CC BY
575
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2011 Геология Вып. 4 (13)
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ
УДК 624.131
Комплексное применение методов геофизики на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений и коммуникаций
В.М. Шувалов
Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15. E-mail: [email protected]
(Статья поступила в редакцию 17 февраля 2011 г.)
Рассмотрены вопросы комплексного применения геофизических методов на стадиях проектирования, строительства, эксплуатации жилых, промышленных, гидротехнических и различных других инженерных зданий, сооружений и коммуникаций в практике инженерно-геологических и гидрогеологических исследований. Ключевые слова: комплексирование геофизических методов, инженерная геофизика, инженерная геология.
1. Применение геофизических методов в транспортном строительстве
1.1. Изыскания под трассы железных и автомобильных дорог
Геофизические методы применяются при исследованиях и изысканиях под строительство железных и автомобильных дорог. Особенностями данных исследований являются линейный характер; большая протяженность; ограниченная ширина и зона безопасности; многообразие ин-женерно-геолого-гидрогеологических условий; подвижной характер; малый объем бурения и других инженерногеологических методов; усиление роли геофизических методов на начальных стадиях; повышенные требования к портативности и мобильности геофизической аппаратуры и оборудования.
Полевые геофизические работы выполняются в труднодоступных районах с
плохой транспортной сетью при малой информативности о строении разреза, физических параметрах пород и условиях проведения работ. В практике транспортных изысканий важное значение имеют электро-, сейсмо-, магниторазведка и геофизические исследования скважин (ГИС). Глубина исследований обычно не превышает 30 м. Задачи изысканий: оценка глубины залегания скальных пород, картирование мерзлых пород, уровня грунтовых вод (УГВ), оценка прочности пород.
На рис. 1 приведены результаты проведения геофизических работ по трассе железной дороги на участке скальной выемки. Выемка длиной 300 м и глубиной до 11 м прорезает поднятие на склоне скального массива. Применялись методы вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) и метод преломленных волн (МПВ) с ударным возбуждением. По данным МПВ оценены глубина залегания поверхности сохранных скальных пород (хлорит-серицитовых сланцев) и мощность слоя сезонного оттаивания.
© Шувалов В.М., 2011
Изучение зоны обводнения дорожного полотна проводят методами кажущихся сопротивлений (КС) и электрического
профилирования (ЭП). Участки обводнения фиксируются минимумами кривых КС и максимумами кривых ЕП (рис. 2).
Рис. 1. Разрез участка выемки железной дороги: 1 - почвенно-растительный слой, 2 - щебенисто-дресвяный грунт с песчаным наполнителем, 3 - суглинок, 4 - супесь, 5 - сланец хло-рит-серицитовый, 6 - граница между мерзлыми и талыми породами по данным сейсморазведки, 7 - кровля коренных пород по данным сейсморазведки, 8 - границы геоэлектрических разрезов [13]
Рис. 2. Кривые КС и ЕП, полученные при изучении дорожного покрытия [13]
1.2. Применение методов геофизики при обследовании эксплуатируемых дорог
На эксплуатируемых дорогах геофизическими методами изучают земляное полотно, по надежности и устойчивости ко-
торого выделяют ослабленные (по прочности) зоны и дают характеристику слагающих их грунтов. Исследования на эксплуатируемых дорогах осложнены следующими особенностями: необходимо-
стью выполнения работ на крутых откосах насыпей и выемок; высоким уровнем
электрических и механических помех от эксплуатируемом земляном полотне; вы-систем сигнализации и движения транс- сокими требованиями к точности и на-порта; повышенной опасностью работ на дежности данных.
о го го за ио л
[Ц]' шт* БЕЗ* СНЕ]-
Рис. 3. Результаты МПВ вдоль железнодорожной насыпи: 1 - железнодорожное полотно, 2 -песчано-гравийная толща, 3 - суглинистое ядро насыпи, 4 - границы слоев, выделенных по сейсмическим данным, 5 - скорость продольных сейсмических волн [13]
Геофизические методы, применяемые на эксплуатируемых дорогах, должны иметь высокую помехоустойчивость, информативность, точность и надежность. Для этого используют МПВ, электрические методы, радиометрию и ГИС.
