О возможности применения методов геофизической разведки проектировании и

О возможности применения методов геофизической разведки проектировании и строительстве скоростных автомобильных дорог Авторы: О. Л. Кузнецов, доктор технических наук, профессор, президент РАЕН, председатель общественного экологического Комитета при Госкомпании «Автодор» , А. С. Белозёров, заместитель председателя общественного экологического Комитета при Госкомпании «Автодор» по организационной работе

Принцип

Применяемое геофизическое оборудование u Универсальный двухканальный георадар подповерхностного зондирования ЗОНД-12 е u Георадар ОКО-2

Плюсы георадиолокации u метод неразрушающего контроля u наиболее четко отображает расположение подземных коммуникаций u может применяться в условиях тесной городской застройки и при интенсивном движении транспорта u работает при наличии интенсивных электромагнитных помех u обнаруживает металлические трубы и кабели, пластиковые трубы, железобетонные коллекторы u определяет места утечек из трубопроводов

Реализация

Применяемое геофизическое оборудование u Многофункциональный электроразведочный комплекс Астра-100, МЭРИ-24, Comm. DD 2 -64 для проведения исследований методами: - высокоразрешающей электротомографии, - электропрофилирования, - вертикального электрического зондирования

Применяемое геофизическое оборудование u Многоканальная специализированная электротомографическая станция Омега-48

Плюсы электротомографии u определяет геологическое строение территории на глубину до 50 м u позволяет обнаруживать: – металлические (неизолированные) трубы – пластиковые, железобетонные трубы (большого диаметра) – коллекторы, футляры (пластиковые, бетонные) – водоводы, канализация (хоз, ливн, дрен) – места утечек из трубопроводов – подземные ходы, тоннели – археологические объекты, остатки сооружений – места захоронения промышленных отходов – закопанные траншеи подземных коммуникаций

Сравнение геофизических методов Характеристика ЭТ ГРЛ Трассоискатель электропроводящие Да Да Да непроводящие Да Да Только известные 15 м 4 м 10 м 50% от глубины аномалии 20% от глубины аномалии 10 -15% 0. 5 м зависит от точности привязки 2 см 90% 40 -50% 95% При площадной съемке Однозначно определяется Отсутствует Высокая Возможность «подсвечивания» искомого объекта Да Нет Да Возможность бесконтактных исследований Нет Есть Высокое Среднее Отсутствие полевые работы 2 часа 15 минут камеральные работы 3 часа 5 часов 1 час 4 -5 человек 2 человека 1 человек Высокое Среднее Низкое Высокая (1) Высокая (0. 7) Средняя (0. 4) Обнаруживаемые объекты Глубинность (максимальная) Разрешающая способность вертикальная горизонтальная Надежность выделения аномалии Направление подземных коммуникации Предсказуемость аномалий Влияние вмещающей среды Временные затраты (на 100 пог. м) Количество человек для работы с 1 комплектом аппаратуры Требование к квалификации сотрудников Стоимость комплекта аппаратуры

Географическое расположение участка исследований

Объем полевых работ План: 24 000 м Фактически: 35 323 м (83 профиля)

Выявленные трассы подземных коммуникаций Результаты комплексной интерпретации Линейные объекты

Таблица 1. Ведомость обнаруженных коммуникаций в системе UTM-37 № аномального Координаты объекта начала изгибов конца Глубина, м 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 X 448807 448805 448865 448959 449100 449304 449388 449307 449411 449485 449542 449630 449668 449692 449868 449890 449800 449837 449946 449857 449948 450125 450144 450171 448687 448692 448814 448948 448988 448889 449112 Y 6177022 6177031 6176991 6176918 6177340 6177063 6177217 6177404 6177573 6177544 6177660 6177644 6177680 6177694 6177668 6177704 6177751 6177618 6177639 6177593 6177500 6177718 6177715 6177663 6177028 6177029 6177016 6176866 6176839 6177125 6176973 32 33 34 449109 449734 449781 6176958 6177079 6176988 35 36 37 38 39 40 41 42 449892 449906 449993 449924 449906 449912 449953 6177171 6177286 6177439 6177240 6177257 6177520 6177444 6177463 X Y 449576 449862 449852 449666 6177278 6177791 6177830 6177336 449814 449850 6177170 6177239 449877 449932 449939 6177610 6177244 6177636 449959 6177672 Вероятность % 1. 5 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7 0. 6 2. 6 0. 7 3 2 0. 7 80 -100 60 -80 60 -80 60 -80 40 -60 60 -80 60 -80 95 95 X 448805 448858 448923 449014 449542 449403 449571 449715 449781 449792 449894 449874 449871 449855 449896 450114 450023 450202 450111 450114 450204 450389 448747 448880 449369 448969 449045 449189 449835 Y 6176972 6176952 6176897 6176847 6176832 6177340 6177284 6176996 6176993 6177095 6177111 6177267 6177317 6177393 6177397 6177382 6177430 6177662 6177556 6177470 6177430 6177513 6177866 6177811 6177069 6177122 6177390 6176894 6176903 6177030 6177836 449756 449818 449873 6177528 6177145 6177611 95 449888 449881 449870 449934 450019 449909 449926 450023 6177296 6177618 6177835 6177336 6177989 6177632 6177732 6177870 95 95 95

