等值反磁通瞬变电磁法在城市地质调查中的应用

doi:10.11720/wtyht.2023.1554

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随着城市基础建设的快速发展,对城市地质工作的需求日益增强,城市地质调查工作显得尤为重要。在城市中开展物探工作,因探测目的和工作环境的不同,与传统应用物探方法相比,城市地质调查所采用的物探方法具有干扰因素多、施工场地和时间有限、探测精度要求高等特点,而等值反磁通瞬变电磁法具有抗干扰能力强、施工方便、快捷、分辨率高等优点。本文采用该方法在海东市城市地质调查评价中进行试验剖面,该剖面横穿11条公路和铁路,穿过厂房、学校、物流园、村庄、生活小区、河流等干扰物,干扰源众多。结合电阻率测深点资料,等值反磁通瞬变电磁法探测结果与电测深单点结果、钻探揭露情况吻合较好,证明该方法对城市地质调查探测是行之有效的。

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关键词 ：等值反磁通瞬变电磁法, 城市地质, 干扰源, 电阻率测深

Abstract：

With the rapid development of urban infrastructure,the demand for urban geological work is increasing,and urban geological surveys become particularly important.Urban geophysical exploration has different exploration purposes and working environments from conventional geophysical exploration.Accordingly,compared with conventional geophysical exploration methods,the geophysical exploration methods for urban geological surveys face the challenges of many interference factors,limited construction sites and time,and high requirements for exploration accuracy.The opposing-coils transient electromagnetic(OCTEM) method enjoys a strong anti-interference ability,convenient and efficient construction,and high resolution.Therefore,this study employed the OCTEM method to investigate the test profile in the urban geological survey and evaluation of Haidong City.This test profile was subjected to numerous interference sources since it crossed 11 highways and railways and passed through factories,schools,logistics parks,villages,living quarters,and rivers.Consequently,the OCTEM results agree well with the results of single-point resistivity sounding and drilling results.Therefore,the OCTEM method proposed in this study is effective for urban geological surveys.

Key words： opposing-coils transient electromagnetic method urban geology interference source resistivity sounding

收稿日期: 2022-11-24 修回日期: 2023-08-08 出版日期: 2023-10-20

ZTFLH:

P631.4

基金资助:青海九零六工程勘察设计院有限责任公司科技项目“基于电震联合的深层卤水探测理论与识别方法研究”(2023-KJ-04);青海省自然资源厅省基金项目“青海省海东市(平安区乐都区)城市地质调查评价”(2022012023sh003)

作者简介: 何胜(1988-),男,物化探高级工程师,本科,长期从事水文物探、工程物探、地热勘探与研究工作。Email:395579229@qq.com

引用本文:

何胜, 王万平, 董高峰, 南秀加, 魏丰丰, 白勇勇. 等值反磁通瞬变电磁法在城市地质调查中的应用[J]. 物探与化探, 2023, 47(5): 1379-1386.
HE Sheng, WANG Wan-Ping, DONG Gao-Feng, NAN Xiu-Jia, WEI Feng-Feng, BAI Yong-Yong. Application of the opposing-coils transient electromagnetic method in urban geological surveys. Geophysical and Geochemical Exploration, 2023, 47(5): 1379-1386.

链接本文:

https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2023.1554 或 https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2023/V47/I5/1379

Fig.1 物探工作布置示意

Table 1 研究区地层电物性统计

Fig.2 OCTEM 线圈及其径切面一次场磁力线

Fig.3 等值反磁通瞬变电磁法W1剖面原始二次场剖面(a)及综合成果(b)

Fig.4 电测深D1(ZK6)单点曲线

Fig.5 电测深D2(ZK4)单点曲线

Fig.6 电测深D3(ZK3)单点曲线

Fig.7 等值反磁通瞬变电磁法W2剖面原始二次场剖面(a)及综合成果(b)

Fig.8 等值反磁通瞬变电磁法W3剖面原始二次场剖面(a)及综合成果(b)

