林建，徐文海，胡俊明
成都地震监测中心站,四川省地震局，四川 成都 611730
摘 要：地磁相对记录室是一种要求很高的特殊永久性建筑，地磁观测规范中对该类建筑物的磁性要求有明确的严格的规定。在施工过程中严格把握好每一处细节才能满足仪器的无磁性工作环境[1]。本文根据崇州地震台地磁相对记录室的建设，介绍在施工进程中的一些经验，有一定的借鉴意义。
关键词：地磁台站建设；磁性要求；无磁性工作环境
崇州地震台地磁背景场初选地址位于四川省崇州市三郎镇欢喜村十组，地理位置为N30°48′，E103°31′，海拔高度为670米。台址距成灌高铁路线和成灌高速公路最近点直线距约24公里，距成温邛高速直线距离约22公里，距川西旅游环线直线距2.7公里。（见图一）三面环山西侧出口200米为县道九龙沟旅游线。台址周围是散居农家和村委会办公用房。崇州地震台于2012年建成投入使用，台占地面积26.8亩，观测环境好。台内建有地磁相对记录室、振动台、多功能会议厅、宣教基地、住宿楼等基础设施，是集监测、科研、培训为一体的综合性地震台站。目前，台站建有GM4-XL磁通门磁力仪2套、Overhauser磁力仪1套，极低频观测仪ADU-07e等地震观测设备。崇州地磁台观测用房系中国地震局背景场探测项目四川子项目之一。中国地震局背景场探测项目依托"十五"数字地震项目的建设基础，旨在优化观测台网布局，填补空白监测区域，提升科学台阵探测能力和活动断层探测能力，建设背景场数据处理系统，初步形成地震背景场探测能力。
1 相对观测用房的地理地质基本情况
崇州地震台处在北东向龙门山中南段的前山断裂与山前隐伏断裂带之间，距前山断裂7.5公里、中央断裂的东支即旋口断裂19公里、中央断裂的东支即映秀断裂22公里，彭县—大邑—名山隐伏断裂带在台站约1公里处断续通过。地貌上，该场地位于邛崃山脉东麓与成都平原西缘过渡地带中的低山-丘陵地区。场地处的低山丘与坡地有基岩出露，小溪谷地及坡麓的地表有晚第四系洪-坡积物覆盖层，其下为基岩。基岩由上侏罗统紫灰色砂岩、黄棕色岩屑石英砂岩、棕红色粉砂岩与泥岩层等组成的互层，并表现为倾向南东的单斜层。
2地磁相对记录室建设
2.1相对记录室技术要求
地磁相对记录室是用于安装地磁相对观测仪器，测定地磁场D、H、Z、F（或D、X、Y、F）要素的相对变化量的观测用房。其建筑工艺要求坚固，建筑材料为无磁性或弱磁性材料砌筑。观测室内技术要求主要为：室内磁场梯度≤1nT/m，工作温度0~20℃，要求记录室日温度变化≤0.3℃，年温度变化≤10.0℃,相对湿度≤85%[2]，室内设互不干扰的记录墩4个，所有墩位基础连为一体，墩体与室内地面加装隔震缝；墩基深于墙体基础并分离开，以防墙体沉降对观测墩有影响。墩主体中心间距应不小于3米，与墙壁距离应不小于1.5米，墩面距离室内地平面1.2米，线路与记录墩的最小距离为1.5米，距离记录墩15~40米范围内应有放置仪器主机的位置。主机安放位置应有交、直流供电和通信线路，供电和通信线路均采取避雷措施[3]。
2.2建设相对记录室的前期工作准备
因崇州地震台最终批准征用占地的面积仅为28亩，所以在专业观测台站建设中合理利用有限的土地资源，最大限度满足地磁观测功能需要就显得特别重要。根据台站实际的地形地貌和周边环境，以及对拟修建的地磁相对记录室址进行的磁场水平梯度的测量（图1），我们尽量做到以观测为本，以人为本；因地磁相对观测仪器要进行连续记录，所以我们在考虑工作、生活建筑影响时，也绝不可忽视台站内外的动态干扰，要做到最大限度地规避台站院内外的各种干扰源，比如办公、生活用房、附属配套设施以及台站外距离较近的农舍、厂矿、轨道交通等因素影响。因此最终决定将地磁相对记录室建设在地表，位置在台站的北面山坡上，距离办公楼直线距离为100米（图2）。
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2.3建筑材料准备和检测
根据国际地磁学与高空科学协会 (IAGA) 在《地磁测量与地磁台站工作指南》利用磁通门磁力仪检测材料的磁性，若检测材料距磁通门磁力仪探头0.5米处，引起的磁场变化小于1nT（纳特），则所测材料符合地磁台建台用材条件。根据对于同一种材料△F与被测材料的体积成正比，与测量探头到磁性体的距离R的平方（在某些特定位置为立方）成反比,也就是说利用大体积小距离的方法,可以准确检测出材料的磁性。
因地磁观测房是一种特殊的建筑，所以尽可能地采用天然材料与自制材料。根据初步了解到的建材磁性强弱程度，我们准备选取石英砂或者金刚砂与白水泥进行自制建筑用砖；采用天然木材制作记录室屋顶各种横樑及门窗；建材辅材采用定制的铜质钉，丝，锁等。
采用磁场强度测量法，当△F＜ ±1nT为合格（见表3、4）。为了保证检测的材料样品磁性观测的精确性，我们将检测地点选定在成都地震基准台地磁绝对观测室内，检测仪器为G856质子磁力仪。
测试人员将被检测材料样品石英砂、金刚砂、白水泥用布袋分别装好，每袋均3000克左右。在检测材料样品前先观测3组F空值，取其平均值为检测的标准值F，然后将被检测样品依次在东西南北四个方向靠近仪器探头，距离5-10厘米左右，每一个方向观测3次，将东西方向取得的6组F值进行平均，南北方向取得的6组F值进平均，得到两组含检测样品的F值，最后将被检测样品移开后再进行3组F标准值的观测。将前后两次标准值进行平均后与先前含检测样品的F值进行比较，得到一个差值，定为△F。当△F＜±1nT为合格，当△F﹥±1nT为不合格。通过对比，表3中的金刚砂明显超过了标准，不能作为地磁房建筑材料使用。而石英砂、白水泥则在此标准范围内，可以作为自制建筑用砖的材料。同理，铜筋等材料也使用该方法进行磁性检测，得到了较为精确磁性观测结果。
表3 石英砂等样品(△F)观测计算表
观测地点：绝对观测室 仪器型号：G856质子磁力仪 观测时间：20120327
点号 h m val1 val2 val3 F均值 (△1+△2)/2 △F 材质
