1 метод георадиолокации при инженерно-геологических изысканиях и контроле состояния инженерных коммуникаций - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Контрольная работа Строительство любых инженерных сооружений требует... 1 57.15kb.
Республиканские строительные нормы 1 320.78kb.
Инженерно-геологические исследования в горном деле 3 601.42kb.
Зависимость состояния фундаментов церковных зданий от инженерно-геологических... 1 128.98kb.
План работ проводимых в 2012г 1 72.23kb.
Тема Предмет и метод социологии коммуникаций Социально-экономические... 1 101.11kb.
Техническое задание на производство инженерно-геологических и инженерно-экологических... 1 39.9kb.
Оценка возможности изменения состава и формирования агрессивности... 1 30.43kb.
Администрация г. Хабаровска в лице Управления энергообеспечения,... 1 18.9kb.
Экономическая эффективность информатизации инженерных коммуникаций 1 80.69kb.
Сведения о топографических, инженерно геологических, гидрогеологических... 1 360.66kb.
Кнопки и их функции 1 67.76kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

1 метод георадиолокации при инженерно-геологических изысканиях и контроле состояния - страница №1/1


ГТК 13


1 МЕТОД ГЕОРАДИОЛОКАЦИИ ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ И КОНТРОЛЕ СОСТОЯНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ КОММУНИКАЦИЙ (МАГИСТРАЛЬНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ)
1.1 Обоснование метода
При проведении предпроектных геофизических изысканий традиционно применяется метод ВЭЗ. Ограничения этого метода при изучении месторождений песка и других рыхлых грунтов хорошо известны и связаны с влиянием помех, обусловленных неровностями рельефа суши или дна водоемов, изменчивостью литологического состава песчаных отложений и плохими условиями электрических «заземлений» в карьерах. Метод геоакустического профилирования, широко применяемый для обследования акваторий, практически непригоден для разведки отложений песка на дне водоемов, так как песок поглощает акустические импульсы. Самый надежный при проведении таких работ это метод скважинного профилирования. Эти методы требуют больших материальных и временных затрат и при том не достаточно эффективны.

В последние годы активно начал внедряться метод георадиолокационного зондирования (ГРЗ). Опробование метода георадиолокационного зондирования на различных месторождениях песка и песочно-гравийных смесей в различных регионах страны показало, что его возможности существенно выше имеющихся геофизических методов по качеству и достоверности получаемой геологической информации, а также по производительности выполнения работ, как на суше, так и в акваториях. Съемка методом ГРЗ осуществляется посредством непрерывного перемещения антенны георадара по обследуемой поверхности со скоростью 0,1...1 км/ч. Георадар позволяет изучать разрез с поверхности почвы и воды, льда и снега. Шаг зондирования, равный 5...30см, обеспечивает высокую степень детальности изучения геологического разреза. Диаграмма направленности антенны георадара рассчитана на изучение разреза непосредственно под точкой зондирования, что позволяет успешно использовать метод ГРЗ в условиях пересеченного рельефа.




    1. Принцип работы георадара

Электромагнитные импульсы излучаются сверхширокополосными (СШП) антеннами, при распространении сквозь среду испытывают поглощение, рассеяние и отражение. Эти процессы зависят от большого количества параметров среды, таких как, диэлектрическая проницаемость, проводимость, однородность, влажность, поляризуемость, время релаксации собственных колебаний и других. Любая среда обладает своим специфическим набором подобных характеристик. Теоретически можно провести идентификацию среды, измерив характеристики поглощения и отражения. Если при этом известно время и скорость прохождения сигнала от объекта до приемника, то легко вычисляется и расстояние до объекта.

Измерительный комплекс укомплектован широкополосными антеннами, имеющими хорошее согласование с передающим трактом и высокую чувствительность к принимаемому сигналу и устройством сбора и обработки информации. Главным условием получения большой глубины зондирования и высокой точности идентификации слоев является специальная математическая программа обработки, сочетающаяся с большой экспериментальной базой данных, накопленной в течение нескольких лет работы комплекса. Использование экспериментальной базы данных, дающей связь между характером принимаемого сигнала и типом геологической среды, позволяет существенно облегчить получение высококачественного результата.




    1. Методы проведения работ и сбор данных. Способы обработки и представления информации

Перед началом георадарного профилирования изучается рабочая проектная документация или другая, затем участок размечается и на план-схему наносится схема профилирования (Приложение А). Затем по намеченным профилям осуществляется сканированием георадарами с частотами 250 и 700 МГц (Рис.1-2).


