Description:

"Геофизические работы экологического направления в условиях городов Environmental geophysics investigations in urban areas Доктор Джон М. Рейнольдс* (John M. Reynolds), управляющий директор и главный геофизик компании Reynolds GeoSciences, представляет некоторые результаты, показывающие, как можно преодолевать трудности, возникающие при высоком уровне помех в городских условиях, и получать полезные данные, пригодные для интерпретации, иногда - вопреки ожиданиям заказчика. Городские условия обстановка наиболее трудна для проведения геофизических работ. Тесное пространство, движение транспорта, высокий уровень помех (электрических и сейсмических), подземные коммуникации - все это усложняет планирование работ и разбивку сети наблюдений. Во многих случаях участок невозможно исследовать из-за отсутствия соответствующих методик, аппаратуры или программного обеспечения для последующей обработки. Напоследок мы поговорим о работах на бывшем оползне на юге Уэльса. На участке площадью 12,6 га развернулись земляные работы. Уже в разгар работ возникло подозрение, что под землей погребены стальные катушки, но их местоположение неизвестно. Без прекращения интенсивных строительных работ на участке проведены детальные геофизические работы, в основном - съемка градиента магнитного поля, по результатам которых катушки были обнаружены и успешно выкопаны. Программы, происшедшие в последние годы, позволяют применять геофизические методы там, где ранее это было невозможно. Сначала мы рассмотрим работы на участке Филд Роуд в г. Рединг, графство Беркшир (Field Road, Reading, Berkshire). Это был крупный, трудный и технически сложный проект. В ходе этого проекта с помощью высокоточной гравиразведки путем тщательного планирования работ, уделяя особое внимание сбору данных, вычислению редукций и моделированию, удалось откартировать целый лабиринт меловых шахт неглубокого заложения. Далее речь пойдет об изысканиях под застройку на северо-западе Лондона, где результаты инженерно-геологических изысканий (бурения) были признаны неудовлетворительными Агентством по окружающей среде (Environment Agency), природоохранным правительственным органом в Англии и Уэльсе. Заказчик и его специалисты по инженерной геологии были скептически настроены относительно возможностей геофизики. Несмотря на технические трудности на частично освоенной стройплощадке со сложным геологическим строением, геофизические исследования позволили наметить места для буровых работ. Польза от такой интеграции стала очевидной. Познакомившись с результатами, заказчик и его специалисты стали ярыми сторонниками геофизики. Третий пример сильно отличается от предыдущих. Хотя участок расположен в городе, он находится на открытой местности. В ходе работ применен хорошо известный испытанный метод с применением электроразведочной аппаратуры Geonics EM31 (детали методики описаны автором). Этот пример показывает, что даже простые, хорошо известные методы, примененные в простых вариантах, могут дать очень ясные и наглядные результаты. Советники по инженерной геофизике" независимых от подрядчика специалистов очень высокой квалификации. Привлечение таких специалистов предлагается в недавних рекомендациях по применению геофизики в инженерно-геологических (и геоэкологических) изысканиях. Пример 1: участок Филд Роуд, г. Рединг, графство Беркшир, Великобритания. 4 января 2000 года в районе Филд Роуд образовался провал грунта объемом 200 м3. Провал предположительно связали с обрушением старых горных выработок в меловых шахтах. После эвакуации населения исследования были продолжены. Проведение этих экстренных изысканий городским советом Рединга поручили компании Peter Brett Associates; компания Reynolds GeoSciences (RGSL) стала консультантом по геофизике. RGSL должна была планировать детальные геофизические работы, контролировать их проведение и интерпретировать полученные данные. Работы проведены в два этапа. На каждом этапе проводились высокоточные гравиметрические работы на отдельных участках в районе Филд Роуд и на примыкающих участках общественных земель (автостоянках), а также во дворах пострадавших и близлежащих зданий. Верхняя часть разреза участка представлена Редингской формацией (глины и пески мощностью до 3,4 м), перекрывающей отложения верхнего мела, кровля которых залегает на глубине около 6 м. В отдельных местах обнаружены алевритистые глины и пески с гравием кремня, мела и кирпича, а также карманы, выполненные песчанистыми глинами и песками от грубодо среднезернистых с линзами