Fig.9 等值反磁通瞬变电磁法探测三维切片成果

序号	钻孔编号	孔深/m	地层埋深/m	岩性	地下水位/m
1	ZK3	45.1	0~3.0	黄土状土:灰黄色、黄褐色,稍湿稍密—中密,主要成分为粉土,手搓着砂感,干强度低韧性低,可搓成2~3 mm的土体	11.4
			3.0~9.0	碎石:灰白色,稍湿,稍密,一般粒径30~40 mm,碎成分主要为石英岩、砂岩、花岗岩及少量浅色变质岩等
			9.0~33.7	卵石:青灰色、灰白色,稍湿—湿,中密,一般粒径20~30 mm,成分主要为石英岩、砂岩、花岗岩及少量浅色变质岩等
			33.7~45.1	砂岩:33.7~36.4 m为强风化砂岩,36.4~41.4 m为中风化砂岩,41.4~45.1 m为微风化砂岩
2	ZK4	22.5	0~9.8	卵石:青灰色、灰黄色,稍湿,松散,一般粒径0.2~6 cm,最大7 cm,成分以石英岩、花岗岩为主	2.1
2	ZK4	22.5	9.8~22.5	泥岩:9.8~12.5 m为强风化泥岩,12.5~20.2 m为中风化泥岩,20.2~22.5 m为微风化泥岩	2.1
3	ZK5	31.2	0~13.5	卵石:青灰色,稍湿—饱水,稍密—中密,砾石约占20%,卵石约占70%,余为中粗砂,成分以砂岩、石英岩、花岗岩为主	无
3	ZK5	31.2	13.5~31.2	泥岩:13.5~19.4 m为强风化泥岩,19.4~27.7 m为中风化砂岩,27.7~31.2 m为微风化泥岩	无
4	ZK6	30.1	0~6.6	黄土状土:黄褐色,稍湿,稍密,手搓有砂感,刀切面粗糙,无光泽反应,强度低,手掰易碎,成分以粉土为主	11.1
			6.6~15.2	卵石:青灰色,湿,密实,一般粒径0.2~4 cm,最大5 cm,卵砾石成分以石英岩、花岗岩为主
			15.2~30.1	泥岩:15.2~18.1 m为强风化泥岩,18.1~24.5 m为中风化泥岩,24.5~30.1 m为微风化泥岩
5	ZK16	31.0	0~5.4	黄土状土:黄褐色,稍湿,松散,手版易碎,干强度低,成分以粉土为主
			5.4~10.5	卵石:青灰色,稍湿,稍密—密实,含砂及圆砾,一般粒径0.5~8 cm,最大11 cm
			10.5~31.0	泥岩:10.5~12.3 m为强风化,12.3~27.5 m为中风化,27.5~31.0 m为微风化
6	ZK17	33.4	0~2.0	黄土状土:黄褐色,稍湿,稍密,成分主要为粉土,具孔隙,土质较均匀
			2.0~10.8	卵石:青灰色、灰白色,稍湿—饱和,稍密—密实,最大粒径110 mm,分选性一般
			10.8~33.4	泥岩:10.8~15.2 m为强风化,15.2~27.3 m为中风化,27.3~33.4 m为微风化
7	ZK33	24.4	0~2.4	黄土状土:红褐色,稍湿,松散,成分以粉土为主
			2.4~10.0	卵石:青灰色,稍湿,稍密—密实,含砂及圆砾,一般粒径0.5~8 cm,卵石磨圆度一般
			10.0~24.4	泥岩:10.0~18.1 m为强风化,18.1~22.3 m为中风化,22.3~24.4 m为微风化
8	ZK34	49.95	0~5.3	黄土状土:灰黄色、黄褐色,稍湿,主要成分为粉土
			5.3~34.0	卵石:青灰色,稍湿—饱水,主要成分为石英、长石
			34.0~49.95	泥岩:34.0~41.6 m为强风化,41.6~47.3 m为中风化,47.3~49.95 m为微风化

