[发明专利]铁路隧道的地空电磁法阵列勘察方法及其测线布置方法

说明书

本发明提供了铁路隧道的地空电磁法阵列勘察测线布置方法，确定勘探范围的长度L、宽度B、深度H、隧洞的最大埋深H1和隧洞的最小埋深h0；确定隧区岩层和构造主要方向与隧洞轴向的轴线夹角θ；洞轴夹角θ＜45°时，测线的方向为垂直于隧洞轴向，测线的数量n为勘察范围长度L与最小埋深h0比值的整数数值加1；洞轴夹角θ＞45°时，测线的方向为平行于隧洞轴向，测线的数量n为勘察范围宽度B与最小埋深h0比值的整数数值加1。还公开了铁路隧道的地空电磁法阵列勘察方法。本发明提高了岩层及构造等地质体勘察的准确度，规范了地空电磁法阵列勘察测线的方向和间距设计，后续勘察设计可按照本发明进行，有利于实现勘探工程的标准化和高效性。

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，尤其是一种铁路隧道的地空电磁法阵列勘察方法及其测线布置方法。

背景技术

地质体均以三维的形态附存，蚀变带、断层、褶皱等复杂的地质体往往呈不规则形态，仅剖面勘察难以查明地质体结构形态，尤其是在隧道方案研究阶段，需查明拟设隧道中线两侧较大范围内岩层及构造情况，给隧道定线提供充分依据。山区的隧道工程地形地质条件复杂，钻探、地面物探等作业难度大，目前一般采用地面物探进行控制性剖面勘察，利用形成的二维物探电性剖面来判译地质条件，仍存在地质体结构判译不准的明显不足。国外在矿产资源勘察领域较早的采用区域重磁三维反演和可视化技术，阵列电磁系统在探矿领域也有所应用。国内的在矿产资源勘察行业一般较多的采用三维反射地震和航磁来查明目标矿体的空间分布，申请人在铁路勘察过程中引入了航空电磁法，具体可参考CN201910619455-基于航空电磁法铁路隧道三维选线方法以及CN201910336102-铁路隧道航空电磁法勘探测线布置方法，可根据测线二维数据联合反演形成三维数据，为处于复杂地形地质条件下的隧道选线提供了有力支撑，航空电磁法物探是一种使用大型直升机的非接触式物探方法，可用于线路左右2km宽的廊道内地质选线，但与接触式物探相比，仍存在成本畸高、精度较差的明显不足。现有的航空电磁法还可以参照CN201910593923-一种弯曲铁路隧道中线航空物探数据提取方法以及CN202010902527-一种铁路隧道无人机电磁探测方法等。

地空电磁探测方法是采用地面发射、空中接收的方式,融合地面电磁方法和航空电磁方法的优势,具有高效率和大深度探测的潜力,可以在地面人员难以进入的复杂地形区域进行探测。近年来，大量学者研究地空电磁法这种地球物理勘察方法，并陆续应用于采空区、地下水等探测中，该物探方法在铁路隧道尤其是艰险山区铁路隧道的勘察中亦可发挥重要的作用，但地空电磁法在工程方面应用仍较为罕见，铁路隧道勘察至今，甚至尚未引入地空电磁法。

此外，目前采用电磁探测时，测线一般是与线路中线平行，如CN201910336102-铁路隧道航空电磁法勘探测线布置方法，经过研究发现，由于不同地区的岩层和构造主要方向是不同的，这样的布线方式并不一定能够采集到最多的数据，影响探测的准确性，且测线之间的间距设计也是根据经验确定，并没有形成明确的标准，将其用于其他地区时，又要重新根据经验确定测线间距，影响效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铁路隧道的地空电磁法阵列勘察方法及其测线布置方法，以有效对地下复杂地质体结构进行三维探查，提高岩层及构造等地质体勘察的准确度，且实现勘探工程的标准化和高效性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：铁路隧道的地空电磁法阵列勘察测线布置方法，

确定勘探范围的长度L、宽度B、深度H、隧洞的最大埋深H1和隧洞的最小埋深h0；

确定隧区岩层和构造主要方向与隧洞轴向的轴线夹角θ；

确定测线数量：

洞轴夹角θ＜45°时，测线的方向为垂直于隧洞轴向，测线的数量n为勘察范围长度L与最小埋深h0比值的整数数值加1，前n-1条测线之间的间距d0均为h0；