На рис. 3 дан пример изучения состояния железнодорожной насыпи. Насыпь длиной 550 м и высотой до 13 м была построена в 1912 - 1913 гг. После выпадения интенсивных дождей произошел сплыв левого откоса на протяжении 26 м, захвативший основную площадку земляного полотна до оси пути. Насыпь была разрушена на глубину до 2 м. С помощью МПВ детально изучено состояние грунтов насыпи и суглинистой ее части, выявлен участок ослабленного грунта.
1.3. Изучение трасс трубопроводов
Геофизические методы, используемые при изысканиях под трассы трубопроводов, аналогичны методам, применяемым при дорожном строительстве. Специально оценивают коррозионные свойства грунтов. По трассе выполняют ЭП, оценивая КС и величину разности потенциалов (Д и) методом ЕП. По значениям рк и А и
вдоль трассы выделяют участки с различной коррозионной активностью.
По данным метода вертикального электрозондирования (ВЭЗ) получают карты кажущихся сопротивлений (КС) или гео-электрические разрезы (рис. 5), отображающие изменение физического состояния трубы по трассе [5].
Величина и характер изменения КС вдоль трассы фиксируют особенности разреза: 1) участки выхода скальных пород; 2) зоны аргиллито-алевролитовых и песчаных толщ; 3) участки льдистости пород и линз льда; 4) локальные зоны разрывных нарушений с выветрелыми и трещиноватыми породами.
С помощью георадаров изучают дно водоемов и обнаруживают трубопроводы (рис. 6) разной сохранности. Положение трубы на разрезе определяют по дифрагированной волне, а глубину залегания трубы - по годографам. На рис. 6 представлен фрагмент георадарного профиля, полученного при поиске трубопровода и его привязки на местности. Глубина залегания трубы составила 1,4 м от поверхности воды [2].
Рис. 4. Результаты ЭП и ЕП при изучении зон вдоль трасс трубопроводов [13]
Рис. 5. Разрез КС (а) и геоэлектрический разрез (б) вдоль одного из участков планируемой
трассы трубопровода [5]
В Пермском крае проведена георадиолокация с целью выявления подземных коммуникаций [2]. Для этого на проектируемой строительной площадке парами пройдены профили (рис. 7) для подтверждения пересечек.
По результатам интерпретации данных георадиолокации выяснено, что исследуемый участок пересекают несколько труб и кабелей, положение которых приведено на разрезах.
165 170 м
------------------------------і*.---------------------
Не
Рис. 6. Фрагмент георадиолокационного профиля над трубопроводом на одном из участков р. Москвы. Стрелкой показана гипербола над трубой; по горизонтали - пикеты, м; по вертикали
- двойное время, нс [2]
Георадиолокационные разрезы по профилям 6, 7, 8, 9 пройденным антенной АБ-400
Пр. 6
газ Положение пересечек профилей.
Рис. 7. Георадиолокационные разрезы по профилям 6 - 9 [13]
Изучение методом ВЭЗ перехода трассы нефтепровода через р. Лену показано на рис. 8. Контакт электродов с водой осуществлялся через скважины, пробуренные со льда. Толщина льда составляла до 1,1 м, снежного покрова - до 0,7 м. У
пикета № 1 выполнено параметрическое ВЭЗ (рис.8, а). Геоэлектрический разрез (рис. 8, в) отображает строение и характер изменения свойств пород, залегающих на глубине от поверхности льда до 60 м [5].
Рис. 8. Пример интерпретации ВЭЗ на участке перехода трубопровода через водную преграду: параметрическое ВЭЗ (а), разрез КС (б) и геоэлектрический (в) разрез [5]
1.4. Изучение трасс линий электропередач (ЛЭП)
При изучении трасс ЛЭП основное внимание обращают на площадки под опоры ЛЭП. Используют ВЭЗ, МПВ и ГИС. Вдоль трассы выполняют ЭП. Основная задача геофизики - получение данных для оценки устойчивости оснований опор. Данные электроразведки используют для оценки КС заземления опор и сопротивления растеканию тока с электрических проводов. КС поверхностного слоя определяют с учетом напряжения проектируемой ЛЭП: чем больше напряжение, тем больше должна быть мощность изучаемой толщи.
