鄭寰宇, 胡 杰, 潘志軍, 陳信朋, 孫漢武, 王用鑫, 5, 孫懷鳳, 6, *

(1. 廣西路建工程集團有限公司, 廣西 南寧 530001; 2. 廣西壯族自治區(qū)公路隧道安全預(yù)警工程研究中心, 廣西 南寧 530007; 3. 山東大學(xué)巖土與結(jié)構(gòu)工程研究中心, 山東 濟南 250061; 4. 山東大學(xué)地球電磁探測研究所, 山東 濟南 250061; 5. 山東省交通規(guī)劃設(shè)計院集團有限公司, 山東 濟南 250101; 6. 山東省工業(yè)技術(shù)研究院先進(jìn)勘探與透明城市協(xié)同創(chuàng)新中心, 山東 濟南 250098)

0 引言

國家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要對交通強國建設(shè)提出了新的要求,國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步向地形極端復(fù)雜的中西部地區(qū)推進(jìn),工程安全與質(zhì)量問題得到更加廣泛的關(guān)注。我國西南地區(qū)群峰林立、地形復(fù)雜,公路、鐵路項目隧道占比高,如遇突水突泥等不良地質(zhì)災(zāi)害將嚴(yán)重影響隧道施工進(jìn)度,并可能造成嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

為確保隧道施工安全和順利貫通,通常在隧道初勘階段開展地球物理勘探和鉆探,并根據(jù)探測結(jié)果推斷隱伏不良地質(zhì)災(zāi)害的類型及規(guī)模。在隧道施工階段,常在掌子面采用超前預(yù)報、超前水平鉆探和監(jiān)控量測等手段探明隧道前方的不良地質(zhì)災(zāi)害[1]。我國西南地區(qū)隧道沿線及周邊區(qū)域主要是喀斯特地貌,多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)且山勢險峻,地質(zhì)勘探人員難以攜帶探測設(shè)備到達(dá)隧道沿線山嶺地區(qū),開展常規(guī)的物探和鉆探工作通常面臨著巨大困難。因此,隧道風(fēng)險區(qū)域及圍巖等級劃分多依據(jù)已有地質(zhì)資料、設(shè)計人員經(jīng)驗以及實地踏勘來粗略確定。由于缺乏精細(xì)探查結(jié)果,隧道施工過程中易發(fā)生災(zāi)害事故,因此亟需研究一種針對隧道復(fù)雜地形的勘察新方法,來指導(dǎo)隧道高風(fēng)險區(qū)域施工[2-3]。

與傳統(tǒng)電磁法相比,半航空瞬變電磁法(semi-airborne transient electromagnetic,SATEM)具有勘探深度大、受地形影響小、工作效率高等優(yōu)勢,在復(fù)雜山嶺地區(qū)開展快速探查的應(yīng)用潛力逐漸凸顯[4]。半航空瞬變電磁法起源于20世紀(jì)70年代,俄羅斯和西歐等國家出現(xiàn)了一種基于航空電磁法且采用接地電性源作為激勵方式的TURAIR系統(tǒng)[5-6]。嵇艷鞠等[7]通過數(shù)值模擬與現(xiàn)場試驗的方法對半航空瞬變電磁進(jìn)行系統(tǒng)研究,使用無人飛艇搭載瞬變電磁接收器; 關(guān)珊珊等[8]基于MATLAB設(shè)計了簡單、易操作的數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件; 許洋鋮等[9]提出的綜合消噪法對多種噪聲有很好的抑制作用; 李貅等[10]建立了較為完整的半航空瞬變電磁探測系統(tǒng),進(jìn)一步完善了半航空瞬變電磁數(shù)據(jù)處理內(nèi)容; 張瑩瑩等[11]研究了單轄射場源和多輻射場源半航空瞬變電磁的響應(yīng)規(guī)律; 宿傳璽[12]以廣西巖溶地區(qū)為背景,利用三維時域有限差分法進(jìn)行了淺層巖溶半航空瞬變電磁響應(yīng)規(guī)律和試驗研究。

