Участки мостовых переходов и искусственных сооружений через водотоки

УЧАСТКИ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ И ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ ЧЕРЕЗ ВОДОТОКИ

2.1. При проектировании работ следует учитывать, что по своему строению геологические разрезы, наблюдаемые на участках, довольно однотипны. Сверху залегают рыхлые грунты, представленные валунно-, гравийно-галечными и песчано-глинистыми отложениями, которые подстилаются коренными, обычно скальными и полускальными породами. Разрез характеризуется относителъно большой мощностью рыхлой толщи (до 50 м) и значительным диапазоном ее изменения, высокой степенью влажности (льдистости) грунтов и, как следствие, повышенными скоростями распространения упругих волн.

2.2. Различие разрезов на участках переходов обусловлено в основном мерзлотным фактором. На БАМе встречаются практически все типы разрезов, отмеченные на рис. 4. Разрезы типов I, III, IV наиболее распространены в западной и восточной зонах, где нет сплошного развития вечномерзлых грунтов и мощность их относительно невелика. В центральной части БАМа такие разрезы приурочены к гидрогенным та ликам крупных рек и озер, а также к зонам тектонических нарушений. Разрезы типов II и VII характерны для центральной зоны БАМа, где мерзлота имеет сплошное распространение.

На выделенных разрезах с помощью сейсморазведки можно решать следующие задачи:

определение глубины залегания коренных пород;

расчленение толщи рыхлых пород;

определение глубины залегания кровли толщи мерзлых пород;

оконтуривание таликов (участков мерзлоты);

определение глубины уровня грунтовых вод.

2.3. Сеть профилей на участке наблюдений выбирают в зависимости от поверхностных условий, строения разреза, характера распространения мерзлоты в нем и решаемых задач.

Профили наблюдений располагают по простиранию долины, поперек трассы. При наличии буровых скважин желательно, чтобы профили проходили через них. Если позволяют условия, поперечные профили увязывают между собой продольным профилем, проходящим по трассе или вблизи нее.

Длина профилей определяется глубиной залегания коренных пород и типом разреза. При глубине исследований 10-15м длина профиля составляет 40-70 м и при максимальных глубинах (до 50 м) достигать 200-300 м. При одинаковой глубине исследований наименьшая длина профиля необходима для разрезов типов I и IV, наибольшая для разрезов типов II и VI. Разница в их длине может достигать двух и более раз. Необходимая длина профиля для разрезов остальных типов имеет промежуточное значение.

Шаг расстановки сейсмоприемников по профилю должен составлять 3-10 м. Для определения верхних неглубоких границ разреза вблизи пункта возбуждения колебаний (ПВ) целесообразно отрабатывать расстановки с шагом 1-2 м.

Систему наблюдений на профиле рекомендуется выбирать с таким расчетом, чтобы обеспечить выделение сейсмических границ и определение сейсмических характеристик пород. Достаточные надежность, полнота и точность определений достигаются, как правило, по системе встречных и нагоняющих годографов из 3-6 ПВ.

2.4. В качестве измерительной аппаратуры применяют многоканальные сейсмостанции СС-24П, АСМ-2, \”Поиск-1\”-24 МОВ ОВ, СМП-24, установленные на автомобиле или вездеходе. В случае отсутствия подъездов следует использовать переносную 24-канальную станцию СС-24П, которую можно транспортировать поблочно. Отработку коротких расстановок с малым шагом вблизи ПВ удобно выполнять малоканальными установками ДОСУ-1 и ОСУ-1. При этом предпочтительна фиксация волновой картины на фотопленку.

2.5. Колебания возбуждаются взрывами зарядов массой от 50г до нескольких килограммов. Наибольший эффект достигается при взрывании ВВ в воде и мерзлых грунтах, при этом спектр возбужденных волн обогащен высокочастотными составляющими колебаний. Взрывы на суше осуществляют в ямках глубиной около 0,5 м. При разведке относительно малых (до 20 м) глубин короткими расстановками в благоприятных для передвижения по профилю поверхностных условиях рекомендуется использовать механические источники возбуждения (например, треноги с падающим грузом). Возбуждение волн кувалдой практикуют при отработке коротких расстановок и использовании малоканальных установок.

Колебания принимаются вертикальными сейсмоприемниками, воткнутыми в грунт или установленными на торцах стержней, погруженных на некоторую глубину. Последний способ особенно эффективен при работе на мерях, стержни в этом случае следует погружать до слоя мерзлых пород.

В комплекте оборудования необходимо иметь отдельный удлинитель к сейсмическим косам длиной 50-100 м. Это дает возможность отрабатывать несколько расстановок с одной стоянки сейсмостанций, что особенно эффективно, если аппаратура переносится вручную с разборкой и сборкой ее на новом месте.

2.6. На начальной стадии исследований целесообразно проводить опытные работы в небольшом объеме, во время которых уточняется система наблюдений, подбираются оптимальные фильтрации каналов, их чувствительность, тип источников возбуждения волн и величины зарядов ВВ.

Методика измерений, характер волновой картины и интерпретация материалов имеют свои особенности в зависимости от типа разрезов.

2.7. Тип 1. Мерзлота в разрезе полностью отсутствует. Методика изучения разрезов этого типа подробно описана в литературе [9-11].

На записях колебаний наблюдаются следующие типы волн. Прямая волна tp, распространяющаяся со скоростью 200-500 м/с, прослеживается на ближних каналах до расстояний 5-20 м от ПВ, преломленная волна tM1ррр, имеющая скорость 1400-2000 м/с и связанная с толщей сильно обводнен ных рыхлых пород в первых вступлениях на интервале 10-150 м. Преломленная волна видна и в последующих вступлениях.

Частоты колебаний волн tр и tM1ррp близки между собой и составляют 30-170 Гц. На больших удалениях в первые вступления выходит рефрагированная волна tCK1рpp, соответствующий градиентному слою трещиноватых скальных пород, плавно (граница 2-го рода) сменяемая головной волной от толщи относительно сохранных пород, характеризующейся скоростью 2500-5000 м/с.

Рыхлая толща может расчленяться на слои, дающие свои преломленные волны. В ряде случаев от границы коренных пород регистрируется обменная волна типа PSP. Интерпретация полевых материалов не вызывает особых трудностей и производится с помощью обычных способов.

В зимне-весенний период, когда вблизи поверхности образуется слой сезонномерзлых грунтов, условия исследований усложняются, а возможности сейсморазведки ограничиваются (см. тип VI). Поэтому работы рекомендуется проводить во второй половине летнего сезона, когда слой мерзлых пород отсутствует.