2. Применение методов геофизики при проектировании и строительстве промышленных и гражданских сооружений
На стадии строительства и эксплуатации различных сооружений применяют метод ультразвукового каротажа (УЗК) в шпурах и метод сейсмопрофилирования (СП), с помощью которых оценивают мощности зоны съема в строительных котлованах, ослабленные зоны в тоннелях, а также устанавливают мощность и форму свода обрушения (для оценки горного давления и выбора способов укрепления тоннелей). В тоннелях применяют методы электропрофилирования (ЭП), вертикального электрозондирования
(ВЭЗ), радиопросвечивания (РП), термометрии и геофизических исследований скважин (ГИС) в опережающих скважинах. Методы вертикального электрозондирования (ВЭЗ), ультразвукового каротажа (УЗК) используют для контроля качества мелиорации грунтов и цементации.
При изучении технического состояния земляных плотин оценивают положение и форму депрессионной поверхности, выделяют неоднородности в теле плотины и оценивают суффозионную устойчивость. Депрессионные поверхности (контрастные геофизграницы) изучают по данным
ВЭЗ и ВЭЗ-ВП. Карты ЕП отображают карту гидроизогипс. Сейсмо-, электроразведка изучают фильтрацию воды через плотину.
Измеряют ЕП через 1 - 3 месяца и по изменению площадей и амплитуд отрицательных аномалий ЕП судят о динамике суффозионного процесса.
При изучении техсостояния водохранилищ и каналов геофизики оценивают фильтрацию в ложе и бортах сооружений, качество противофильтрационных работ и изучают процессы заиливания акваторий. Применяют комплекс ЕП, термометрии и резистивиметрии.
При обследовании полотна железных дорог оценивают мощность дренирующего слоя грунтов; расчленяют тело насыпи по литологии грунтов; выявляют локальные неоднородности; выясняют просадку подошвы насыпи; изучают режим протаи-вания мерзлых грунтов насыпи. Применяются сейсморазведка и электроразведка.
Коррозия трубопроводов в грунте с низким УЭС и в районах с блуждающими токами изучается ВЭЗ и ЕП. Участки с низкими УЭС при прокладке труб подлежат гидроизоляции. Анодные зоны (ток поступает в грунт) отмечаются на ЕП минимумами, а катодные зоны (поглощение тока из почвы) -максимумами ЕП. Места фильтрации подземных вод фиксируются минимумами ЕП, а инфильтрации - максимумами ЕП. Над восходящим потоком отмечается максимум ДЦ, а над нисходящим - минимум потенциала ДU по ЕП.
2.1. Геофизические исследования при промышленном и гражданском строительстве
Исследования методами геофизики проводят на всех стадиях работ: предпро-ектной документации; проекта; подготовки рабочих документов. На первой стадии применяют аэрокосмические методы, изучая инженерно-геолого-гидрогеологиче-ские условия участка. В сложных условиях используют электро-, сейсмо-, гравиметрию. На второй стадии геофизику про-
водят с проходкой горных выработок. Детальность повышают с увеличением сложности условий и категории сложности: простой, средней и сложной. Имеет значение и класс проектного объекта (I, II, III).
В Пермском крае проведена георадар-ная съёмка для оценки глубины забивки свай, положения и характеристик скрытых и явных дефектов стен, местоположения подземных инженерных коммуникаций.
На рис. 9 показаны три сваи. Верхняя часть сваи 1 выступает над землей на 0,8 м, СВ-2 - на 0,9 м, а СВ-3 - на 1 м. На одних профилях сваи видны хорошо, на других - плохо. Это связано с влажностью грунта. Глубину сваи оценивают по основанию «прогиба» под её нижним концом, который на радарограммах виден на глубине около 11 м, что соответствует глубине забивки свай.
ПР16 Св 1
ї 9 Ц “її й" ¡: іг $
Масштаб 1:200 ПР 17
ПР 19
Св 2
Св 3
'і Я
1 - свая; 2 - зона “звучащей” записи.