近年來,半航空瞬變電磁法在礦產(chǎn)勘察、水文地質(zhì)調(diào)查、工程勘察、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域開展了諸多應(yīng)用。Elliott[13]利用半航空瞬變電磁法勘探礦山資源,采用大固定源法進(jìn)行解釋;Mogi等[14-15]、Ito等[16]利用長偏移距的半航空瞬變電磁法開展了地?zé)嵴{(diào)查和火山監(jiān)測; Allah等[17-18]利用接地長導(dǎo)線源的半航空瞬變電磁法進(jìn)行海水入侵調(diào)查;Xue等[19]進(jìn)行了地下采空區(qū)的半航空瞬變電磁勘探試驗;Sun等[20]利用接地長導(dǎo)線源的半航空瞬變電磁法在廣西達(dá)墨隧道開展勘察工作,成功探測多處巖溶風(fēng)險區(qū),探測結(jié)果與隧道開挖的圍巖等級劃分高度吻合;Liu等[21]在廣西天巴高速勤蘭1號隧道開展“空-隧”多尺度綜合探測,將半航空瞬變電磁法和隧道內(nèi)超前預(yù)報方法相結(jié)合,成功探測出1處斷層破碎帶和充填型溶洞,取得了較好的應(yīng)用效果。

廣西來賓—都安高速公路鳳凰2號隧道地形條件復(fù)雜、開挖難度大,為獲取有效的地球物理探測結(jié)果,開展半航空瞬變電磁法研究并進(jìn)行應(yīng)用。針對目前研究中存在的噪聲干擾強烈、數(shù)據(jù)信噪比低、空間分辨率差等問題,本文主要從數(shù)據(jù)采集流程、原始數(shù)據(jù)噪聲去除、數(shù)據(jù)疊加與時窗積分、全域視電阻率計算與三維成像等方面開展研究和應(yīng)用。

1 半航空瞬變電磁法基本原理

瞬變電磁法是在地面布設(shè)激勵源并為其供交流電,激勵源向地下發(fā)射一次脈沖磁場。當(dāng)該系統(tǒng)在發(fā)射狀態(tài)下將電流突然關(guān)斷,地質(zhì)體會在此效應(yīng)下受到激勵,從而產(chǎn)生二次感應(yīng)渦流場。在激勵源已經(jīng)關(guān)斷且未通電的間隙時刻,于地面通過線圈或接地電極對二次感應(yīng)渦流場進(jìn)行觀測。二次感應(yīng)渦流場的衰減特性能夠反映地下介質(zhì)的電性情況,通過數(shù)據(jù)處理與解譯可以對地下目標(biāo)成像,可以得到地下電阻率分布,進(jìn)而探查地下圍巖的電性、規(guī)模和形態(tài)。半航空瞬變電磁法利用接地長導(dǎo)線向地下介質(zhì)發(fā)射電流,在空中飛行的無人機搭載著接收系統(tǒng),在電流斷開的間隙采集二次場信號。因此該方法兼具航空類電磁法的靈活性和地面瞬變電磁法對導(dǎo)體敏感的優(yōu)勢。半航空瞬變電磁法原理如圖1所示。

圖1 半航空瞬變電磁法原理圖

2 現(xiàn)場應(yīng)用與數(shù)據(jù)預(yù)處理

2.1 工區(qū)概況與水文地質(zhì)特征

鳳凰2號隧道位于廣西壯族自治區(qū)來賓市興賓區(qū)良塘鎮(zhèn)附近。設(shè)計隧道為雙洞分離式越嶺隧道,右線設(shè)計長度為3 045 m,左線設(shè)計長度為3 107 m。隧道周邊區(qū)域地貌類型屬構(gòu)造溶蝕峰叢洼地谷地,山峰通常呈錐形、塔形或壟脊?fàn)?基座聯(lián)結(jié)成簇狀山地,洼地多呈條形,底部一般較平坦。隧道走向呈北東—南西向,穿越段地表標(biāo)高為183～458 m,右線最大埋深為230 m,左線最大埋深為228 m。隧道所在區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū),氣候溫暖濕潤,熱量豐富,雨量充沛。年平均氣溫約19.8 ℃,最低氣溫為-2.6 ℃,最高氣溫為39.4 ℃。該區(qū)域降水量分布不均,年累計平均雨日達(dá)160～190 d,雨季通常為4月至10月,旱季為11月至次年3月。測區(qū)多年平均降雨量為2 000 mm。