серых глин. Повидимому рядом находился рекультивированный карьер, заполненный разнородным материалом (песок, глина, зола, керамика, в том числе трубы, кирпич, черепица, обломки дерева и т. п.). Северной части дороги. В ходе этих работ путем интерпретации данных высокоточной гравиразведки были обнаружены зоны ослабленного грунта. Исследование участка включало опробование грунтов несколько пустот на прочность по частой сети (обычно с шагом 1,5-2 м) и высокоточную гравиметрию. Последняя применялась для предварительного обследования перед бурением как средство выделения зон измененного грунта, грозивших обрушением при проведении буровых работ. Жители центральной части района Филд Роуд, где произошло само обрушение, были эвакуированы из-за риска повторных обрушений. В этой зоне бурение и высокоточная гравиразведка проводились практически одновременно. В других частях района Филд Роуд сначала проводились гравиметрические работы, а уже затем бурение. Это делалось еще и потому, что для укрепления грунтов найденные полости заливались цементом, и нужно было обеспечить проход тяжелой техники и подвоз материалов к местам таких работ. Тем не менее, было не ясно, не проходит ли сама подъездная дорога по ослабленным грунтам и пустотам. Изменения силы тяжести в районе Филд Роуд связаны с подземными полостями, пустыми или заполненными материалом (например, глинами или песками редингской формации), плотность которого меньше, чем у подстилающих мелов с плотностью 1800 кг/м3. Возможность наличия значительных аномалий силы тяжести связана с относительно малой (6-10 м) глубиной до верхней части выработок, размеры которых составляют 4-5 м в высоту и 3-4 м в ширину. Для измерений использован гравиметр Scintrex CG 3M Autograv (рис. 1). Работы проведены по сети 2 х 2 м, с некоторыми отклонениями, связанными с возможностью пройти к точке наблюдения. Обработка данных состояла в расчете аномалий силы тяжести в редукции Буге. Перепады высот рельефа в районе Филд Роуд в общем невелики (менее 1 м), поэтому поправки за рельеф в собственном смысле слова не вводились. Пришлось однако рассчитать эффекты зданий, расположенных рядом с участком. Рис. 1. Работа с высокоточным гравиметром в районе Филд Роуд, г. Рединг. На заднем плане - зона обрушения. Рис. 2. Поправки в значения поля силы тяжести в редукции Буге для учета эффектов зданий и изгородей. (a) Исходные значения силы тяжести в редукции Буге; (б) расчетный эффект двух стен на концах профиля; (в) в остаточной аномалии после ввода поправок на первых 2 м профиля видно наличие засыпанной полости. Рис. 3. На карте аномалий Буге, исправленных за эффекты зданий и низких стен, видны минимумы, связанные с засыпанным карьером и старыми меловыми шахтами; большинство из них подтверждены бурением. Искусственная на" Ключевые слова: трудный, инженерный геофизика, стена, глина, значительный, зола, компонент, среда, сеть, известный, плотность, буг, шахта, результат интерпретация, высокоточный, неизвестный, карта, место, шаг, аппаратура, проводимость, металл, ход, синфазный, детальный геофизический, территория, филд, магнитный поле, электроразведка, способ, мкгал, окружающий, бурение, применение, песок, сочетание, гравиразведка, глубина, сильный, старый фундамент, оборудование, геофизик, магниторазведка, поле, моделирование, инженерный, положение, участок, строительный, агентство окружающий, небольшой, проект, поправка, точка, магнитный, метод, подземный, фундамент, сентябрь, эффект, кажущийся, засыпанный, специальный, грунт, экологический инженерный, загрязнение, агентство, труба, обрушение, связанный, компания, мкгалы, расстояние, аномалия сила, объект, экологический, показанный, филд роуд, кирпич, окружающий среда, возможный, путь, редукция, пример, уэльс, методика, часть, городской, поле сила, гравий, шлак, северо-западный, погреб, удалось, специалист, геофизический, строительство, сила тяжесть, съёмка, зона, модель, сила, меловой шахта, район филд, тяжесть, полость, бочка, палеорусло, мочь, риск, редукция буг, интерпретация, рединг, верхний, материал, район, мкгала, изыскание, выпуск, сентябрь экологический, шурф, профиль, инженерный геофизик, заказчик, исследование, шурфовка, проведение, проведенный, датчик, обломок, представленный, наличие, карьер, бывший, отдельный, результат электроразведка, аномалия, польза, прямой, результат, специальный выпуск, жилищный строительство, условие, ход геофизический, высокоточный гравиразведка, соответствие, геофизика, последующий, здание, подбор, роуд, значение, последний