Рис. 9. Георадиолокационные разрезы по профилям 16, 17. 19 [13]
Пример определения глубины и положения обводненной ослабленной поверхности аварийного участка фундамента приведен на рис. 10. Съемка показала глубину обводненной ослабленной зоны аварийного фундамента. На месте аварийной трубы видна разуплотненная зона (тёмные пятна), развитая в рыхлых и плотных породах. Аномальное геофизическое поле приурочено к аварийной разуплотненной
зоне и перекрывает участок видимых просадок.
На стадии проекта применяют площадную съемку и используют все виды электроразведки, МПВ, МОВ, микромагнит-ную съемку, ГИС, межскважинное просвечивание. На стадии рабочей документации геофизики изучают коррозию грунтов, агрессивность вод.
Пр. 13
Пр. 15
Рис. 10. Георадиолокационный разрез по профилям 13 и 15 для оценки глубины забивки свай
[13, 14]
2.2. Изыскания под тепловые электро- 2.3. Изыскания под атомные электростанции станции (АЭС)
Проекты тепловых электростанций и изыскания ведут по стадиям: техникоэкономическое обоснование (ТЭО); проект; рабочая документация. На всех стадиях изысканий с помощью геологической съемки, геотехнических изысканий выполняют исследования методами электроразведки, сейсморазведки, магниторазведки, радиокип, геофизических исследований скважин (ГИС). На стадиях технико-экономического обоснования (ТЭО) и проекта решают комплексные задачи по изучению геологического разреза, определению закарстованных и тектонических зон, а также глубины уровня грунтовых вод (УГВ). На стадии проекта изучают физико-механические свойства пород, их деформацию, устойчивость грунтов в основаниях.
Проектирование атомных электростанций (АЭС) проводят по стадиям: технико -экономическое обоснование (ТЭО), проект, рабочая документация. При изысканиях под АЭС используют различные методы геофизики, при этом границ между стадиями нет. На первой стадии выбирают площадки для размещения атомных электростанций (АЭС). Важно выбрать и проследить тектонические нарушения различных порядков. Задачу решают методами электроразведки, сейсморазведки, магниторазведки и геофизических исследований скважин (ГИС). При наличии карста выполняют работу методами электроразведки и каротажа (ГИС) для поиска и оконтуривания зон закарстованности и трещиноватости.
Работы сосредоточивают на выбранной площадке или на двух-трех конкурирующих. Проводят расчленение геологического разреза с выделением самых тонких слоев и прослоев по данным геофизических исследований скважин (ГИС). Изу-
чение геологического разреза ведут методами электроразведки, сейсморазведки, скважинных сейсмо-радиоволновых просвечиваний и гравиметрии. Детально исследуют верхнюю часть разреза. При изучении рыхлых грунтов выделяют участки песков, суглинков и оценивают их деформационные свойства. На основании сейс-моакустических и ультразвуковых исследований, выполненных на образцах (в комплексе с геотехническими), в скважинах и по просвечиваниям оценивают прочность отдельных разностей пород. При расположении атомных электростанций (АЭС) на рыхлых грунтах по данным, полученным методами сейсморазведки оценивают глубину залегания уровня грунтовых вод (УГВ). Методами каротажа (ГИС) и изучают пористость, плотность и влажность пород. При оценке физических свойств сухих рыхлых грунтов по статистическим данным получают прогноз о тех же свойствах этих пород в случае их увлажнения и обводнения (подъема УГВ).
При выборе площадок под атомные электростанции (АЭС) изучают сейсмичность района, сейсмические свойства грунтов и пород, скорости сейсмических волн и коэффициенты их затухания.
Особо строго выбирают участки для строительства хвостохранилищ. Изучают фильтрацию подземных вод, т.к. в хвосто-хранилищах нельзя допускать утечек воды. После выбора места оценивают ложе хвостохранилища и исследуют его фильтрацию.
3. Изучение условий строительства и обводненности горных выработок
3.1. Изыскания при строительстве крупных карьеров
Методы полевой, скважинной и подземной геофизики применяют для изучения инженерно-геологических условий строительства и обводненности горных выработок при эксплуатации месторождений твердых полезных ископаемых и при
проектировании и строительстве транспортных и гидрогеологических тоннелей.
Применение детальных геофизических методов, например сейсморазведки МПВ и электроразведки методами ВЭЗ и ЭП, осложняется искажающим влиянием обрывов, уступов и разновысотных ступеней карьера.
