Рекомендации по геофизическому исследованию закарстованности территорий, предназначенных для строительства - файл n1.doc

Рекомендации по геофизическому исследованию закарстованности территорий, предназначенных для строительства
Скачать все файлы (417 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc417kb.04.02.2014 01:41скачать

n1.doc

1   2   3
4. ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ НА ТЕРРИТОРИЯХ С ИНТЕНСИВНЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПОМЕХАМИ

Важной особенностью работы трестов инженерно-строительных изысканий является проведение исследований в городских и пригородных условиях вблизи от промышленных комплексов, на территории действующих предприятий, где наблюдаются интенсивные электрические помехи, обусловленные наличием блуждающих токов, а также индуктивными наводками кабельных и воздушных силовых линий.

Промышленные помехи характеризуются большим разнообразием в отношении интенсивности, частоты и поведения во времени. Интенсивность помех зачастую достигает единиц вольта на метр. По данным ряда авторов [3] максимальные амплитуды помех наблюдаются на частотах 0 - 5, 50, 100 и 150 Гц, но существуют более высокочастотные помехи порядка 400 Гц и даже десятков кГц.

Из-за влияния низкочастотных помех в ряде районов электроразведочные работы на постоянном токе оказываются невыполненными. Кроме того, в городах и на промплощадках из-за наличия в почвенном слое щебенки, строительного мусора и других примесей строительного материала и химически активных веществ значительно ухудшены условия заземления приемных электродов, а также условия возбуждения сейсмических волн.

Большая застроенность территории и насыщенность подземными коммуникациями также значительно усложняют и затрудняют проведение электроразведочных и сейсморазведочных работ.

В этих сложных для проведения геофизических работ районах электроразведку рекомендуется проводить низкочастотными приборами типа ИКС или АНЧ, которые обладают высокой стабильностью тока и имеют большую помехоустойчивость. Электрические помехи промышленной частоты в 50 Гц в приборах ИКС подавляются особенно интенсивно (в 2000 раз).

Помимо этого, использование переменного тока для возбуждения электромагнитного поля позволяет исключить при полевых измерениях процесс компенсации ЭДС поляризации, что значительно облегчает и ускоряет проведение электроразведочных работ.

Наличие в комплекте прибора ИКС фазовой приставки позволяет при изучении карста использовать фазовые измерения, что дополнительно обеспечивает проверку аномальных зон, вызываемых карстовыми процессами.

При проведении сейсморазведочных работ необходимо учитывать то обстоятельство, что наименьший уровень помех относится к ночному, иногда к вечернему или утреннему времени, и если постановка сейсморазведки вызывается острой необходимостью, ее надо проводить в это время.

Для создания достаточно четких вступлений сейсмических волн на фоне помех следует использовать копровые ударные установки.

При применении многоканальной аппаратуры рекомендуется проводить работы при малом коэффициенте усиления и на суженной фильтрации 0 - 30 или 0 - 90. Постановка радиоволновых методов, особенно метода радиокип, в условиях интенсивных помех исключается. Электрокаротажные работы по методу сопротивлений (КС, резистивиметрия) рекомендуется проводить точечным способом с использованием низкочастотной аппаратуры ИКС или АНЧ.

Каротаж и модификации ЕП проводить не рекомендуется. Что касается радиоактивного каротажа, то он проводится по обычной методике, поскольку промышленные помехи не оказывают влияния на процесс измерения.

В качестве примера проведения работ на карст в условиях интенсивных промышленных помех следует указать на один из объектов Центрального треста в Московской области (площадка ДСК в г. Коломне).

На территории домостроительного комбината была широко развита сеть подземных коммуникаций, круглосуточно работали электрические подъемные краны и другое промышленное оборудование, что создавало высокий уровень электрических помех промышленной частоты. Наряду с этим наблюдались периодические толчки тока, связанные с включением и выключением крановых установок, формовочных станов и другого домостроительного оборудования.

Электроразведочные работы были запроектированы с целью поисков и оконтуривания карстово-суффозионных полостей в коре выветривания известняков среднего карбона.

Ниже приводится краткая инженерно-геологическая характеристика объекта и изложены основные результаты работ.

Территория домостроительного комбината расположена в пригороде г. Коломны - Щурове. В геоморфологическом отношении участок расположен на правом берегу Оки, на первой надпойменной террасе. Поверхность участка относительно ровная с общим незначительным уклоном к реке.

С поверхности повсеместно развит насыпной слой, представленный в основном суглинком, с линзами и гнездами песка, известняковой муки, включением щебня, строительного мусора и битого кирпича. Плотность сложения не везде одинакова, наряду с рыхлыми встречаются плотные, хорошо слежавшиеся разности.

Мощность насыпного слоя изменяется от 2,2 до 8,1 м. Под насыпным слоем повсеместно залегают сильно выветрелые известняки среднего карбона. В этой зоне известняк разрушен до состояния муки с включением мелкого, среднего и крупного щебня.