Объем полевых работ План: Выполнено: 19 профилей 25 профилей 2 500 м 2 793 м

Выявленные линии коммуникаций

Таблица 2. Ведомость обнаруженных коммуникаций в системе МСК-50 зона 2 Координаты точки на поверхности № Глубина h, м точки x, м y, м z, м 1 2232444. 049 466977. 990 142. 41 1, 0 ± 0, 2 2 2232440. 947 466929. 243 142. 70 1, 0 ± 0, 2 3 2232441. 597 466865. 863 143. 29 1, 0 ± 0, 2 4 2232438. 572 466819. 478 143. 31 1, 0 ± 0, 2 5 2232434. 685 466779. 465 143. 45 1, 0 ± 0, 2 6 2232476. 625 467105. 478 143. 57 0, 7 ± 0, 2 7 2232475. 868 467060. 735 142. 77 0, 7 ± 0, 2 8 2231545. 839 466337. 154 139. 021 0. 8 ± 0, 2 9 2231397. 407 466217. 977 139. 106 0. 8 ± 0, 2 Описание Предположительно линия связи Линия электропередачи Газовая магистраль СД 200

17

Геофизическое электроразведочное зондирование Метод электротомографии на участке территории 1. 5 х1. 0 км. В центре участка источник № 1. На востоке участок ограничен профилем 1 - вдоль берега озера. На западе был отработан профиль 5, который проходит примерно по оси трассы. Всего отработано 7 профилей вертикальных электрических зондирований общей длиной 4600 м Длина профиля 1 составляла 670 м, профиля 2 – 595 м, профиля 3 – 235 м, профиля 4 – 715 м, 5 и 6 профили имели длину по 835 м; длина профиля 7 составляла – 715 м. Глубина исследования составляла более 70 м. Измерения выполнялись с трехэлектродной комбинированной установкой Шлюмберже. Общее число точек зондирования составляет 1800.

Пример представления результатов электротомографических исследований по профилю 5

Действующие документы по инженерным изысканиям для строительства ПНСТ 55 -2015 Коммуникации подземные. Определение местоположения и глубины залегания неразрушающими методами Своды правил: СП 11 -105 -97 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Ч. I-VI СП 11 -102 -97 Инженерно-экологические изыскания для строительства СП 47. 13330. 2012 Инженерные изыскания для строительства СП 21. 13330. 2012 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах СП 22. 13330. 2011 Основания зданий и сооружений СП 45. 13330. 2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты СП 11. 109. 98 Изыскания грунтовых строительных материалов (если нужны стройматериалы) Территориальные строительные нормы: ТСН-2001. 3 -51 Прочие строительные работы РСН 31 -83 Нормы производства инженерно-геологических изысканий для строительства на вечномерзлых грунтах. РСН 51 -84 Инженерные изыскания для строительства. Производство лабораторных исследований физико-механических свойств грунтов РСН 55 -85 Инженерные изыскания для строительства. Инженерно-геологические изыскания на просадочных грунтах. РСН 64 -87 Инженерные изыскания для строительства. Электроразведка РСН 60 -86 Инженерные изыскания для строительства. Сейсмическое микрорайонирование. Нормы производства работ РСН 65 -87 Инженерные изыскания для строительства. Сейсмическое микрорайонирование. Технические требования к производству работ РСН 66 -87 Инженерные изыскания для строительства. Сейсморазведка РСН 72 -88 Инженерные изыскания для строительства. Технические требования к производству съемок подземных (надземных) коммуникаций. РСН 73 -88 Инженерные изыскания для строительства. Технические требования к производству геодезических работ по перенесению в натуру и привязке точек наблюдения при инженерно-гидрометеорологических изысканиях РСН 75 -90 Инженерные изыскания для строительства. Технические требования к производству геофизических работ. Каротажные методы МГСН 5. 02 -99 Проектирование городских мостовых сооружений