△1 0440 94.1 93.7 94.2 94.00 93.74
E 93.8 93.8 93.7
W 93.9 94.2 94.0 93.90 0.17
N 93.5 93.7 93.9
S 93.8 93.9 93.6 93.72 -0.02 石英砂
△2 0440 93.3 93.5 93.6 93.47 93.57
E 93.4 93.6 93.6
W 93.5 93.4 93.7 93.53 -0.04
N 93.7 93.6 93.4
S 93.8 93.9 93.6 93.67 0.10 白水泥
△3 0440 93.9 93.3 93.8 93.67 93.75
E 90.9 91.0 91.0
W 92.3 91.0 91.0 91.20 -2.55
N 93.0 93.0 92.6
S 96.2 96.1 96.5 94.57 0.82 金刚砂
△4 0440 93.6 93.9 94.0 93.83 46.92
表4 铜钉样品(△F)观测计算表
观测地点：绝对观测室 仪器型号：G856质子磁力仪 观测时间：20121022
点号 h m val1 val2 val3 val4 val5 val6 F均值 (△1+△2)/2 △F 材质
△1 0156 44.6 44.6 44.9 44.5 44.2 45.2 44.77 44.37
E 45.2 44.3 44.3 44.1 44.2 45.2
W 43.6 44.2 45.0 44.4 44.9 44.6 44.52 0.15
N 44.8 44.5 44.4 44.5 44.7 44.5
S 44.4 43.0 44.9 44.6 45.2 44.3 44.25 -0.12 铜筋
△2 44.0 43.7 44.1 43.1 45.4 44.2 43.97 43.97
2.4施工现场的监督和管理
对施工现场使用磁性物质的监控尤为重要,磁性控制不仅包括对建筑材料的磁性定量检测,更重要的是在保证材料无磁性的情况下,施工过程中的磁性水平的控制。建设过程中的磁性污染主要表现为几个方面
①施工人员不注意将铁磁性物质遗留到场地造成的影响。
②建筑材料在正式投人使用的过程中,受到了磁性污染。
对于这些污染的排除,要求施工人员有高度的责任心,首先是对施工人员的严格要求,必须做好各类工具,尤其是磁性工具的进出场登记工作 ,保证工具不被遗留于场地同时要求建筑工人尽量穿着不带有铁磁性装饰的衣服,不携带打火机等的小铁磁性物品进场施工。
在各种建材基本准备好后，于2012年8月开始地磁相对记录室的工程施工，于2013年5月竣工并验收合格。
3 认识与讨论
地磁台站的建设已经有很多经验可借鉴，但不同地域所选择的施工工艺，建筑用材也不尽相同。地磁记录室建设中场址勘选、建设方案确定、建设材料把关及梯度测量至关重要。地磁记录室要达到无磁性或者弱磁性必须要控制好以下几点：
（1）选址磁场达到高标准的磁场梯度要求。
（2）每一批进场的建筑材料要认真检测磁性并做好跟踪检测包括梯度,墙体等。
（3）在施工的过程中严防磁性物质遗落。
4 结论
崇州台地磁相对记录室从开工准备到仪器顺利架设完毕产出数据，前后历时近两年时间。其建设根据实际,因地制宜,建成投人使用符合规范要求,数据产品精度、连续率、完整率较高,达到了设计要求。
参考文献：
[1] 江 蕾等 琼中地震台子午项目地磁房建造经验 地震地磁观测与研究 ,2012（33）：142-145 ,
[2] 中国地震局，国家标准《地震台站观测环境技术要求 第 2 部分：电磁观测》（GB/T19531. 2 — 2004）[S]. 北京：地震出版社，2004.
[3] 中国地震局 地震及前兆数字观测技术规范 北京 地震出版社，2004.
Quality control in the construction of relative recording room of geomagnetic station
Lin Jian, Xu Wen-hai, Hu Jun-ming
.Chengdu Seismic Standard Station ,Earthquake Administration of Sichuan Province, Sichuan Chengdu 611730,China
abstract：Geomagnetic Relative Recording Room is a special permanent building with high requirements. There are clear and strict requirements for the magnetism of such buildings in the geomagnetic observation code. In order to meet the non-magnetic working environment of the instrument, it is necessary to strictly grasp every detail in the construction process. Based on the construction of the geomagnetic relative recording room of Chongzhou Seismic Station, this paper introduces some experiences in the construction process, which can be used for reference.
Keywords: Geomagnetic Station Construction; Magnetic Requirements; Non-magnetic Working Environment