CC BY
37
------------------------------------- © А.А. Семенова, М.А. Супилин,
А.Е. Родионова, М.Е. Родионова,
2011
УДК 622.83:550.83
А.А. Семенова, М.А. Супилин, А.Е. Родионова,
М.Е. Родионова
ОПЫТ КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОГО, ТЕРМОМЕТРИЧЕСКОГО И ГЕОРАДИОЛОКАЦИОННОГО МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ СОСТОЯНИЯ ПЕРЕГОННЫХ ТОННЕЛЕЙ НИЖЕГОРОДСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА
Проведена оценка состояния обделки из монолитно-прессованного бетона и горных пород, находящихся за обделкой тоннелей. Основная задача обследований тоннелей заключалась в выявлении различных внутренних дефектов в обделке и в закрепном пространстве с целью оценки степени нарушения гидроизоляции тоннелей.
Ключевые слова: тоннель, неапробированная технология, скважина, метрополитен, георадарные исследования, радарограмма.
Объектом обследования являются два перегонных тоннеля метрополитена на участке между станциями «Пролетарская» и «Автозаводская». Строительство перегонных тоннелей велось с использованием экспериментальных неапробированных технологий: монолитной пресс-бетонной
обделки. Следствием этого стали проблемы как при строительстве (от задержек при проходе кривых до поднятия трамвайных путей при выдавливании бетона), так и при эксплуатации: тоннели, построенные по технологии МПБО марки М300 , не выдерживают нагрузок от эксплуатации и уже через 25 лет требуют реконструкции.
Общая протяженность тоннелей — 1550 м. Внутренний диаметр — 5,2 м, внешний — 5,55 — 5,6 м.
Гидрогеологические условия трассы тоннелей характеризуются наличием мощного водоносного горизонта в аллювиальных четвертичных отложениях, мощность которого изменяется от 24 до
29 м. Водовмещающие породы — пески мелкие, пылеватые, средние с содержанием гальки, гравия и валунов в нижней подошвенной части горизонта. Грунтовые воды — безнапорные. Территория предполагаемого строительства относится к потенциально опасной в карсто-во-суффозионном отношении.
На данный момент функционируют лишь 3 скважины водопонижения, в результате уровень грунтовых вод в течении всего года находится выше отметки свода тоннелей. Кроме того, тоннели перегораживают пути стока в р. Ока, т.е. имеет место барражный эффект.
Все эти факторы в совокупности повлияли на практически полное разрушение монолитной прессбетонной обделки и всего за 30 лет перегонные тоннели из МПБО находятся не в просто плохом, а в аварийном состоянии.
В связи со сложными горно-геологическими условиями на данном участке перегонного тоннеля при эксплуатации метрополитена в г. Нижний Новгород
возникли серьезные проблемы, в связи, с чем были проведены диагностические исследования данного объекта
Целью исследований (с применением комплекса методов неразрушающего контроля) являлась оценка состояния обделки из монолитно-прессованного бетона и горных пород, находящихся за обделкой тоннелей. Основная задача обследований тоннелей заключалась в выявлении различных внутренних дефектов в обделке и в закрепном пространстве с целью оценки степени нарушения гидроизоляции тоннелей (наличие протечек, выявление расслоений и полостей, заполненных водой, определение зон трещиноватости и сухих расслоений и полостей и другие аналогичные задачи).
Указанные возможные внутренние дефекты имеют самые различные размеры и располагаются на различных глубинах от свободной поверхности обделки. Поэтому для их обнаружения были выбраны следующие неразрушающие методы контроля, по своим возможностям взаимно дополняющие друг друга, а также резко увеличивающие надежность контроля при их комплексном использовании, а именно: виброакустиче-ский. георадиолокационный и термометрический методы.
Практическое применение данных методов в указанных условия осуществлялось с помощью следующей измерительной аппаратуры: прибор виброаку-стического контроля — «Виброзет»; георадиолокатор- «ОКО»; термограф-«ИРТИС- 2000 М».
Измерения выполнялись по измерительным сеткам, разбиваемым индивидуально для каждого метода с учетом его особенностей и возможностей.
Так в случае георадарных исследований наблюдения проводились по профилям, намеченным по верхнему
полупериметру и располагавшихся с шагом 2 м друг от друга. Два профиля располагались в своде, два — по краям верхнего полупериметра.
Общая протяженность профилей составила 6500 м. Для измерения использовалась экранированная антенна с центральной частотой 1200 МГц, что обеспечило глубинность исследований в данных условиях порядка 3 м. Профилирование выполнялось со специально оборудованной платформы передвигаемой мотодрезиной, при скорости движения около 4—6 км/час. Антенны были устанавливались на расстоянии 2 см от бетонной обшивки тоннеля.