Ведомственные строительные нормы: ВСН 5 -81 Инструкция по разбивочным работам при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог и искусственных сооружений ВСН 29 -76 Качество дорожных одежд и земляного полотна ВСН 156 -88 Инженерно-геологические изыскания железнодорожных, автодорожных и городских мостовых переходов ВСН 160 -69 Инструкция по геодезическим и маркшейдерским работам при строительстве транспортных тоннелей ВСН 190 -78 Инструкция по инженерно-геологическим изысканиям для проектирования и строительства метрополитенов, горных железнодорожных и автодорожных тоннелей ВСН 208 -89 Инженерно-геодезические изыскания железных и автомобильных дорог Методические рекомендации: Методические рекомендации по применению георадаров при обследовании дорожных конструкций Инструкция по инженерно-геологическим и геоэкологическим изысканиям в г. Москве от 2004 г. МИ СМК 71. 12 Инструкция по проведению работ в области геологии с применением георадара Методические рекомендации по геофизическому обследованию насыпей железных дорог Методические указания по применению геофизических методов для исследования закарстованных участков Рекомендации по геофизическому исследованию закарстованности территорий, предназначенных для строительства Рекомендации по количественной оценке устойчивости оползневых склонов 1984 Рекомендации по применению аэрометодов при изысканиях автомобильных дорог 1983 Методические рекомендации по определению состава, состояния и свойств грунтов сейсмоакустическими методами Методические рекомендации по инженерно-геологическому обследованию болот методами сейсморазведки Методические рекомендации по учету сейсмических условий при проектировании горных транспортных тоннелей МДС 22 -1. 2004 Методические рекомендации по сейсмическому микрорайонированию участков строительства транспортных сооружений Методические рекомендации по определению стоимости инженерных изысканий для строительства: Справочник базовых цен на инженерно-геологические и инженерно-экологические изыскания для строительства 1999 Справочник укрупненных базовых цен на инженерно-геодезические изыскания для строительства 1997 Сборник цен на изыскательские работы для капитального строительства 1982

Выводы 1. В Российской Федерации необходима разработка отраслевой научно-технической программы по развитию и внедрению геофизических технологий в создание автомобильных дорог, которая включала бы следующие позиции: - совершенствование аппаратной базы и программного обеспечения; - расширение возможностей и областей применения геофизического оборудования; - разработка новых методик исследований дорожных сооружений в процессе их эксплуатации и ремонта; - разработка норм времени и расценок на выполнение различных видов геофизических исследований и изысканий. 2. В Государственной компании «Автодор» необходимо создать рабочую группу для разработки предложений по внедрению геофизических технологий в практику работы Госкомпании (под руководством О. Л. Кузнецова). 3. Предложения рабочей группы рассмотреть на заседании Научно-технического совета Госкомпании «Автодор» . Материалы данного заседания направить в Министерство транспорта Российской Федерации.

Библиография 1. Итоговый отчет РАЕН по теме «Строительство с последующей эксплуатацией на платной основе «Новый выход на МКАД с федеральной автомобильной дороги М-7 «Волга» на участке МКАД - км 60 (обходы городов Балашиха, Ногинск), Московская область» , I этап строительства. Подготовка территории строительства» . Раздел 10. Иная документация. Часть 7 «Оценка наличия в зоне строительства автомобильной дороги подземных коммуникаций» . 2. Заключение общественной экологической экспертизы проекта «Оценка воздействия скоростной автомобильной дороги Москва – Санкт-Петербург (М-11, 6 этап) на территорию расположения памятника природы «Родники Мшенцы» . 3. Модин И. Н. , Макаров Д. В. , Пелевин А. А. , Скобелев А. Д. , Ефремов К. Д. «Применение электрической томографии для поиска погребенных карстовых зон при проектировании линейных сооружений» . 4. Кулижников А. М. «Сравнение российских и финских документов по контролю качества выполнения дорожно-строительных работ георадиолокационными методами» . 5. Лаломов Д. А. , Глазунов В. В. «Обследование состояния автомобильных дорог на основе комплексного применения георадиолокации и бесконтактной электротомографии» .

Спасибо за внимание!