Мощность выветрелой зоны составляет 1,4 - 10,8 м.

В этой зоне преимущественно и встречены пустоты небольшой мощности от 0,7 до 1,5 м, заполненные, как правило, рыхлой мукой (рис. 9).



Рис. 9. Типичный график rк и схематический геологический разрез ДСК г. Коломна

1 - график rк для линии АВ = 50 м; 2 - график rк для линии АВ = 30 м; 3 - насыпной грунт; 4 - дресва известняка (отвал); 5 - глина; 6 - кавернозный известняк; 7 - заполненная полость; 8 - предполагаемая полость

Исходя из геологического строения района исследования, а также учитывая большую плотность застройки и насыщенность участка работ различного рода коммуникациями, создающими высокий уровень электрических помех, электроразведочные работы были ориентированы на проведение исследований методом симметричного профилирования с прибором ИКС-1.

Проведение электроразведочных работ с прибором ЭСК-1 оказалось невозможным.

Для наиболее правильного, однозначного истолкования полученных материалов был пройден опытный профиль через карстовую воронку, обнаруженную в 150 м южнее стройплощадки ДСК в пределах территории цементного завода.

По данным симметричного профилирования, проведенного с разносами питающих линий равными 80, 50 и 30 м, воронка фиксировалась наиболее низкими значениями УЭСК порядка 75 ом.м на фоне более высоких значений УЭСК = 100 ом.м, характерных для трещиноватого известняка.

Кроме того, в заброшенном карьере, расположенном юго-западнее исследуемого участка, было проведено три параметрических зондирования с целью определения истинного сопротивления различных разностей известняка.

По данным параметрических измерений истинное сопротивление известняка, разрушенного до состоянии муки и щебня, составляет около 100 ом.м; известняк трещиноватый характеризуется сопротивлением порядка 150 - 200 ом.м; монолитный известняк имеет сопротивление свыше 200 ом.м.

На основании опытно-параметрических работ было установлено, что карстовые зоны характеризуются значениями кажущихся сопротивлений менее 50 ом.м. Пробуренные скважины на аномальных участках подтвердили данные электроразведки. Скважины № 23, 44, 45, 53, 46 вскрыли карстовые полости, заполненные мукой в интервале глубин 7 - 10 м.

5. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проблема исследования карста является весьма актуальной для трестов инженерно-строительных изысканий, поскольку строительство промышленных и гражданских сооружений, расширение и реконструкция городов и рабочих поселков вовлекает в инженерную подготовку значительные массивы территорий, зачастую со сложными физико-геологическими явлениями.

При изучении карстовых районов наряду с обычными инженерно-геологическими следует широко использовать геофизические методы. Последние, изучая естественные и искусственно созданные физические поля над геологической средой, позволяют исследовать некоторый объем массива пород и выявить достаточно быстро различные неоднородности, включая карст.

2. По своим физическим показателям (УЭС, Vр, Vs, s и т.д.) карстовые зоны существенно отличаются от вмещающих пород, не затронутых карстовыми процессами. Аномалии над карстом тем больше, чем крупнее карстовая полость и чем ближе к поверхности она расположена.

3. По условиям залегания различают три типа карста:

открытый карст;

покрытый карст, перекрытый водопроницаемыми породами;

покрытый карст, перекрытый водонепроницаемыми породами.

В зависимости от типа карста существенно изменяется методика геофизических исследований.

В случае открытого карста благодаря неглубокому залеганию от поверхности облегчается производство геофизических работ; решение задачи может быть проведено простыми и опробированными методами.

В случае покрытого карста при мощности покрывающих водопроницаемых пород до 30 м решение задачи отыскания карстовых зон может облегчаться за счет вторичных явлений, сопутствующих карстовым проявлениям (увеличение мощности четвертичных образований, возрастание УЭС наносов над карстовой зоной).

В случае покрытого карста при мощности покрывающих водонепроницаемых пород свыше 30 м задача обнаружения карстовых зон значительно усложняется. В этом случае необходимо проведение широкого и мощного комплекса геофизических методов.

4. Геофизические методы исследования в карстовых районах решают следующие основные задачи:

литологическое расчленение пород, установление мощности и глубины залегания карстующихся пород;

поиски и оконтуривание локальных карстовых полостей;

изучение степени трещиноватости пород и преобладающего его направления;

изучение гидрогеологических особенностей карстового района.

5. Результаты геофизических работ должны тесно увязываться с данными инженерно-геологических исследований.

6. При исследовании сложных форм залегания карста рекомендуется применять следующие полевые и скважинные геофизические методы:

электропрофилирование различных модификаций (СЭП, КЭП, АВfix, ДЭП);

вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ);

круговые модификации зондирования и профилирования (КВЗ, КВП);

сейсморазведку КМПВ (в случае неглубоко залегающих форм - одноканальную сейсморазведку МПВ);

стандартный каротаж (КС, ЕП);

резистивиметрию;

радиоактивный каротаж (ГК, ГГК-П );

метод заряженного тела (МЗТ);

сейсмоакустическое просвечивание в скважине и сейсмокаротаже;

радиокип (в случае неглубоко залегающих форм карста).

