Применение электротомографии при инженерных изысканиях в р-не г. Сочи Опыт внедрения методики и совместных работ кафедры геофизики геологического факультета МГУ и ООО «Сочитранстоннельпроект ТО-44»

ИЛЛЮСТРАЦИИ К УСЛОВИЯМ ИЗЫСКАНИЙ Ограничения, связанные с применением стандартных методик ВЭЗ и ЭП при инженерных изысканиях общеизвестны. Нет необходимости останавливаться на них подробно. Проблемы применения электроразведки, связанные с конкретными ситуациями будут понятны из иллюстрации условий, в которых производятся изыскания под объекты транспортного строительства в г.Сочи.

Рельеф и условия производства работ на участках проектирования укрепительных сооружений автомобильных дорог Типичный облик склонов на участке изысканий Условия: среднегорный рельеф, частичная застройка, техногенная переработка склонов, залесенность.

Обычная ситуация для изысканий, выполняемых, как правило, на фоне строительства временных дорог Постоянная работа техники; Общий вид площадки; Деформации вспомогательной площадки при подготовке свайного ростверка (справа)

Общий вид склонов на участке изысканий под разработку проекта автомобильной дороги в Красной Поляне (по программе Олимпийских объектов)

Основные задачи при решении которых применялась электротомография Изучение структуры оползневых склонов с целью оценки их устойчивости, включая: Изучение структуры оползневых склонов с целью оценки их устойчивости, включая: Определение мощности слоя смещённых грунтов; Определение мощности слоя смещённых грунтов; Определение глубины залегания и формы поверхности смещения; Определение глубины залегания и формы поверхности смещения; Определение зоны отрыва в головной части; Определение зоны отрыва в головной части; Картирование кровли коренных пород под оползневыми грунтами; Картирование кровли коренных пород под оползневыми грунтами; Выявления очагов обводнения. Выявления очагов обводнения. Изучение строения коренных склонов для оценки инженерно- геологических условий: Изучение строения коренных склонов для оценки инженерно- геологических условий: Определение преобладающего направления падения и мощности слоев; Выявление смещенных блоков и пакетов коренных пород на склоне; Выявление участков обводнения в условиях развития вод трещинного типа спорадического распространения; Выявление и оценка мощности зоны выветривания, поиск элювиальных карманов (включая линейные зоны, развивающиеся по тектоническим нарушениям). Картирование субвертикальных зон и границ связанных: Картирование субвертикальных зон и границ связанных: С тектоническими нарушениями; С тектоническими нарушениями; Со сменой литологического типа разреза. Со сменой литологического типа разреза.

Инженерно-геологические условия Преобладающей горной породой в районе работ являются аргиллиты сочинской свиты олигоцена, также широко распространен слоистый тип разреза, представленный чередованием аргиллитов и песчаников. Преобладают аргиллиты («сланцевые глины») – хрупко-пластичные породы, которые при тектонических дислокациях подвержены значительному дроблению и подвижкам блоков по напластованию. Блоковый тип разреза характерен не только для зон тектонических нарушений, но и для всего поля развития олигоценовых пород. Как результат - в районе широко развиты структурные оползни блокового типа, часто представленные в разной степени выветрелыми и, часто, крупными блоками коренных пород, смещение которых представляет серьёзную опасность для строительства.

Характерные оползневые деформациии склонов в Сочи

Геоэлектрическая характеристика типичного разреза Характерные гистограммы распределения значений УЭС (Ом*м), построенные по результатам электро- томографии для типичных разрезов с преобладанием аргиллитов и подчинённым распространением песчаников

Распределение УЭС в разрезе Структура коренного массива аргиллитов, отражающая вертикально-слоистую неоднородность, установленную по распределению УЭС в массиве; Построение выполнено с учетом анализа гистограмм распределения УЭС (при наличии узкого максимума в диапазоне (15-19 Ом*м); Верхняя часть разреза, представленная суглинками залегающими на эллювиальных грунтах, имеет характерный для электротомографии, сложный вид.

Примеры решения задач Картирование структуры оползневого массива в крутом борту склона р. Цанык. Объект: Проектирование а/д «Дублер курортного проспекта» Картирование структуры оползневого массива в крутом борту склона р. Цанык. Объект: Проектирование а/д «Дублер курортного проспекта» Профиль поперек долины реки, с прокладкой линии через русло. Профиль поперек долины реки, с прокладкой линии через русло. Полевые работы выполнены комплектом аппаратуры ООО «Северо-Запад» «МЭРИ» - «АСТРА» с коммутатором COMх64 Полевые работы выполнены комплектом аппаратуры ООО «Северо-Запад» «МЭРИ» - «АСТРА» с коммутатором COMх64

Определение условий залегания коренных пород Профиль на склоне крутизной до градусов, отработан с целью оценки условий залегания коренных пород на участке, выше проектируемой подпорной стены. Профиль на склоне крутизной до градусов, отработан с целью оценки условий залегания коренных пород на участке, выше проектируемой подпорной стены. Комплект аппаратуры «МЭРИ» - «АСТРА» с коммутатором COMх64. Комплект аппаратуры «МЭРИ» - «АСТРА» с коммутатором COMх64.

