EH4大地电磁测深法在隧道勘察中应用和所受干扰研究［摘要］将EH4高频大地电磁测深法应用于长大深埋隧道洞湾隧道岩溶、构造、岩性的勘察，通过与钻探及地质调绘的资料对比，EH4音频大地电磁法可以在宏观上查明深埋隧道岩溶发育状况、地质构造及地层岩性分界，为钻孔布置及隧道设计、施工提供地球物理依据，在长大深埋隧道勘察中能达到较为理想的效果。但影响勘察结果的外部因素很多，深埋中的钢筋支护对勘察效果影响十分明显。［关键词］EH4高频大地电磁测深深埋隧道洞湾隧道干扰影响［中图分类号］044［文献码］B［文章编号］1000-405X（2013）-7-238-2洞湾隧道是赤水至望谟（仁怀至赤水段）高速公路中的一座长隧道，隧道正在开挖施工，在施工过程中发现在右洞（里程YK66+488左右）的右侧壁出现大溶洞，宽约10〜20m,高约30〜40m,往小里程顷斜，与右洞轴线小角度相交，本次勘查的重点在于探明洞湾隧道未开挖段的岩溶发育状况，通过采用EH4高频大地电磁测深法，取得了较为显著的效果,对后期的隧道开挖工作有较大的指导意义［1-2］o1EH-4工作方法及原理本次勘测方法原理与传统的MT法一样，它是利用宇宙中的太阳风、雷电等入射到地球上的天然电磁场信号作为激发场源，又称一次场，该一次场是平面电磁波，垂直入射到大地介质中，由电磁场理论可知，大地介质中将会产生感应电磁场，此感应电磁场与一次场是同频率的，引入波阻抗Z。在均匀大地和水平层状大地情况下，波阻抗是电场E和磁场H的水平分量的比值[3-4]o式中f是频率，单位是Hz,P是电阻率（Q・M）,E是电场强度（mv/km）,H是磁场强度（nT）,GE是电场相位,QH是磁场相位，单位是mrado必须提出的是，此时的E与H,应理解为一次场和感应场的空间张量叠加后的综合场,简称总场。在电磁理论中，把电磁场（E、H）在大地中传播时，其振幅衰减到初始值1/e时的深度，定义为穿透深度或趋肤深度（5）由（4）式可知，趋肤深度（5）将随电阻率（P）和频率（f）变化，测量是在和地下研究深度相对应的频带上进行的。StrataGem电磁系统野外工作有两种工作方式：一种是单点测深，另一种是连续剖面测深，选用何种方式由研究任务确定。该系统通常采用天然场源，只有在天然场信号很弱或者根本没有信号的频点上，才使用人工场源，用以改进数据质量，提高数据信噪比。StrataGem电磁系统可以在0.1Hz至lOOKHz的宽频范围内采集数据，为确保数据质量与工作实效，上述频带又分成四个频组：一频组：0.IHZ-IKHZ二频组：10Hz-lKHz三频组：300Hz-3KHz四频组：1.5KHz-99KHz具体观测中使用哪几个频率组，可视情况灵活掌握。在野外能实时获得的Hy、Ex、Hx、Ey振幅，①Hy、①Ex、①Hx、①Ey相位，一维反演和二维电阻率成象结果。在室内数据处理后，可获得二维正、反演结果等。2EH-4系统野外工作方法与技术(1)观测点的布置：通过GPS进行定点，要求点位差小于0.5m,方位差小于0.2°；(2)在开展工作的前一天一定要做平行试验，检测仪器是否工作正常，要求两个磁棒相隔2〜3m,平行放在地面,两个电偶极子也要平行。观测电场、磁场通道的时间序列信号；(3)电极的布置技术：如图1所示，我们这次工作共用四个电极，每两个电极组成一个电偶极子，为了便于对比监视电场信号，其长度等于点距，与测线方向一致的电偶极子叫做X-Dipole；与测线方向垂直的电偶极子叫做Y-Dipole。为了保证Y-Dipole电偶极子的方向与X-Dipole的相互垂直，用森林罗盘仪确定方向，误差；电偶极子的长度用测绳测量，误差在m；（4）磁棒布置技术：磁棒离前置放大器应大于5m,为了消除人文干扰两个磁棒要埋在地下至少5cm,用地质罗盘定方向使其相互垂直，误差控制在，且水平。所有的工作人员要离开磁棒至少10m,尽量选择远离房屋、电缆、大树的地方布置磁棒。（5）AFE（前置放大器）布置技术：电、磁道前置放大器放在测量点上，即两个电偶极子的中心，为了保护电、磁道前置放大器应首先接地，远离磁棒至少10m；（6）主机布置技术：主机要放置在远离AFE（前置放大器）至少20m的一个平台上，而且操作员最好能看到AFE和磁棒的布置。（7）资料数据处理方法：野外采集的时间序列的数据进行预处理后，再现场进行FFT变换，获得电...