При виброакустическах съемках сетка разбивалась вдоль линейных профилей, располагавшихся вдоль протяженности тоннелей. Точки измерений размечались с интервалом 1,0 метр и привязывались к существующим пикетам.
Термографические исследования привязывались к сетке для георадарных съемок
Измерения, обработка результатов и их интерпретация выполнялись по общепринятой методике [1], [2], [3].
На рис. 1, 2 и 3 представлены типичные радарограммы, спектрограммы и термограммы, полученные на дефектных участках исследованных тоннелей.
По результатам проведенных исследований были выявлены участки с различными видами обводненности, а также зоны с обнаруженными внутренними дефектами и расслоениями как внутри самой обделки, так в аобделочном пространстве. Фрагменты карт обводненных проницаемых зон в
Рис. 1. Радарограмма
Рис. 2. Спектрограмма
Рис. 3. Термограмма
Интенсивность водона-сыщения Зона максимального во-донасыщения Зона среднего водо-насыщения Зона малого водона-сыщения
ПК отметки Левый тоннель ПК 84 — ПК 85+00 м; ПК 86 — ПК87+00 м. ПК 83+43 м — ПК 84+00 м; ПК 85 — ПК 86+00 м ПК 87 — ПК 90+00м ПК 90+00 — ПК 91+15 м
Правый тоннель ПК 85+80 м — ПК 89+00 м ПК 89+00 — ПК 91+15 м
Таблица 2
Тип дефекта Общее количество швов, через которые происходит вынос грунта окружающих пород Общее количество швов, фильтрующих воду. Общая длина трещин, не фильтрующих воду, в обделке тоннелей Общая длина трещин в обделке тоннелей, фильтрующих воду Количество пустот в обделки
Количество 351 1137 2,8 52,1 м 1500
единиц Единицы
измерения шт шт м м шт
Рис. 4. Карта обводненных проницаемых зон в обделках тоннелей
Лефектовочный план стен
1 > Ш Ж т т і і ІІІІ ё
Лефектовочный план дниша
ш ш у, т ш ’Ш ч щ
Условные обозначения
МУ/Л Нарушение контактных условий
'Ш& Расслоение I Трешины
Рис. 5. Распределение внутренних дефектов в обделке
обделках тоннелей, построенные по результатам георадиолокационного профилирования по верхнему полуперимет-ру, а также распределение внутренних дефектов в обделке, полученных по данным виброакустических и термомет-ричких исследований, представлены на рис. 4 и 5:
Для удобства, по полученным картам были составлены таблицы, примеры таких таблиц представлены в табл. 1 и 2.
1. Владов М.Л., Старовойтов А.В. Обзор геофизических методов исследований при решении инженерно-геологических и инженерных задач. — М., 1998.
2. Бауков Ю.Н. Применение виброакустиче-ского метода в практике геоконгроля /
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -------------------------
Результаты были положены в основу проектирования ремонтных работ в перегонных тоннелях метрополитена, которые были проведены в 2008 г.
На основании выполненного неразрушающего контроля тоннелей метрополитена была составлена общая дефектовочная карта, которая в дальнейшем была использована при проведении капитального ремонта объекта и при разработке мероприятий по дополнительной гидроизоляции обделок тоннелей.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Горный информационно-аналитический бюллетень, № 6. — М.: Издательство МГГУ, 1999.
3. Вавилов В.П., Климов А.Г. Тепловизоры и их применение. — М.: Интер-универсал, 2002.
1
Семенова А.А., Супилин М.А., Родионова А.Е., Родионова М.Е. — студенты физико-технического факультета, Московский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru
-------------------------------------------------------------- РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ГОРНАЯ КНИГА»
ОСОБЕННОСТИ ОЦЕНКИ ИННОВАЦИОННОГО
ПОТЕНЦИАЛА ПРЕДПРИЯТИЙ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ
(835/08-11 от 25.05.11) 5 с.
Баташова Анна Федоровна, канд. экон. наук, доцент, Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ, RusBatashova@yandex.ru
Кодочигов Вадим Евгеньевич, аспирант, Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ, Vadim-kodochigov@mail.ru
Рассматриваются методы оценки инновационного потенциала предприятия, предложена структура инновационного потенциала угледобыгвающего предприятия.
Ключевые слова: оценка инновационного потенциала, угледобывающее предприятие.
Batashova A.F., Kodochigov У.Е. FEATURES ASSESMENT OF INNOVATIVE POTENTIAL OF ENTERPRISES COAL INDUSTRY
We consider methodsfor evaluating the innovation potential ofthe company, proposed a structure for the innovation potential of the coal company.
Key words: assessment of innovation capacity, coal company.