Table 2 研究区地质钻孔资料统计

[1]	孙怀凤, 李凯, 陈儒军, 等. 浅层岩溶瞬变电磁响应规律试验研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2018, 37(3):652-661.
[1]	Sun H F, Li K, Chen R J, et al. Experimental study on transientelectromagnetic responses to shallow karst[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2018, 37(3):652-661.
[2]	李才明, 王良书, 徐鸣洁, 等. 基于小波能谱分析的岩溶区探地雷达目标识别[J]. 地球物理学报, 2006, 49(5):1499-1504.
[2]	Li C M, Wang L S, Xu M J, et al. Objects recognition of groundpenetrat ing radar in karst regions using wavelet energy spectrum analysis[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2006, 49(5):1499-1504.
[3]	王亮, 龙霞, 王婷婷, 等. 等值反磁通瞬变电磁法在城市浅层空洞探测中的应用[J]. 物探与化探, 2022, 46(5):1289-1295.
[3]	Wang L, Long X, Wang T T, et al. Application od the opposing-coils transient electromeanetie method in detetion of urbran shallow cavities[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2022, 46(5):1289-1295.
[4]	席振铢, 刘剑, 龙霞, 等. 瞬变电磁法三分量测量方法研究[J]. 中南大学学报:自然科学版, 2010, 41(1):272-276.
[4]	Xi Z Z, Liu J, Long X, et al. Three-component measurement in transient electromagnetic method[J]. Journal of Central South Universily:Science and Technology, 2010, 41(1):272-276.
[5]	席振铢, 龙霞, 周胜, 等. 基于等值反磁通原理的浅层瞬变电磁法[J]. 地球物理学报, 2016, 59(9):3428-3435.
[5]	Xi Z Z, Long X, Zhou S, et al. Opposing coils transient electromagnetic method for shallow subsuface detection[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2016, 59(9):3428-3435.
[6]	王银, 席振铢, 蒋欢, 等. 等值反磁通瞬变电磁法在探测岩溶病害中的应用[J]. 物探与化探, 2017, 41(2):360-363.
[6]	Wang Y, Xi Z Z, Jiang H, et al. The application research on thedetection of karst disease of airport runway based on OCTEM[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2017, 41(2):360-363.
[7]	高远. 等值反磁通瞬变电磁法在城镇地质灾害调查中的应用[J]. 煤田地质与勘探, 2018, 46(3):152-156.
[7]	Gao Y. The application of opposing coils transient electromagnetics method in geological hazard investigation of town[J]. Coal Geology & Exploration, 2018, 46(3):152-156.
[8]	赵杨杉. 高密度电法与等值反磁通瞬变电磁法在法泗岩溶塌陷精细探测中的联合应用[J]. 工程地球物理学报, 2022, 19(3):348-355.
[8]	Zhao Y S. Combined application of high density electrical method and opposing coils transient electromagnetic method in fine detection of karst collapse in Fasi[J]. Chinese Journal of Engineering Geophysics, 2022, 19(3):348-355.
[9]	余涛, 王小龙, 王俊超. 综合物探方法在城市地铁岩溶勘察中的应用[J]. CT理论与应用研究, 2022, 31(5):587-596.
[9]	Yu T, Wang X L, Wang J C. Application of camprehensive geophysical prospecting method in Karst exploration of urbansubway[J]. CT Theory and Applications, 2022, 31(5):587-596.
[10]	黄锦捷, 李世平. 物探技术在城市地质调查中的应用[J]. 低碳技术, 2018(6):56-57.
[10]	Huang J J, Li S P. Application of geophysical prospecting technology in urban geological survey[J]. Low Carbon Technology, 2018(6):56-57.
[11]	蒋波, 黄敬军, 姜国庆, 等. 物探技术在徐州城市地质调查中的应用[J]. 城市地质, 2019, 14(3):105-112.
[11]	Jiang B, Huang J J, Jiang G Q, et al. Application of geophysical prospecting technology in urban geological survey of Xuzhou[J]. Urban Geology, 2019, 14(3):105-112.
[12]	刘杰, 段炜, 王俊, 等. 等值反磁通瞬变电磁法在公路隧道塌陷区的探测应用[J]. 物探与化探, 2020, 44(6):1470-1475.
[12]	Liu J, Duan W, Wang J, et al. The application of oppesing coils trunsient lectmmaguetic method to the detection of undeargnounad ollape in hieghway tumelunder coustruction[J]. Ceophysical and Geochemical Exploration, 2020, 44(6):1470-1475.
[13]	辛静. 等值反磁通瞬变电磁法在浅部采空区探测中的应用[J]. 工程地球物理学报, 2019, 16(5):718-722.
[13]	Xin J. The application of opposing coils transient electromagnetic method to detect shallow goaf[J]. Chinese Journal of Engineering Geophysics, 2019, 16(5):718-722.