根據(jù)前期物探、鉆探及地質(zhì)踏勘資料顯示,隧道沿線及周邊區(qū)域地表第四系覆蓋層為含礫粉質(zhì)黏土,主要成分為黏粒和粉粒,黏性一般,局部含有少量礫石,根據(jù)鉆孔揭露土層厚度為8.8～13.0 m?；鶐r為中風(fēng)化灰?guī)r層,中厚層狀構(gòu)造,節(jié)理裂隙稍發(fā)育,巖性較破碎,RQD=30%～64%,根據(jù)鉆孔揭露巖層厚度為41.0～105.3 m。此外,隧道沿線鉆探過程中揭露有串珠式溶洞,鉆孔見洞隙率為50%,線巖溶率為13.8%,屬巖溶強發(fā)育區(qū)。鳳凰2號隧道位置與隧道勘探區(qū)域及航線規(guī)劃如圖2所示。Z1K244+100 m里程處鉆孔記錄如圖3所示。

(a) 隧道位置圖(b)隧道勘探區(qū)域及航線規(guī)劃

圖3 Z1K244+100 m里程處鉆孔記錄

根據(jù)前期水文地質(zhì)資料,隧道所在區(qū)域地下水主要為巖溶水,水量豐富。該區(qū)屬地下水補給徑流區(qū),地下水主要自南西向北東徑流。隧道沿線存在較多的巖溶洼地和谷地,且溶蝕裂隙、消水洞等巖溶形態(tài)發(fā)育。巖溶洼地、谷地是降雨的匯集區(qū),雨水又沿溶蝕裂隙、消水洞入滲補給地下水。

綜上所述,鳳凰2號隧道所在區(qū)域為巖溶強發(fā)育區(qū),且地下水補給徑流較豐富,導(dǎo)致在隧道施工建設(shè)過程中可能會遇到巖溶、斷層破碎帶等不良地質(zhì)結(jié)構(gòu)或突水突泥等地質(zhì)災(zāi)害,因此需要在施工前期對隧道沿線及周邊區(qū)域開展地球物理勘探。但由于隧道所在區(qū)域地勢險峻,人員和設(shè)備難以到達(dá)隧道沿線上方的山嶺峰頂,無法開展物探和鉆探工作。而開展半航空瞬變電磁法可以有效解決在復(fù)雜地形隧道無法開展地球物理勘探的問題,對指導(dǎo)隧道設(shè)計和施工具有重要意義。

2.2 航線設(shè)計

進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集時,首先要找尋合適的發(fā)射源,通過理論推導(dǎo)半航空瞬變電磁發(fā)射場源設(shè)計公式,確定合適的發(fā)射源長度和探測深度。由于山高林密,無人機在起飛后不久即會出現(xiàn)超視距現(xiàn)象,這就要求在飛行前進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃和完整的姿態(tài)設(shè)計。

半航空瞬變電磁測區(qū)范圍應(yīng)根據(jù)工作任務(wù)及工作量,結(jié)合地形地貌、測控方法、通視情況等綜合確定,并保持探測區(qū)域的邊界盡量規(guī)整。根據(jù)隧道線位和長度合理進(jìn)行探測區(qū)域和航線的最優(yōu)規(guī)劃: 測線長度可根據(jù)隧道長度合理確定,在滿足無人機續(xù)航條件和隧道長度的前提下,可將測區(qū)合理劃分為若干個分區(qū);隧道長度過大或部分區(qū)段彎曲弧度較大情況下,可根據(jù)不同區(qū)域隧道線位走向的變化情況合理分區(qū); 測線以隧道中軸線分別向左右延伸,線距根據(jù)要求設(shè)定,直至航線位置覆蓋整條隧道,規(guī)劃完成后導(dǎo)入飛行遙控器,核查航線位置、長度及寬度是否在設(shè)計位置,準(zhǔn)確無誤后,編輯飛行高度、飛行速度、轉(zhuǎn)彎半徑及避障距離等參數(shù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

2.3 數(shù)據(jù)采集

由于鳳凰2號隧道較長,如果采用1條發(fā)射源,電磁場輻射范圍則無法完全覆蓋整條隧道。為確保探測效果,故將隧道分為進(jìn)口、出口2部分,分別布設(shè)發(fā)射線源。此外,由于鳳凰2號隧道設(shè)計線位有較大的弧度,同時受到無人機起降點選取以及飛行時長的限制,將整條隧道探測區(qū)域分為A、B 2個區(qū)域分別開展探測(見圖2(b))。其中,A區(qū)域位于隧道進(jìn)口端,B區(qū)域位于隧道出口端。

