Enfoque convencional para la investigación de túneles profundos - Sistema Magnetotellurics

Enfoque convencional para la investigación de túneles profundos - Sistema Magnetotellurics

En cuanto a la investigación de túneles profundos, Magetotellurics es reconocido el enfoque más efectivo en el académico, debido a su fuerte relación señal / ruido, gran profundidad de detección, bajo costo, alta eficiencia. Tiene muchas ramas como Audio Magnetotelluric (AMT), Audio Magnetotellúrico de Audio de fuente controlada (CSAMT) y Método Electromagnético de campo ancho (WFEM). Cada uno tiene sus propias ventajas en la medición y el costo.

Tomamos uno de los túneles extra largos más difíciles para encuestar, por ejemplo, yifu ferroviario. Es un componente del "corredor fluvial" en China Planificación de red ferroviaria a mediano y largo plazo. Hay un túnel Mengjiaya y se han erosionado 12 km. Causó la erosión tectónica y la forma gestión de tierra de la terraza de disolución. Toda la sección se caracteriza por diferencias significativas de elevación topográfica, desarrollo tectónico de fallas, hidrología de kárstica compleja e diversa litología estratigráfica.

Características geofísicas del área de la encuesta

Según los datos de perforación existentes en el área del proyecto, los estratos en el área del proyecto son principalmente llenados misceláneos, roca gris, lutita, costura de carbón, dolomita, arenisca de cuarzo, limolita, lutita, etc., y la diferencia de estratificación de resistividad litológica es muy obvio.

Hay 2 problemas principales que debemos enfrentar en este proyecto:

1. La interferencia electromagnética fuerte influye en la precisión de la medición

El área de la encuesta se encuentra en el área de actividades de las personas. Las líneas eléctricas, la red de transporte y las actividades de muchas otras personas afectarán las observaciones y la precisión de EM.

Fig: Resultados de sonido de perturbación AMT

Como se muestra en la figura, la zona de interferencia fuerte (líneas de alimentación de alto voltaje influye en el rango de influencia) en la señal del campo magnético tiene un impacto grave (salto irregular), y la resistencia de interferencia de diferentes puntos de frecuencia es diferente; de modo que la fuerte zona de interferencia de la resistividad visual del punto de medición, trastorno de la curva de fase.

2. Fuerte absorción electromagnética Efecto de baja resistencia

La profundidad del túnel en el alcance de la sección objetivo es de aproximadamente 1000 m. Según el análisis de datos geológicos regionales y datos de perforación, la resistividad aparente y los haces de onda de la superficie poco profunda a el lugar profundo son altas.

Influenciado por el blindaje horizontal de baja resistencia de las tobas carbonosas y las costuras de carbón de la formación de saddleback, el método de CC convencional y el sonido geomagnético son difíciles de penetrar y no pueden obtener señales efectivas en profundidad. Es necesario adoptar métodos profundos y resistentes a la interferencia de exploración física y medios efectivos de procesamiento e inversión de datos.

Fig2: Resultados geomagnéticos de GD171+600-GD174+600 Sección del túnel Mengjiaya

Propuesta factible: fuente natural y artificial CSAMT multifuncional

L Solución para el sonido de blindaje de baja resistencia

1.1 Frecuencia inferior:

De acuerdo con las necesidades de exploración, para elegir la onda de baja frecuencia multifrecuencia, frecuencia de señal (0.1Hz-8192Hz). Mejorará en gran medida la profundidad de la detección.

1.2 Mayor potencia de transmisión:

Adoptando transmisor de alta potencia, potencia de transmisión máxima: 60kW. Voltaje de transmisión máximo: 1000V, corriente de transmisión máxima: 60a, lo que mejora enormemente la transmisión

Resistencia a la señal, para garantizar que la señal pueda penetrar la capa de protección de baja resistencia.

Transmisores magnetótélicos de alta potencia GD60A

Voltaje de transmisión: 1000V;

Corriente de transmisión: 60a;

Modo de salida: voltaje constante, corriente constante, modo de alimentación constante;

Voltaje de entrada: 3 fase270V ～ 480V;

Frecuencia de transmisión: dcto82kHz

Aplicación: Excitación de alta potencia, geomagnética de fuente controlada, electromagnética transitoria, etc.

Precisión de sincronización: ± 30ns, menos de 1 ms a la deriva durante 10 horas sin señales GNSS;

Protección: sobrevoltaje, sobrecorriente, sobrecalentamiento, falla de fase, etc.;

Rango de registro actual: ± 200a;

Ancho de banda de grabación actual: DCTO1KHZ;

Comunicación inalámbrica: incorporado 4g+wifi;

L Estrategia anti-interferencias: adquisición de datos

1. Orientación de fuente de emisión preferida

Se desplegó una fuente artificial en tierra de alta potencia aproximadamente a 8 km de la línea de exploración; El dipolo del transmisor AB es de 1,6 km, aproximadamente paralelo a la orientación de la línea de la encuesta. La resistencia a la conexión a tierra es de 17Ω.

Fig.3: Diagrama de disposición de medición del sistema electromagnético GD-5

2. Referencia remota preferida

Especificación de exploración: la distancia de la estación de referencia remota debe ser superior a las 14 veces a la profundidad de exploración, la señal de exploración está relacionada y el ruido no está relacionado. El área preferida para este proyecto es el área con menos interferencia fuera del área de trabajo, que está a aproximadamente 45.6 km del punto de medición del túnel.

Formas de onda de dominio de tiempo suave sin señales de interferencia obvias

La curva es en general suave y continua, sin puntos de salto obvios

• Propuesta general para el procesamiento de datos

  
  

  

• Perfil propuesto de resistividad aparente

  

Perfiles propuestos de resistividad aparente de campo natural; (a) rxy; (b) ryx

• Procesamiento de la publicación de datos: inversión de perfil

Para reducir la multiplicidad de soluciones, la idea de "regularización " se introduce en la función objetivo, y se agrega términos del modelo para controlar la suavidad del modelo.

Φ = φ1 + lΦ2

Φ1 = dd tσ ddd

Φ2 = | Lm | 2 = m tl tlm

Φ = DD Tσ dDD +lm tl tlm

• Inversión restringida lateral 2D propuesta (LCI)

Al integrar la inversión de datos de perfil e imponer restricciones laterales, los parámetros de resistencia al suelo de múltiples puntos de medición en la misma línea de encuesta se inverten y realizan simultáneamente.

Diagrama esquemático del modelo Graben

Perfil de resultado de inversión LCI Model LCI Graben