[1]	罗术, 陈争玉, 蓝宇骋, 刘阳飞, 段明杰. 等值反磁通瞬变电磁法探测滑坡堆积体的应用[J]. 物探与化探, 2023, 47(2): 523-529.
[2]	任喜荣, 李欣, 周志杰. 等值反磁通瞬变电磁法在金矿采空区探测中的应用[J]. 物探与化探, 2023, 47(2): 540-546.
[3]	王亮, 龙霞, 王婷婷, 席振铢, 陈兴朋, 钟明峰, 董志强. 等值反磁通瞬变电磁法在城市浅层空洞探测中的应用[J]. 物探与化探, 2022, 46(5): 1289-1295.
[4]	龙慧, 谢兴隆, 李凤哲, 任政委, 王春辉, 郭淑君. 二维地震和高密度电阻率测深揭示雄安新区浅部三维地质结构特征[J]. 物探与化探, 2022, 46(4): 808-815.
[5]	张晓亮, 白凌燕, 倪敬波, 王志辉, 赵勇, 何付兵. 北京平原区隐伏断裂与氡浓度响应关系[J]. 物探与化探, 2022, 46(2): 344-351.
[6]	徐浩, 吴小平, 盛勇, 廖圣柱, 贾慧涛, 徐子桥. 微动勘探技术在城市地面沉降检测中的应用研究[J]. 物探与化探, 2021, 45(6): 1512-1519.
[7]	苏宝, 刘晓丽, 卫晓波, 高歌, 王云鹏. 井间超高密度电阻率法溶洞探测研究[J]. 物探与化探, 2021, 45(5): 1354-1358.
[8]	刘伟, 黄韬, 王庭勇, 刘怡, 张继, 刘文涛, 张琦斌, 李强. 综合物探方法在城市隐伏断裂探测中的应用[J]. 物探与化探, 2021, 45(4): 1077-1087.
[9]	陈基炜, 赵东东, 宗全兵, 张宝松, 邸兵叶, 朱红兵, 王佳龙. 基于线形台阵的高精度微动技术在城区岩性地层精细划分中的应用[J]. 物探与化探, 2021, 45(2): 536-545.
[10]	魏海民, 李星, 孙帮涛, 周胜, 牛杰. 地球物理方法在帷幕注浆治水中的探测分析[J]. 物探与化探, 2021, 45(1): 245-251.
[11]	高武平, 闫成国, 张文朋, 王志胜. 电阻率层析成像在沉积区隐伏断层探测中的应用[J]. 物探与化探, 2020, 44(6): 1352-1360.
[12]	韩佳明, 仲鑫, 景帅, 刘平. 探地雷达在黄土地区城市地质管线探测中的应用[J]. 物探与化探, 2020, 44(6): 1476-1481.
[13]	陈实, 李延清, 李同贺, 金荣杰, 张静. 天然源面波技术在乌鲁木齐城市地质调查中的应用[J]. 物探与化探, 2019, 43(6): 1389-1398.
[14]	张振杰, 胡潇, 谢慧. 直流电测深法优化组合在河西走廊山前戈壁区的找水效果[J]. 物探与化探, 2018, 42(6): 1186-1193.
[15]	樊永刚, 贾大为, 赵锁志, 张治国, 徐志强. 常规电阻率测深法在阿拉善干旱荒漠区找水中的成功应用[J]. 物探与化探, 2018, 42(5): 896-901.

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