Математическое и физическое моделирование показывает, что влияние обрывов и уступов искажает КС в ВЭЗ и ЭП по отношению к неискаженным значениям КС в 0,33 - 2 раза, и поэтому нужно вводить поправки.
По параметрическим наблюдениям около скважин или при изучении свойств пород после их выемки устанавливают корреляционные связи между наблюденными (или исправленными) значениями КС и крепостью пород, пористостью, влажностью, липкостью.
По картам и графикам КС оценивают инженерно-геолого-гидрогеологические данные. Это важно для оценки горнотехнологического состояния вскрышных пород и полезных ископаемых.
3.2. Изучение инженерно-геологических и гидрогеологических условий месторождений твердых полезных ископаемых
Открытая добыча угля, железных и других руд, стройматериалов является экономичным способом эксплуатации месторождений и проводится в крупных карьерах. Используют технику непрерывного действия (роторные экскаваторы), эффективность ее работы зависит от физико-механических и водных свойств добываемых пород (крепости, пористости, глинистости, влажности) в естественном залегании и при вскрышных работах. С помощью геофизических методов эти свойства изучаются и прогнозируются при проектировании карьеров и разведке месторождений. Изучение изменений свойств в пространстве и во времени при добыче полезных ископаемых требует решения специальных задач.
3.3. Изучение обводненности горных выработок
При изучении обводненности горных выработок при подземной разработке месторождений твердых полезных ископаемых важно выявление обводненных зон для бурения водопонизительных скважин и составления проекта осушительных мероприятий. Обводненные зоны носят локальный характер и приурочены к увеличениям в разрезе толщ песчаных коллекторов или появлению карстовых водонасыщенных полостей и трещиноватых зон.
Изучение обводненности горных выработок проводят с помощью методов ВЭЗ, ВЭЗ-ВП, МПВ, ЭП, ЕП, ПЕЭМ.
Методика полевых работ сводится к площадным съемкам с сетью наблюдений (100 - 500) х (100 - 500) м.
Глубинность разведки должна превышать глубины выработок. При интерпретации материалов применяют способы получения характеристик геофильтрации водоносных горизонтов или толщ, вмещающих полезное ископаемое.
Осушение с помощью откачек из скважин эффективно при проходке в обводненных породах, поэтому выявление на шахтных полях мест с высокими водопри-токами имеет большое значение. Решение ее одним бурением по густой сети скважин (глубиной до 100 м) дорого и неэффективно из-за локальности закарстован-ных и обводненных зон. Помощь в выявлении участков с различными водоприто-ками дают методы ВЭЗ, поставленные по сети 300 х 1000 м. Для изучения обводненности используют ВЭЗ и его параметры р, к, 8, Т соответствующих стратиграфических горизонтов.
Скопления трещинно-карстовых вод выявляют подземным электрозондированием (ПЭЗ) и электропрофилированием (ЭП), просвечиваниями на постоянном токе и с помощью радиоволн. При этом ЭП и просвечивания выявляют проводящие зоны или участки повышенной диэлектрической проницаемости (в методе
радиоволнового просвечивания, РВП), которые могут быть обусловлены наличием обводненных пород около выработки. С помощью трехэлектродных подземных зондирований последовательной и обращенной установками можно оценить наличие обводненных зон впереди выработки.
3.4. Изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий МПИ в криолитозоне
Для детального картирования зон развития мерзлых и талых пород на шахтных и рудничных полях применяют шпуровую терморазведку (ШТР), инфракрасную съемку с помощью тепловизоров, ЭМП: РК, ВЧЭП, ДЭМП (ДИП), ЕП, ЭП, ВП, ПЕМП и др. Изучение объемного строения толщи, расчленение пород на мерзлые и талые, оценка их глубин и мощностей, выявление льдистости и водоносных слоев выполняются методами скважинной терморазведки, ГИС, ВЭЗ, ВЭЗ-ВП, ЗСБ, РЛЗ, МПВ. Геодинамические и гидрохимические свойства межмерзлотных и подмерзлотных вод изучаются теми же полевыми методами на основе параметрических наблюдений в скважинах и применения них методов термометрии, расхо-дометрии, резистивиметрии и боковых зондирований.
