同度物探CFC复频电导技术在地下水预测预报中的实操应用

为提升竖井施工过程中地下水预报的准确性与可靠性，实现“以物探指导钻探、宏观指导微观”的施工理念，同度物探研发了一套适用于竖井掘砌的超前地质预报体系，其中CFC复频电导物探技术作为核心探测手段，发挥了重要作用。

一、CFC复频电导技术概述

CFC（复频电导率法）是一种基于电磁波反射原理的探水技术。通过选取100KHz–10MHz的中频电磁波段，利用含水岩体电导率与电容率升高、波阻抗降低的物理特性，识别掌子面前方围岩含水性。该技术具备较强的抗干扰能力和较高的探测精度。

二、技术原理

岩体为复频电导介质，含水后其复频电导率显著增加，本征阻抗下降。电磁波在阻抗变化界面发生反射，通过分析反射信号的相干特性，可判断含水位置及大致含水量。CFC采用偶极发射与多电极阵列接收方式，电极埋深1.5–2.0米，间距5–10米，有效抑制侧向干扰，增强前方信号，通过多接收点数据联合成像，获取围岩电性参数，实现含水区预报。

三、硬件系统

CFC探测系统主要包括：

发射机：频带100KHz–20MHz，峰值电压6kV，电流120A；

电磁波数字采集仪：双通道，采样率400MHz/通道，16位动态范围，同步记录发射电流与接收电压。

四、测线布置

测线布置详见图2。

五、数据采集与分析

利用竖井提升系统自上而下移动吊盘，人员与设备协同作业。每移动一次吊盘完成一组电极数据采集。外业结束后进行室内数据处理，包括：

记录选取与预处理；

观测系统几何校正；

频谱归一化；

电磁波速扫描；

合成孔径偏移成像。

通过上述步骤综合研判含水区分布。

钻机平台加工图

六、超前钻孔验证

CFC探测结果需通过超前钻孔进行验证与确认。遇异常区域应增加钻孔数量，以准确掌握地下水发育情况。

设备选型：采用KQJ-92型潜孔钻机，配套φ60mm钻杆与Φ90mm钻头，地面供水循环。

平台搭设：工作平台距工作面2.3米，由工字钢、槽钢与钢板组装而成，结构牢固，钻机通过专用U型卡固定。

孔口管埋设：使用Ф108×6mm无缝钢管，长度9米，下端加工为倒竹节状。埋设时灌入水泥砂浆固定，外露0.3米，安装后加盖防护。

钻孔施工：

一般布置4孔，异常区增加至5–7孔，孔深40–80米；

分层测定涌水量，＜20m³/h采用容积法，≥20m³/h采用淹井法；

钻进过程中技术人员全程跟班，记录岩层及涌水情况，数据实时反馈至预报组，最终形成地质预报报告。

总结

CFC复频电导物探技术与超前钻孔验证相结合，形成了一套完整、科学、操作性强的新型地下水预报体系，显著提高了竖井施工的安全性与效率，为复杂水文地质条件下的工程掘进提供了可靠的技术保障。