現(xiàn)場采集參數(shù)如下: 發(fā)射機型號為EMT6000,發(fā)射電壓為750 V,發(fā)射電流為9.86 A,接地電阻為76 Ω,發(fā)射基頻為25 Hz。接收機型號為SATEM40,采樣頻率為256 kHz,接收線圈有效面積為3 000 m2,發(fā)射機與接收機利用GPS信號同步。線源A總長度約2.1 km,距離A區(qū)域的飛行中心剖面約1.3 km; 線源B總長度約1.2 km,距離B區(qū)域的飛行中心剖面約1 km。數(shù)據(jù)采集過程中,在A區(qū)域和B區(qū)域分別布設(shè)12條測線,航線間距為10 m,無人機飛行海拔為550 m,飛行速度為8 m/s。

2.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理

半航空瞬變電磁法是使用無人機拖曳著接收線圈在空中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作,相比于傳統(tǒng)的地面瞬變電磁法,觀測數(shù)據(jù)中的噪聲成分更為復(fù)雜。為提高野外數(shù)據(jù)質(zhì)量、保證數(shù)據(jù)反演及解譯的合理性和準(zhǔn)確度,需要對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括天電噪聲去除、運動噪聲去除、數(shù)據(jù)疊加和時窗積分等,最后將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行視電阻率計算與成像,以此劃分電阻率異常區(qū)并進(jìn)行地質(zhì)解釋[22-25]。數(shù)據(jù)處理流程如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)處理流程圖

2.4.1 天電噪聲去除

天電噪聲是自然界雷暴活動產(chǎn)生的電磁輻射對所采集電磁信號的干擾,在半航空數(shù)據(jù)中表現(xiàn)出持續(xù)時間較短、信號強度較大的特點。天電噪聲數(shù)據(jù)如圖5所示。對于半航空瞬變電磁數(shù)據(jù),本文使用α-trimmed均值濾波器進(jìn)行去噪。α-trimmed作為一種非線性滑動窗口濾波器,可以保證數(shù)據(jù)在完整性的前提下對原始數(shù)據(jù)的天電噪聲進(jìn)行有效去除。α-trimmed均值濾波器計算原理示意如圖6所示。通過排序和修剪像素值來平滑圖像和減少噪聲。均值濾波器通過移動滑動窗口到每個像素位置,排序像素值并去除最低α/2和最高α/2的值,然后計算剩余像素值的平均值作為新值。這種方法能夠有效去除異常值和噪聲,保留圖像的細(xì)節(jié)和邊緣信息。并且,得益于濾波器的壓制“毛刺”作用,晚期數(shù)據(jù)中富含的隨機噪聲也得到了一定的壓制。此外,該濾波器還可以通過調(diào)整窗寬以及裁剪參數(shù)以適應(yīng)不同測區(qū)的數(shù)據(jù),具有良好的適用性。

圖5 天電噪聲數(shù)據(jù)

圖6 α-trimmed均值濾波器計算原理示意圖

2.4.2 運動噪聲去除

在無人機飛行過程中,由于線圈的擺動、旋轉(zhuǎn)以及無人機移動等因素造成采集到的電磁信號會偏離應(yīng)有的基準(zhǔn)線,導(dǎo)致疊加數(shù)據(jù)在晚期最終衰減不為0。采集的數(shù)據(jù)由于運動噪聲的存在無法用于反演,因而必須對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校正后才能進(jìn)行疊加和積分計算,以此獲得合理的瞬變電磁衰減曲線[26]。運動噪聲去除可采用小波分解、多項式擬合等方法實現(xiàn)?？紤]到半航空瞬變電磁采用的是純二次場數(shù)據(jù),為獲得良好的去噪效果,采用多項式擬合的方式去除運動噪聲。多項式擬合可以在單周期數(shù)據(jù)下獲取最能描述信號趨勢的方程表達(dá)式。由于運動噪聲的低頻分布特性,該信號趨勢包含了大部分的運動噪聲成分,選用最小二乘擬合方法對剔除主要有效信號后的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,獲取表達(dá)式后對所有數(shù)據(jù)點進(jìn)行重采樣以消除每一數(shù)據(jù)點上的運動噪聲。原始數(shù)據(jù)與多項式擬合去噪結(jié)果對比如圖7所示。對比小波分解法,多項式擬合去噪策略在去除純二次場數(shù)據(jù)中的運動噪聲方面具有明顯的優(yōu)勢,其去噪結(jié)果足以滿足后續(xù)數(shù)據(jù)處理和解釋的要求,即針對半航空瞬變電磁純二次場數(shù)據(jù)運動噪聲的去除,分周期多項式擬合去噪方法是行之有效的,且去噪效果優(yōu)異。

