摘要：音频大地电磁测探法在实际中有着广泛应用，准确掌握工程地质情况，可以有效控制工程施工质量，改善传统工程施工的不足。文中结合某长打隧道，分析音频大地电磁法实在实际中的应用。
关键词：长大隧道；音频大地电磁法；应用质量
随着我国大力推进交通基础建设，隧道工程规模与数量快速增加，使得施工前期地质勘察工作难度增加。勘察时最常用的手段就是钻探，但其应用存在一定局限性，通过引入音频大地电磁法，可以提升隧道工程勘察质量，缩短隧道工程施工周期。音频大地探测法，即通过电磁感应类电路率测探，技术建立在法拉第电磁感应原理上。选择天然交变电磁场为场源，地下介质传播中以交变电磁场波形式传播，受到电磁感应原理的作用，地面电磁场观测值将包括地下传播电磁波信息。实际中通过对不同频率大地电磁场分量进行观测，随着频率变化直接反映出不同深度范围内的电阻率信息，并将地下介质电阻率深度变化规律体现出来。通过对比与修改观测资料和不同模型理论，直接得出反映真实地质情况的模型。
一、大跨公路隧道工程概况与工程难点分析
（一）工程概况
xx隧道工程起点里程为DK208+415，终点里程为DK209+057，正线全长642m。隧道形式设计为单洞双线，是一座大断面湿陷性黄土浅埋偏压隧道。左图为隧道出口洞门纵断面示意图。
（二）施工难点
隧道的出口段主要位于自重湿陷性黄土地段，其断面比较大（约为200㎡）、而且埋深较浅（暗洞进口埋深在15—20m之间），而且有偏压、围岩软弱、遇水极易湿陷。
隧道按照Ⅰ级铁路等价标准建设，整个工程的设计速度为160km／h，有条件的路段可以经过提速后达到200km/h，将成为西北西南区际间客货并重的便捷、快速、大能力通道。其中，工程验收（综合调试）的速度要达到1.1倍的相关设计速度要求。同时，关键承重结构的设计使用寿命达到100年，主体工程质量要实现“零缺陷”，以满足列车开行时的高安全性及舒适度的相关要求。在工程建设的过程中，对黄土地基的处理、压实质量、结构耐久性、隧道防水、工后沉降值以及混凝土的质量等都提出了较高的要求。
二、音频大地电磁法在长大隧道中的应用
（一）仪器设备
本次测量采用加拿大凤凰公司的V8多功能电法工作仪，由V8 TM 多功能接收机、RXU-3E TM 辅助站和RXU-TM发射监控站组成。
该仪器的发射机最大功率为20KW，最大发射电压1000V，野外工作采用赤道偶极装置的标量测量方式即TM模式测量，供电极AB与测线方向平行，沿测线布设电极排列，采用高频磁棒（AMTC-30），频率范围10000HZ到 0.1HZ，磁探头方向与测线方向垂直。考虑本次物探目的和工区的地质构造，CSAMT实际工作频率为0.5Hz~9600Hz，共38个频点，避开了50Hz工频及其倍频频点。
图1 测量装置示意图
（二）异常推断
根据重磁异常分布情况布设可控源音频大地电磁法（CSAMT）剖面一条，其测线长度7km，测线方位角134°。布设供电AB长2km，探头方位角48°，收发距8.7km。可控源音频大地电磁法（CSAMT）视电阻率拟断面图电阻率异常特征明显，剖面整体上看从浅向深部电阻率逐渐最大，深度400m以内为低阻（小于600Ω•M），剖面底部（深度2000m）电阻率大于3000Ω•M。
9剖面深度1000m以内，2500~7000点段电阻率异常明显，深度400m以浅有相对高阻异常 ；2500~5800点段深度400m~800m有低阻（小于 300Ω•M）异常。剖面 1700~7300 点段深度1000m以下存在大范围的高阻（5000Ω•M以上）异常。剖面5000~5800点段电阻率水平方向呈明显高阻（或低阻）异常，该段深度700m以上为相对高阻异常，推测火山岩岩体高阻蚀变（次生石英岩化、硅化、绢云母化等）有关；深度800m~1100m为相对低阻异常，可能是金属硫化物矿化引起的低阻异常。剖面5000~5800点段，由浅及深总体趋势均为低→高→低→高。该段深度700m以上为相对高阻异常，推测与火山岩地层高阻蚀变（次生石英岩化、硅化、绢云母化等）或具一定磁性的高阻侵入体有关，深度800m~1100m为相对低阻异常，可能是金属或金属硫化物矿化引起的低阻异常。
（三）开挖与支护的基本方案
在出口段前的30m采用明挖法，出口段之后采用CRD法进行开挖施工，在施工的过程中采用了干法开挖、钻孔等施工工艺，同时加强对施工过程中用水的管理，保证隧道基底不会受到水的浸泡。对于洞口段的支护，主要采用超前大管棚、系统锚杆（包括拱部药包锚杆和边墙砂浆锚杆）、钢筋网以及喷射混凝土、型钢钢架等措施。每循环进尺为0.6m，每天进行2次循环。
在出口端范围的设计主要采用水泥土挤密桩加固处理的措施，以确保仰拱钢筋混凝土的施工质量，同时在施工过程中要随时对隧道基底的沉降进行仔细观测。在施工的过程中要遵循“管超前、严注浆、短开挖、禁爆破、快支护、早成环、勤量测、紧衬砌”的基本施工原则，进行长管棚超前支护，以加强隧道侧面的边墙支护，解决隧道的偏压问题。采用热轧大管棚进行超前支护的目的主要是为了保证能顺利的进洞以及施工的安全，大管棚采用一环直径为108mm、长为20m的热轧无缝钢管，与钢架组合成为预支护系统，以达到防止洞口和浅埋段软弱围岩坍塌的目的，为进洞创造基本条件。管棚钢管的环向间距为40cm，其中外插角在1°—3°之间。管棚分为钢管以及钢花管两种形式，采用交错布置的方式，在打设钢花管并注浆之后再打设钢管。为了有效地提高钢管的抗弯强度，还需要在钢管和钢花管中设置钢筋笼，然后在其中灌注水泥砂浆。
结语
总之，相比于其他勘察方法，音频大地电磁法具有显著优势，在实际中有着广泛使用。隧道工程施工时合理利用音频大地电磁法，改善传统方法的不足,提升隧道勘察质量与效率，提升长大隧道施工质量,为类似研究提供借鉴，逐步完善我国交通道路体系。
参考文献
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作者简介：岳云宝（1984.10-），男，黑龙江绥化人，职务：工程师，方向：大地电磁探测。
论文作者:岳云宝
论文发表刊物:《知识-力量》2019年11月46期
论文发表时间:2019/10/18
标签：隧道论文; 电磁论文; 大地论文; 电阻率论文; 异常论文; 音频论文; 深度论文; 《知识-力量》2019年11月46期论文;