Для изучения горных выработок и межскважинных пространств применяют радиоволновые и сейсмоакустические просвечивания, подземные ВЭЗ и ЭП.
Изучение инженерно-геологических свойств, геометрии криоструктур, физико -механических свойств пород проводится сейсморазведкой и сейсмоакустикой, а изучение гидрогеологии - ВЭЗ, ВП, ЕП. Благоприятное время для работ - это летне-осенний период. Большое значение имеют непрерывные режимные наблюдения.
3.5. Изыскания при проектировании и строительстве тоннелей
При строительстве тоннелей в сейсмически опасных районах делают сейсмическое микрорайонирование (СМР). Геофизические исследования при проектировании тоннелей проводят для детального картирования, оценки глубины коренных пород и мощности наносов, выявления нарушений, трещиноватых, закарстован-ных и обводненных зон.
Выполняют детальную геофизику вдоль трассы и по двум профилям, параллельным трассе и отстоящим друг от друга на расстоянии, меньшем глубины тоннеля. Применяют эманационную и гамма-съемки, ЕП, ДИП, радиокип, магниторазведку, ВЭЗ и сплошные электрозондирования (СЭЗ), ГИС сейсморазведку, аэрокосмическую съемку.
Рис. 11. Геофизические данные в районе тоннеля: а - график 2а, б - разрез КС, в - геоэлектри-ческий разрез. 1 -УЭС горных пород, 2 - 4 - граниты слаботрещиноватые, трещиноватые, сильнотрещиноватые, 5 - дайки, 6 - тектонические зоны: 1 - узкие, П - широкие [1, 3, 13]
Объёмы геофизических работ при решении основных задач инженерной геологии
Объемы
Стадии (этапы) проек- тиро- вания Электроразведка Сейсморазведка Магниторазв. гравиразв. Газово- эманапионная съемка Скв. метод.
Профилиро- вание Зондиро- вание Профилиро- вание Зондиро- вание (СЗ) Расст. между профи- лями, м Шаг по профилю, м Расст. между профи- лями, м Шаг по проф. м Кол- во точек на 1 км2
Расст. между профил.. м Шаг по профил., м Кол-во ф.н. на 1 км‘ Расст. между проф., м Шаг по профил., м Кол-во на 1 км'
1. Изучение в плане и разрезе субгоризонтальных геологических границ
Предпро- ектная 500- 750 10-20 10-20 500 -750 10-20 5-10 2-10
Проект. 50 -250 5-10 20-50 50- 250 2-10 10-20 - - - - 10-50
2. Изучение в плане и разрезе негоризонтальных геологических границ
Предпро- ектная 100- 300 10-20 20-50 500 -700 10-20 10-20 50- 100 10-25 25-50 5-10 2-15
Проект. 25-50 5-10 50-100 100- 500 2-10 20-40 20-50 5-10 10-20 5-10 25- 100
3. Обнаружение и изучение в плане и разрезе локальных неоднородностей, связанных с результатами тектонической деятельности, процессами выветривания, карстообразования, мерзлотными явлениями и техногенезом
Предпро- ектная 100 -500 10-20 20-50 100 - 500 10-20 20-50 20- 100 2,5 -5,0 25-50 5-10 2-15
Проект. 25-50 5-10 50-100 20- 50 2-5 100- 500 5-10 1,0- 2:5 10-20 5-10 25- 100
4. Определение состава, строения, состояния и свойств грунтов
Предпро- ектная " " - - " " " " - " 2-15
Проект. - " Сог. с зак. - " Сог. с зак. - " - - 15- 100
5. Изучение геологических и инженерно-геологических процессов
Предпро- ектная 160- 500 10-20 20-50 20- 50 2-5 10-20 20- 100 2,5- 5,0 25-50 5-10 "
Проект. 25-50 5-10 50-100 50- 100 2-5 20-50 2-10 1,0- 2,5 10-20 5-10 2-10
Примечания. 1. При выборе объёмов необходимо учитывать количество профилей и точек наблюдения, выполненных ранее. 2. Густота сети в пределах указанных диапазонов зависит от масштабов съёмки.