Рис.1 – Пример георадарного профилирования


Георадарное профилирование осуществлялось георадарами с частотами 250 и 700 МГц, что позволило произвести зондирование до глубины 12 метров с точностью +(8-12) см. Зондирование осуществлялось с шагом 0,1 метр по профилю, привязка к местности обеспечивалась датчиком пути. Обработка георадарных данных производилась с помощью программ обработки «Geoscan 32” и “Эксперт-радар”. Методика георадарного обследования трубопровода заключается в поперечном сканировании обследуемых участков трубопроводов с некоторым шагом. Шаг профилирования и длина профилей задаются исходя из поставленной задачи. По результатам поперечного профилирования определяется положение трубы по глубине, уровень грунтовых вод, обводненные участки и структуру вмещающей среды. По результатам поперечного профилирования определяется положение трубы и в плане (рис.3). После определения положения трубы производится профилирование параллельно трубе с целью определения границ обводненных участков и получения непрерывных геологических профилей, а также уровня грунтовых вод. С целью уточнения границ обводненной зоны и обнаружения места утечки воды из трубы проводится дополнительное поперечное профилирование обнаруженных обводненных участков с более мелким шагом между профилями. Георадарное профилирование над трубой позволяет определить положение по глубине и состояние трубы. По результатам георадарного обследования производится камеральная обработка данных с учетом фотосъемки участка и проектной (рабочей либо другой) документации.

Рис.2 – Пример георадарного профилирования


Инженерно-геологические профили, построенные по результатам обработки первичных георадарных данных, представляются в виде, как показано на рис.3. Верхний слой относится к техногенному, который включает в себя асфальт, гравийную отсыпку, строительный мусор и почво-грунты. Между верхним слоем и глинистыми грунтами имеет место переходная обводненная зона, обусловленная просачиванием атмосферных осадков. На рис.3 приведен также пример отображения трубы и разрушенных зон. В местах разрушенных зон наблюдается обводнение около трубного пространства, обваливание грунтов в трубу и их смыв. В месте смыва грунта образуется пустота, которая приводит к просадке грунта, а значит к его разуплотнению. Разуплотнение грунта развивает процессы суффозии, которые в свою очередь еще больше разуплотняют грунт. Дальнейшее развитие этих процессов приводит к образованию воронок на поверхности земли.

Рис. 3 - Пример георадарного профиля с используемыми приемами

отображения информации вдоль трубы.


  1. Глинисто-илистые отложения на дне коллектора.

  2. Почво-грунты падающие в коллектор через трещины.

  3. Толщина стенки коллектора.

  4. Пустота.

  5. Уровень канализационных стоков.

  6. Верхний техногенный слой (Почво-грунты, асфальт, щебень, строительный мусор и т.д.)

  7. Обводненная зона между верхним техногенным слоем и нижним глинистым слоем.

Участки разрушенных трубопроводов, в зоне которых развиваются описанные выше процессы, можно классифицировать по степени тяжести: 1-ую 2-ую и 3-ью. Первая степень тяжести характеризуется начальной стадией протекающих процессов. На этой стадии наблюдается разуплотнение грунтов без образования просадочных зон. Вторая степень тяжести характеризуется разуплотнением грунтов и образованием просадок около трубы. Третья степень тяжести характеризуется разуплотнением грунтов и образованием просадочной зоны в верхней части разреза. На этой стадии начинают образовываться воронки на поверхности земли, особенно в весеннее время и после сильных дождей.



2 ОПИСАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ

2.1 Условия проведения георадарных изысканий

Полевые георадарные изыскания с целью определения состояния асбестоцементного канализационного трубопровода диаметром 400 мм (коллектора) проводились по ул. Мельникайте в г. Тюмени.

Георадарные исследования производились для проведения контроля и диагностики инженерно-коммуникационных сетей с применением георадаров. На участке протяженностью 291 метр сделано 15 профилей георадарами с рабочими частотами 250 и 700 МГц, обладающие разной глубинностью и разрешающей способностью. Работы осуществлялись в осенний период при температуре (-2-5) С0.
2.2 Перечень выполненных работ
В ходе выполнения георадарных исследований были произведены следующие виды работ.


  1. Полевые работы – пройдено 873 м по намеченным маршрутам.

2. Осуществлена привязка георадарных профилей к местности и к план-схеме с помощью системы GPS.

3. (Приложение А) георадарами с рабочими частотами 250 и 700 МГц. Получено 15 георадарных профилей.



4. Камеральная обработка – построено 5 инженерно-геологических разрезов (Приложение Б), составлен отчет.


2.3 Интерпретация георадарных данных и обсуждение полученных результатов
Описание участка и принятых обозначений. Обследуемый коллектор (диаметр трубы 400 мм) располагается по ул.Мельникайте проходит по четной стороне улицы на расстоянии 0,5-1,5 м от края дороги, как показано на план-схеме (Приложение А). Весь участок 291 м был разбит на профили, которые располагались между колодцами (люками) коллектора. Колодцы на план-схеме обозначены как К-89 – К-92 и профили P401_000, P400_000 – P400_003 (Таблица 1). Привязка колодцев к местности осуществлялась с помощью системы GPS. Координаты (широта и долгота) начала и конца каждого профиля, соответствующие положению колодцев, а также общая длина их приведены в таблице 1. На план-схеме приведена привязка колодцев и к близлежащим зданииям. Профилирование осуществлялось путем продольного и поперечного сканирования георадарами с АБ-250 и АБ-700 (рис.1-2). По обработанным георадарным профилям были построены инженерно-геологические разрезы, на которых были выделены зоны разрушения трубы коллектора, нарушения структуры околотрубного пространства, вызванные суффозией и просадками грунта.