В благоприятных случаях этот комплекс можно дополнять гравиразведкой и магниторазведкой.

7. К задачам, решаемым электроразведкой (ВЭЗ, ЭП, КВЗ, КВП ) при изучении карста, относятся:

выявление и оконтуривание зон повышенной трещиноватости и закарстованности;

определение глубины распространения закарстованных пород;

обнаружение отдельных карстовых полостей и их оконтуривание в плане.

При изучении карста наиболее употребительны различные схемы электропрофилирования. Наилучший способ съемки - площадной. Шаг наблюдений по площади не более 10 - 15 м. При изучении простых форм карста рекомендуется метод СЭП и АВfix , при исследовании сложных - КЭП, ДЭП.

Для выбора разносов профилирования предварительно проводятся ВЭЗ по редкой сети точек (в среднем 200ґ200 м). На аномальных точках для установления преобладающего направления системы трещин рекомендуются круговые зондирования (КВЗ).

8. Сейсморазведка на карст проводится в комплексе с электроразведкой. Сейсморазведочные профили рекомендуется располагать на аномальных участках, выявленных электроразведкой. В случае изучения простых форм карста (до 15 - 20) может применяться одноканальная сейсмическая аппаратура (ОСУ-1).

При исследовании погребенного карста (в пределах до 50 - 100 м) используется многоканальная сейсмическая аппаратура (24-канальные станции ПСЛ-2 и т.д.).

Сейсморазведка на карст проводится по методике продольного профилирования и просвечивания.

9. При изучении неглубоких карстовых форм в условиях рекогносцировочных обследований рекомендуется использовать метод радиокип в опытном порядке, а также другие радиоволновые методы.

10. Проведение каротажных работ, включая комплекс методов стандартного каротажа, резистивиметрию и методы радиоактивных измерений, является обязательным при изучении сложных карстовых форм.

11. Для определения действительной скорости и направления движения подземных вод рекомендуются измерения методом заряженного тела (МЗТ) по одной скважине. На площади 1 км2 следует проводить не менее пяти опытов МЗТ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Акишев Т. А., Насырханова А. Н. Опыт применения электроразведки при поисках трещино-карстовых вод в Центральном Казахстане. Изв. АН Каз. ССР, сер. геол. № 2, 1964.

2. Басин Я. Е., Берман Л. Б., Нейман В. С. О возможности выделения кавернозных и трещиноватых известняков методами промысловой геофизики. Прикл. геофиз., вып. 39, 1964.

3. Вешев А. В. Электропрофилирование на постоянном и переменном токе. Ленинград, 1065.

4. Воронков О. К., Акатов Ю. Е. Сейсморазведочные исследования на карст. «Геология и геофизика», № 6, 1967.

5. Горелик А. М. Электроразведка при железнодорожных изысканиях в карстовых районах. М., 1949.

6. Горелик А. М., Сахарова М. П. Применение электроразведки при инженерно-геологических взысканиях на железных дорогах. М., 1951.

7. Заборовский А. И. Электроразведка. М., Гостоптехиздат, 1943.

8. Матвеева Б. К. Методика геофизического изучения карстовых полостей на примере работ в районе Кунгурской пещеры. Сб. «Методика изучения карста» вып. 5, Пермь, 1963.

9. Матвеев Б. К., Шкабарня Н. Г. Электропрофилирование над шаром, расположенным вблизи контакта двух сред. Изв. АН СССР, серия геофиз. 10, 1959.

10. Матвеев Б. К. Геофизические методы изучения движения подземных вод. М., Госгеолтехиздат, 1963.

11. Назаров Г. Н. Применение электроразведки для выявления карста и закономерностей распределения пресных вод. «Разведка и охрана недр», № 3, 1965.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. Error: Reference source not found

1. Общие положения. Error: Reference source not found

2. Геологические предпосылки постановки геофизических методов на карст. Error: Reference source not found

Электроразведка. Error: Reference source not found

Сейсморазведка. Error: Reference source not found

Радиоволновые методы.. Error: Reference source not found

Скважинные методы.. Error: Reference source not found

3. Методика комплексных геофизических исследований на карст. Error: Reference source not found

Выбор комплекса методов. Error: Reference source not found

Электропрофилирование и электрозондирование. Error: Reference source not found

Сейсморазведка. Error: Reference source not found

Скважинные измерения. Error: Reference source not found

4. Особенности методики проведения геофизических работ на территориях с интенсивными электрическими помехами. Error: Reference source not found

5. Выводы и рекомендации. Error: Reference source not found

Литература. Error: Reference source not found

 
1   2   3
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации