瞬变电磁法探测花岗岩蚀变囊状水体应用研究

汪文强

(中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)

随着我国铁路建设在西南地区的快速推进，隧道开挖过程中遇到花岗岩蚀变造成的涌水突泥情况越来越普遍[1]，不仅影响施工进度，甚至还会造成重大的安全事故。花岗岩蚀变[2-3]发育极其不规律，施工前的物探和工程地质勘察很难将地下花岗岩蚀变体的分布勘察清楚。因此，为保障施工进度和施工安全，需开展花岗岩蚀变段地下水超前预报研究。

瞬变电磁法是一种时间域电磁法，近年来，作为一种有效的水体探测手段被广泛应用到隧道超前地质预报中，取得了良好的应用效果。本文结合西南山区铁路隧道特点[4]，用超前地质预报技术解决铁路隧道花岗岩蚀变带囊状水体分布问题[5]，在实践中证明了瞬变电磁法在宏观控制上的有效性，为隧道安全施工提供安全保障。

1 瞬变电磁法原理

瞬变电磁法(Time domain electromagnetic methods)，简称TEM。其原理为：首先通过不接地回线或接地长导线供以双极性脉冲电流，当回线中的稳定电流突然切断后，发射回线中电流突变在其周围产生一次磁场。一次磁场在周围传播过程中，如遇地下导电良好的地质体，将在其内部激发产生感应电流(又称涡流或二次电流)。由于导电地质体是非线性的，涡流并不立即消失，有一个瞬变过程，这个过程的快慢与导体的电性参数(体积规模和埋深以及发射电流的形态和频率)有关，地质体导电性愈好，涡流的热耗损愈小，瞬变过程愈长。……