 掌子面地质地质素描图
五、瞬变电磁法的资料解释
开始
原始数据处理
数据格式转换
绘制初始多测道断面图
选择处理时窗范围、滤波参数、畸变数据剔除
绘制多测道断面图、视电阻率断面图
结束
图6 瞬变电磁数据处理流程
瞬变电磁法的资料解释步骤是首先对采集到的数据进行去噪处理，根
据晚期场公式计算视电阻率曲线，然后进行时深转换处理，得到各测线视电阻率断面图。
最后，根据探测区域的地球物理特征、TEM响应的时间特性和空间分布特征并结合矿井地质资料进行综合解释，划分地层富水区分布范围。
（一）、左右水平仰角0°扇形探测情况
野外采集数据经过数据编辑、滤波处理、视电阻率计算、时深转换等步骤，可得如下图7物探成果图。
由图7综合分析可知，掌子面正前方探测范围70～100m内存在相对低阻异常区，推测该范围内地层含水量相对较高，但其存在径流性地下水的可能性较小；掌子面正前方0～70m范围内视电阻率相对较高，该区域地层含水量少，不存在径流性地下水。
具体异常分布区域见图7的标注部。
地层相对高含水区域
图7 横向扇形探测视电阻率等值线图
二、左右水平仰角30°扇形探测情况
野外采集数据经过数据编辑、滤波处理、视电阻率计算、时深转换等步骤，可得如图8物探成果图。
由图8综合分析可知，掌子面上前方探测范围90～100m内存在相对低阻异常区，推测该范围内地层含水量相对较高，但其存在径流性地下水的可能性较小；掌子面上前方0～90m范围内视电阻率相对较高，该区域地层含水量少，不存在径流性地下水；掌子面右上前
方（仰角30°方向）80～100m 内存在明显低阻异常区，推测该异常区域含水量较高，可能存在岩溶富水区。
具体异常分布区域见图8的标注部。
图8横向扇形探测视电阻率等值线图
三、纵向扇形探测情况
野外采集数据经过数据编辑、滤波处理、视电阻率计算、时深转换等步骤，可得如图9物探成果图。
由图9综合分析可知，掌子面正前方探测范围90～100m 内存在相对低阻异常区，推测该范围内地层含水量相对较高，但其存在径流性地下水的可能性较小；掌子面正前方0～90m 范围内视电阻率相对较高，该区域地层含水量少，不存在径流性地下水。
岩溶水富集区
地层相对高含水区
图9 上下纵向扇形探测视电阻率等值线图
六、结论及建议
综合物探成果资料得出：在本次探测掘进头前方100m范围内，掌子面正前方0～70m范围内视电阻率相对较高，该区域地层含水量少，不存在径流性地下水；掌子面正前方探测范围70～100m范围内地层含水量相对较高，但其存在径流性地下水的可能性极小；掌子面右上前方（仰角30°方向）80～100m区域含水量较高，可能存在岩溶富水区。
2、从探测效果看，掌子面附近有台车等机电设备，对感应二次电磁场造成了一定的干扰，从而影响到了探测的准确性。
本次探测取得了初步的效果。
但是任何物探技术手段都存在一定多解性和局限性。
瞬变电磁法探测要与地质分析、地质钻探相结合，根据现场具体水文地质情况综合分析，尽量降低物探资料的多解性。
3、建议在物探异常区特别是物探含水区域，应超前钻探验证物探结果
的准确性，并采取相应安全措施。
4、施工中如出现涌水量突变的情况，应及时撤离人员，并向有关领导汇报。