Оценка инженерно-геологических условий проектируемых порталов транспортных тоннелей Выявлена тектоническая граница, отвечающая смене литологического типа разреза на контакте пород Хостинской и Сочинской свиты. По системе ортогональных профилей выполнено уточнение элементов залегания аргиллитов и песчаников. линия пересечения профилей

Изыскания под проект строительства автомобильной дороги в п.Красная Поляна. В средней части разреза выявлен очаг накопления глыбового коллювия над зоной аномалии, приуроченной к тектоническому нарушению. Хорошо видна зона проработки в коренных грунтах, связанная с глубинным геологическим объектом (в связи с большой глубиной бурением не заверялась). Комплект аппаратуры «МЭРИ- Астра» с коммутатором COMх64 (ООО «Северо-Запад»). Обработка ipi2xWIN (А.А.Бобачёв) Res2dinv (Geotomo, Малайзия)

Результаты работ со станцией Syscal-Pro Результаты изучения разреза по трассе тоннеля по одному из дублеров Курортного пр-та г. Сочи. Результаты изучения разреза по трассе тоннеля по одному из дублеров Курортного пр-та г. Сочи. Работы проведены со станцией Syscal-Pro. Работы проведены со станцией Syscal-Pro. Длина каждого профиля 355 м. Шаг между точками зондирований 5 метров. Длина каждого профиля 355 м. Шаг между точками зондирований 5 метров. На каждом профиле было сделано 3200 измерений с комбинированной трех электродной установкой. На каждом профиле было сделано 3200 измерений с комбинированной трех электродной установкой. На рисунках показаны результаты обработки в ipi2win и результаты 2D инверсии по трем продольным профилям, проходящим по осям тоннелей. На рисунках показаны результаты обработки в ipi2win и результаты 2D инверсии по трем продольным профилям, проходящим по осям тоннелей. Расстояние между профилями 25 м. Расстояние между профилями 25 м. Поперечный профиль проходит в районе портала тоннеля. Поперечный профиль проходит в районе портала тоннеля. Изолинии идут в геометрической прогрессии с коэффициентом Изолинии идут в геометрической прогрессии с коэффициентом 1.19.

Картирование структурного оползня По результатам структурных построений задан уточняющий (секущий) профиль по которому установлена предполагаемая поверхность смещения «пласт по пласту», в последствии заверенная бурением.

Влияние помех Определённые проблемы применения электротомографии возникают в связи с «объемным» характером поля, что приводит к боковому эффекту и создает трудности применения метода вблизи коммуникаций, особенно при движении вдоль источника помех. Определённые проблемы применения электротомографии возникают в связи с «объемным» характером поля, что приводит к боковому эффекту и создает трудности применения метода вблизи коммуникаций, особенно при движении вдоль источника помех. Внизу: влияние свайного поля ростверка при обследовании с целью выявления причин деформаций подпорной стены Внизу: влияние свайного поля ростверка при обследовании с целью выявления причин деформаций подпорной стены

Эффект от действующей линии ЛЭП (профиль под опорой)

Геоэлектрические разрезы на участках, насыщенных коммуникациями

Электротомография некоторые итоги внедрения Преимущества: Преимущества: Возможность изучения сложно построенных разрезов; Возможность изучения сложно построенных разрезов; Высокая производительность и технологичность; Высокая производительность и технологичность; Возможность прямой интерпретации результатов 2D инверсии; Возможность прямой интерпретации результатов 2D инверсии; Возможность получения интерпретируемых материалов при работе в условиях пересеченного горного рельефа; Возможность получения интерпретируемых материалов при работе в условиях пересеченного горного рельефа; Простота создания протоколов и возможность работы с разными типами установок. Простота создания протоколов и возможность работы с разными типами установок. Ограничения: Ограничения: сложность применения вблизи коммуникаций (возможно использование для обнаружения коммуникаций); Сложность точного определения положения горизонтальных границ и мощности слоев (возможна интерпретация обычных кривых ВЭЗ, получаемых из исходных данных); Ограничение максимальной глубины средней частью профиля (устраняется при организации выносов или при работе с перекрытием расстановок).

Первый профиль электротомографии с аппаратурой «МЭРИ-Астра» и коммутатором COMх64 был отработан под методическим руководством А.А.Бобачева (МГУ) в сентябре 2008 года; Первый профиль электротомографии с аппаратурой «МЭРИ-Астра» и коммутатором COMх64 был отработан под методическим руководством А.А.Бобачева (МГУ) в сентябре 2008 года; К апрелю 2009 года собственными силами СТТП ТО-44 выполнены изыскания с применением электротомографии, более чем на 20-ти объектах. К апрелю 2009 года собственными силами СТТП ТО-44 выполнены изыскания с применением электротомографии, более чем на 20-ти объектах. Технология успешно работает. Использование материалов 2D инверсии геологами вошло в норму практики инженерных изысканий. Технология успешно работает. Использование материалов 2D инверсии геологами вошло в норму практики инженерных изысканий.

Применение электротомографии при инженерных изысканиях в р-не г. Сочи Бобачев А.А., МГУ, Геологический факультет, кафедра геофизики Бобачев А.А., МГУ, Геологический факультет, кафедра геофизики Власов В.В., ООО «Сочитранстоннельпроект ТО-44» Власов В.В., ООО «Сочитранстоннельпроект ТО-44» Литература. Литература. Бобачев А. А., Горбунов А.А., Модин И.Н., Шевнин В.А.. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации. Приборы и системы разведочной геофизики. 2006, N02, Бобачев А. А., Горбунов А.А., Модин И.Н., Шевнин В.А.. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации. Приборы и системы разведочной геофизики. 2006, N02, Бобачев А.А., Модин И.Н. Электротомография со стандартными электроразведочными комплексами. Разведка и охрана недр. 2008, N1, Бобачев А.А., Модин И.Н. Электротомография со стандартными электроразведочными комплексами. Разведка и охрана недр. 2008, N1,