Профиль P401_000 - это участок от колодца К-93 до точки края дороги через ул. Республики К-92’ (Приложение А, Приложение Б рисунок Б.1). Верхний слой составляет 1,5-1,7 метра. Труба лежит в глинистом грунте. На этом участке можно выделить несколько зон нарушений грунта и разрушения трубы, которые располагаются от 33 до 35 метра, от 36 до 39 и от 45 до 47 (таблица 1). На трубе наблюдаются трещины и частичные разрушения ее верхней части. Толщина стенки коллектора составляет (6 +-2) см. В местах разрушения трубы наблюдается суффозия и вымывание грунта. Такие процессы привели к разуплотнению грунта, что и наблюдается на профиле. Эти зоны можно отнести к 2-й степени разрушенности. Вторая степень разрушенности характеризуется разуплотнением грунтов и образованием просадок около трубы.

Профиль P400_002 - это участок от колодца К-91 до колодца К-90 (Приложение А и Приложение Б, рисунок Б.4). Верхний слой составляет 0,9-1,1 метра. Труба лежит в глинистом грунте. На этом участке можно выделить четыре нарушенные зоны, которые приведены в таблице 1. Самая опасная наблюдается от 60 до 65м, которую можно отнести к 3-й степени разрушения. На трубе наблюдаются трещины и частичные разрушения ее верхней части. Толщина стенки коллектора составляет 5+-3 см. Это вызывает суффозию и вымывание грунта. Разуплотнение грунта наблюдается на георадарных профилях.

Профиль P400_003 - это участок от колодца К-90 до колодца К-89 (Приложение А, Приложение Б рисунок Б.5). Верхний слой составляет 0,85-1,1 метра. Труба лежит в глинистом грунте. На этом участке можно выделить несколько зон нарушений: которые располагаются от 0 до 1 метров. По классификации они относятся ко 2-й степени разрушенности и зона от 20 до 25 метра – к 1-й степени (таблица 1). На трубе наблюдаются трещины и частичные разрушения ее верхней части. Толщина стенки коллектора составляет (5+-3) см. Разрушение трубы вызывает суффозию и вымывание грунта. Такие процессы ведут к разуплотнению грунта в верхней части околотрубного пространства. На профиле это наблюдается в виде нарушенности структуры грунта.

Таблица 1



п/п


Обозначение профиля

Привязка профиля

Протяжен-ность профиля, м

Границы зон с нарушенной структурой

Степень разрушения

Привязка начала и конца профиля

Координаты начала

(конца) профиля



1

P401_000

К-93 – К-92’

N 57.13803

E 065.56890



64

33-35м

36-39м


45-47м

2

2

P400_000

К-92’ – К-92

N 57.13823

E 065.56931



64

1-5м

9-11м


17-19м

26-40м


57-64м

2

3

P400_001

К-92 – К-91

N 57.13860

E 065.57005



48

3,5-5м

14-16м


27-31м

36,5-38,5м

40,5-41,5м

44-46м


47-48м

2

4

P400_002

К-91 – К-90

N 57.13892

E 065.57043



74

2-5м

28-31м


37-43м

2

60-65м

3

5

P400_003

К-90 – К-89

N 57.13940

E 065.57124

(N 57.13966

E 065.57177)



41

0-1м

2

20-25м

1


Выводы и заключение.
Общая протяженность разрушенных участков коллектора составляет 24,9%, при этом к 1-ой степени можно отнести 1,7 %, ко второй степени – 21,4 % и к 3 степени - 1,7 % . Самый опасный участок находится между колодцами К-91 – К-90 на участке от 60 до 65 метра. Другие участки повышенной разрушенности находятся около колодцев. Сама труба находится в разрушенном состоянии (в трещинах), что приводит к увлажнению внешней стороны трубы и грунта. Внутри труба заполнена осадками до 10-20 %, при этом на разрушенных участках загрязненность еще выше за счет обломков трубы.

Глубина залегания трубопровода в средней части участка составляет 5,5+-0,2 м. На участке от К91 – К 90 коллектор пересекает теплотрасса.

Состояние трубы можно отнести к удовлетворительному.




Приложение Б



Рис. Б.1. Профиль Р401_000 от точки К-93 до точки К-92’






Ввести новое правило может любой дурак, и все дураки будут это правило соблюдать.
ещё >>