黑色線段為原始數(shù)據(jù);紅色線段為基準(zhǔn)線;藍(lán)色線段為使用分周期多項式擬合去噪方法處理后的數(shù)據(jù)。

2.4.3 數(shù)據(jù)疊加與時窗積分

半航空瞬變電磁數(shù)據(jù)可近似看作單點多次采集,多次數(shù)據(jù)采集的目的是后期進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加,從而壓制數(shù)據(jù)中含有的隨機噪聲。數(shù)據(jù)疊加是通過對采集到的多周期數(shù)據(jù)按照疊加原理實現(xiàn)的。時窗積分的目的是在時間道上獲得合理的瞬變電磁衰減曲線并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。半航空瞬變電磁數(shù)據(jù)可根據(jù)用戶需求選擇不同間距的時窗進(jìn)行積分。本研究采用對數(shù)等間距時窗積分,參數(shù)設(shè)置根據(jù)實際采集參數(shù)設(shè)置進(jìn)行確定,包括開始時間、結(jié)束時間以及積分時窗個數(shù)。

3 成像與解釋

本研究基于反函數(shù)定理求解單輻射場源半航空瞬變電磁法全域視電阻率,將均勻半空間模型的電阻率視為該時間道的視電阻率。視電阻率成像結(jié)果可以作為地下介質(zhì)電阻率分布的近似反映,相對于電磁法反演,視電阻率計算可以提供快速成像和近似解釋,在工程上較為適用。在視電阻率計算過程中同時考慮位置坐標(biāo)、時間等各個參數(shù),視電阻率定義在時間上不分早晚、在距離上不分遠(yuǎn)近。通過計算獲得全域視電阻率進(jìn)行隧道探測區(qū)域三維視電阻率成像后,根據(jù)隧道線位高度進(jìn)行不同高程的關(guān)鍵視電阻率水平切片提取。根據(jù)隧道左、右洞中軸線和邊線的經(jīng)緯度坐標(biāo)進(jìn)行視電阻率縱剖面圖提取,以初步了解隧道整體探測區(qū)域水平方向及縱向的電性分布、斷層推斷、地層劃分等地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征。

3.1 全域視電阻率計算

為獲取隧道沿線區(qū)域地下介質(zhì)的電性分布,需對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行視電阻率計算和成像,以提供較為合理的地質(zhì)解譯。

對于水平層狀介質(zhì),大地表面m個電性源在空中任一點處時間域磁場垂直分量響應(yīng)的近似計算公式[11]為:

3.2 視電阻率成像

隧道整體三維視電阻率圖像如圖8所示。綜合本次半航空瞬變電磁勘探結(jié)果以及隧道設(shè)計標(biāo)高,本次數(shù)據(jù)解釋選取了隧道中心位置的水平切片、隧道左洞中線及右洞中線縱剖面切片,進(jìn)行相關(guān)地質(zhì)異常區(qū)推斷。

圖8 三維視電阻率圖像

隧道中心視電阻率水平切片如圖9所示。由于隧道出口和進(jìn)口的設(shè)計標(biāo)高差約53 m,單一標(biāo)高處的水平視電阻率切片并不足以滿足地質(zhì)推斷的需要,根據(jù)隧道中心軸線坐標(biāo),提取隧道左、右線中心軸線視電阻率縱剖面(見圖10),作為水平切片地質(zhì)推斷的補充資料。

圖9 隧道中心視電阻率水平切片

(a) 右洞中線

由圖9可知: 1)隧道中段位置存在明顯的低阻異常,推測此區(qū)域巖溶較發(fā)育; 2)隧道進(jìn)、出口均存在一定范圍的低阻異常,但對比圖10隧道中心軸線視電阻率縱剖面可以發(fā)現(xiàn),低阻異常僅存在于山體表層,因此推測該低阻區(qū)域為較厚的含水覆土層。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,隧道中段整體巖性較為破碎,可能存在較大的巖溶發(fā)育區(qū)。通過對圖8—10的結(jié)果和區(qū)域地質(zhì)資料進(jìn)行綜合分析,繪制出水平切片和縱剖面地質(zhì)推斷圖(見圖11和圖12)。由圖11初步推斷,隧道中段存在1處大型巖溶發(fā)育區(qū),樁號為Z1K244+30～+260(Y1K244+60～+250),可能為山體的主要消水通道。由圖12初步推斷,隧道中段存在2處巖溶發(fā)育區(qū),樁號為Z1K243+250～+320(Y1K243+250～+280)和Z1K243+980～+040(Y1K244+000～+300)。