На рис.11 приведён пример изучения тоннеля трассы БАМ. Тоннель проходит в сложных геологических и сейсмических (8 баллов) условиях. Окружающие интрузивные и метаморфические породы имеют сильную тектоническую трещиноватость. В зонах разломов и трещин имеются разрушенные породы и подземные воды, удельное электрическое сопротивление блоков пород сильно меняется.
Пересеченный рельеф при больших глубинах (1000 м) не позволяет работать методами МПВ и ВЭЗ. Поэтому при изучении трассы применяли магниторазведку и сплошные электрозондирования (СЭЗ).
В ходе строительства тоннелей собирается геологическая документация при проходке выработки; изучается водо-обильность зон дробления, трещиноватости; оцениваются физико-механические и прочностные свойства пород для расчета горного давления и качества отделки стенок тоннеля; определяются газоносность и термические условия.
Цели подземных геофизических наблюдений: 1) проверка и уточнение геоло-го-геофизического строения по данным
Библиографический список
1. Богословский В.А., Жигалин А.Д., Хмелев-ской В.К. Экологическая геофизика: учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 2000. 256 с.
2. Владов М.Л., Старовойтов А.В., Калашников А.Ю. Георадиолокационные исследования на пресноводных акваториях // Инженерная геология. 2007. 64 с.
3. Богословский В.А., Горбачев Ю.И. Жигалин А.Д. Геофизика: учебник / под ред. В.К. Хмелевского). М.: Изд-во КДУ, 2007. 307 с.
4. Гершанок Л.А. Магниторазведка: учеб. пособие. Пермь, 2009. 421 с.
5. Колесников В.П. Основы интерпретации электрических зондирований. М.: Научный мир, 2007. 247 с.
6. Ляховицкий Ф.М., Хмелевской В.К., Ященко З.Г. Инженерная геофизика. М.: Недра,
1989. 252 с.
7. Маловичко А.К., Костицын В.И. Гравираз-
геофизики и бурения; 2) изучение выработок на расстоянии для определения литологии, обводненности, трещиноватости и оценки горно-технических свойств; 3) проведение опережающих геофизических наблюдений (до сотен метров) перед забоем тоннеля; 4) изучение крепости пород, их устойчивости, разрыхленности при проходке и выявлении свода обрушения для оценки горного давления.
Этих целей достигают, применяя комплекс методов подземной геофизики: электроразведку, сейсморазведку и ультразвуковые зондирования (УЗ), наблюдения сейсмоакустикой; гравиразведку; радиометрию; изучение космического излучения; термометрию и ГИС. Подземная электроразведка является наиболее перспективной. ЭП применяют для выявления крутопадающих контактов, зон тектонических нарушений. ВЭЗ - для опережающего изучения пород в стороне от выработки.
В таблице [13] приведена информация о выполняемых геофизических работах.
ведка. М.: Недра, 1992. 399 с.
8. Матвеев Б.К. Электроразведка. М.: Недра,
1990. 368с.
9. Основы инженерной геофизики: учебник для вузов /под ред. В.А.Богословского. М.: Недра, 1990. 501 с.
10Хмелевской В.К., Никитин А.А. Комплек-сирование геофизических методов. Тверь, 2004. 294 с.
11.Шувалов В.М. Исследование закарстован-ных территорий и подземных полостей методами электроразведки. Пермь, 1983. 92 с.
12. Шувалов В.М. Геофизические методы в инженерной и экологической геологии: учебник. Пермь, 2009. 605 с.
13. Шувалов В.М. Геофизические методы исследований и интерпретация геофизических данных: учеб. пособие. Пермь, 2010. 160 с.
Integrated Application of Geophysics to Stage Design, Construction and Operation of Engineering Structures and Communications Summary
V^. Shuvalov
Perm State National Researching University, 614990, Perm, Bukirev st., 15 E-mail: [email protected]
The problems of integrated application of geophysical methods in the design stages, construction and operation of residential, industrial, hydraulic, and other various engineering buildings, facilities and communications in practice of geotechnical and hydrogeological studies are discussed.
Key words: integrated of geophysical methods, engineering geology, engineering geophis-ics.
Рецензент - доктор физико-математических наук А.С. Долгаль
