基于高频大地电磁法的优势渗流通道识别研究

作者:闫永帅; 霍继炜; 高宇甲; 姜彤; 张俊然; 刘江江; 朱云江
来源:华北水利水电大学学报(自然科学版), 2022, 43(04): 76-82.
DOI:10.19760/j.ncwu.zk.2022051

摘要

函谷关隧道工程是新国道G310 (连云港—天水市)的重要连接工程,全线长1.99 km,最大埋深108 m。工程主体位于第四系黄土状粉土地层中,其上部存在一条易积水无防渗的地下暗渠。沿暗渠的潜在地下水优势渗流及其诱发的土体变形、塌陷是隧道工程建设与安全运行面临的重要挑战。鉴于传统钻探方法难以连续、全面地揭示暗渠附近渗流体系的发育特征,结合高频大地电磁法(Eh4)与实地勘察,通过获取地下介质的电阻率特性,识别遗存暗渠位置并对比其实际位置,阐明始于暗渠演化形成的优势渗流通道的分布特征。同时,揭示Eh4在识别地下潜在入渗空间或通道领域的有效性。结果显示:在测线4高程525 m位置出现的系列高电阻率空腔与暗渠实际位置较吻合,测线4不同高程位置处出现的2处低电阻率区Y1、Y2良好对应了暗渠转向处的2口人工开挖竖井,均证实了利用Eh4识别优势渗流空间的有效性;测线1、2处的电阻率随水平距离的增加产生明显波动,发育2处低电阻率区,反映了该处地下水优势渗流通道呈分叉状。无强降雨或强地表流水冲蚀下,上述Eh4识别的优势渗流体系极可能始于暗渠转向处2口人工竖井,在重力驱动下历经暗渠水流的长期冲蚀进一步延伸发育而成,威胁隧道双向工程的稳定性。这些结论对掌握地下工程地质条件非常重要,为新国道G310函谷关隧道建设的安全、稳定、可控提供了技术支撑。

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