圖11 隧道中心視電阻率水平切片地質(zhì)推斷圖

(a) 右洞中線

3.3 隧道開挖驗證

在鳳凰2號隧道右線開挖過程中,在Y1K244+245處揭露1個溶洞,溶洞影響范圍為樁號Y1K244+245～+209。該溶洞揭露處掌子面位置埋深約79 m,溶洞向掌子面前方沿拱頂向上方發(fā)育,形狀為管道型,溶腔內(nèi)填充少量黃褐色黏土,掌子面處塌落物為含角礫石砂性土,與地表覆蓋層土壤成分相近。隧道開挖情況如表1所示。

3.4 探測結(jié)果綜合解釋

該溶洞揭露位置位于半航空瞬變電磁探測結(jié)果推斷的右線Y1K244+60～+250的低阻異常區(qū)內(nèi),且根據(jù)開挖情況得知,該段圍巖巖體較破碎,巖溶裂隙、溶蝕較發(fā)育,部分區(qū)域存在軟弱夾層,局部發(fā)育較大規(guī)模巖溶,圍巖整體穩(wěn)定性差。溶洞充填物為黏土,從現(xiàn)場開挖照片(見圖13)可以看出,充填物較為潮濕,電阻率較低,符合探測條件。從地形上來看,該溶洞位于山谷洼地區(qū)域,地表水易存儲且侵蝕灰?guī)r形成巖溶發(fā)育區(qū),雨季地表水易沿著巖溶裂隙進(jìn)入隧道洞體,對隧道開挖造成嚴(yán)重安全隱患。

圖13 Y1K244+245處溶洞揭露情況現(xiàn)場照片

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

1)根據(jù)探測結(jié)果推斷的低阻異常區(qū)域與樁號Y1K244+245處開挖揭露的溶洞位置高度吻合,避免了在隧道施工過程中因隱伏巖溶災(zāi)害導(dǎo)致的人員傷亡和財產(chǎn)損失,也進(jìn)一步驗證了半航空瞬變電磁法在巖溶地區(qū)的適用性、有效性和準(zhǔn)確性。

2)通過基于α-trimmed均值濾波方法的天電噪聲去除和基于多項式擬合的運動噪聲去除,能夠在噪聲去除過程中保留主要的有效數(shù)據(jù),并有效提高原始數(shù)據(jù)的信噪比。

3)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行全域視電阻率計算和成像,能夠提高探測結(jié)果的精度和分辨率,同時滿足了大批量數(shù)據(jù)處理和解譯工作的需求。

4)作為一種新型地球物理勘察方法,半航空瞬變電磁法具有工作效率高、采集靈活、探測深度大等特點,為復(fù)雜地形隧道勘察提供了新思路。

5)該方法可以填補因地形限制導(dǎo)致的勘察資料缺失,并根據(jù)探測結(jié)果劃定風(fēng)險分區(qū),進(jìn)而指導(dǎo)施工方案的制定和調(diào)整。

4.2 討論

1)在數(shù)據(jù)預(yù)處理方面,需要通過具體標(biāo)準(zhǔn)合理評估數(shù)據(jù)質(zhì)量,定義具體標(biāo)準(zhǔn)則需要結(jié)合觀測數(shù)據(jù)的特征。

2)為了獲得能夠近似反映探測區(qū)域地下電阻率真實分布情況的結(jié)果,在對視電阻率計算與成像時,需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H地質(zhì)資料或鉆探結(jié)果進(jìn)行深度校正。

3)巖溶發(fā)育區(qū)是一種極為復(fù)雜的地質(zhì)異常體,由于探測過程中影響因素多,且部分影響因素難以有效獲取和評價,采用半航空瞬變電磁法針對復(fù)雜地形巖溶山區(qū)隧道的隱伏災(zāi)害探測已被證明是有效的,但要想提高探測精度和準(zhǔn)確率,還需要結(jié)合水文地質(zhì)、隧道開挖、儀器電磁干擾、數(shù)據(jù)成像和解釋等方面進(jìn)一步進(jìn)行綜合研究。