隧道勘探CSAMT法运用

1理论基础

可控源音频大地电磁法(简称CSAMT)是在大地电磁法(MT)和音频大地电磁法(AMT)的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法。其理论基础源于以Mawxe11方程组为核心的电磁场理论。电磁场在空间的分布和传播遵循麦克斯韦方程组。式中V•E表示E的散度；V×E表示E的旋度；p为自由电荷密度；为电流密度；E为电场强度；B为磁感应强度；c为常数，即光速。CSAMT常用的视电阻率公式(也称为卡尼亚电阻率公式)：

2工程概况

高岭隧道区位于晋中盆地和临汾盆地之间台隆形成的中低山区，地势总体北侧低，南西侧高。隧道中部断裂构造发育，遭受剥蚀较严重，堆积了大量第三、第四系沉积物。隧道总长7．55km，最大埋深约420m，最小埋深约28．7m。隧道区地层表覆第四系上更新统洪积层(Qp1)，中更新统洪积层(Q：p1)，上第三系上新统(N)粉质黏土、砾岩，下伏及出露奥陶系中统马家沟组(O：一m)以碳酸岩为主的地层。该隧道经过霍山复背斜构造单元的背斜西翼(太岳山板隆构造区北西一侧)，阶梯型断裂发育。隧道区内脆性断裂十分发育，这些断裂形成了中生代不同构造阶段，互相交织切割，控制了该带的构造轮廓。受断裂构造影响，该区产生了小型地堑及地垒。隧道区的断层有：F27桃凹沟正断层，张扭性断层，F28西许正断层，扭性断层；F32师家沟正断层，张扭性断层。隧道区的岩溶、节理裂隙发育。

3应用与分析

该隧道勘察采用的仪器为加拿大凤凰公司的V一8，测点点距为25m，收发距范围为7．2km，工作最小频率为16Hz，最高频率8192Hz。勘察横断面垂直于铁路初测线位布置。如图1，在D1K429+500一D1K429+950，视电阻率为75～250~1m，该段电阻率整体较低，洞身经过位置电阻率变化较大，高低阻相间，等值线陡变，WT1、WT2物探异常，为岩性接触部位，推测为断层，该断层位于洞身DIK429+900附近。可能存在含水构造。结合钻探资料，确定为断层及其影响带，隧道洞身以灰岩构造角砾岩为主，节理裂隙极发育，岩体极破碎，围岩级别级V级。上覆基岩埋藏较浅，应加强初期支护。如图2，在DIK431+050～DIK431+400，该段整体表现为低阻，低阻几乎纵向贯穿剖面，推测岩石破碎，存在富水断层，WT4与WT5两个物探异常位置电阻率等值线陡直变化，推测为断层，该断层位于洞身DIK431+220处。隧道洞身为奥陶系…组：段(0S)r{云岩，质一云，I)lK43l+051)～DIK43l+300俐分级V级。DIK431+300～DlK431+400m分级lv绒如用3，在DIK432+250～DIK432+650，视电阻率5O～200~m，该段洞身经过位置为杂乱的低阻特征，等值线扭曲变肜，为F32正断层带及其影响带。陔断层位于洞身DIK432+240处，走向NE45。，倾向135。，倾角70。，断层破碎带宽30m，岩石破碎，岩性较差，哪、WT8及WT9三处物探异常附近存在低阻闭圈，推测含水。DIK431+400～DIK432+200f_f；『岩分级Ⅳ级，DIK432+200～D1K432+500’绒V级，DIK432+500～D1K432+900分级JV级。

4结论

本义采用CSAMT法助探，利川随机软什反演处理，j应过Surfer软件成图，利用剖面对长人隧道的地层岩性、地质构造、赋水情况进行了成功的解释，结合域地质资料，划分r隧道岩级别，为隧道的设计、减少了钻探和山地工作量，缩短观察周期，降低成本，