ООО "ГЕОДИАГНОСТИКА"
[ Главная ] [ Вверх ] [ О себе ] [ Геофизика ] [ Бурение ] [ Предложения ]  

        English

          ООО

"Геодиагностика"

ТЕХНОЛОГИИ

контроля

сплошности:

ледогрунтовых

ограждений

грунтоцементных

массивов и свай

бетонных

стен в грунте

шпунтовых

ограждений и

свай оболочек

буронабивных

свай

обделок

тоннелей

бетонных

конструкций

ОБЪЕКТЫ:

Размыв

пл. Мужества

Вторая сцена

Мариинского

театра

Западный скоростной диаметр

Кольцевая

автодорога

Рудник Мир

Резервный

коллектор

пл. Мужества

Автодорога М11

НОВОЕ:

Гироскопический

инклинометр

АППАРАТУРНЫЙ КОМПЛЕКС ИМПУЛЬСНОГО АКУСТИЧЕСКОГО

                ПРОСВЕЧИВАНИЯ И ЗОНДИРОВАНИЯ АПЗ-1

а                                                     б                                                   в

Рис.1.  Аппаратурный комплекс импульсного акустического просвечивания и зондирования АПЗ-1 при контроле сплошности

а - ледогрунтовых ограждений; б - буронабивных свай; в - укрепительной цеентации и тампонажа за обделкой тоннелей

Аппаратурный комплекс АПЗ-1 (разработчик ООО “Геодиагностика”, Россия, 2006 г.) предназначен для измерения времени распространения, амплитуды и частоты импульса упругих волн между излучателем (точкой возбуждения) и приемником (точкой приема)  с целью определения состояния среды (наличия дефектов, модуля упругости и деформации, пористости, прочности и др.).  

       Историческая справка

    Аппаратурный комплекс АПЗ-1 является современной компьютеризированной модификацией аппаратур межскважинного мпульсного акустического просвечивания МАП и АПИ Всесоюзного НИИ методики и техники разведки (ВИТР)..  Аппаратура МАП разработана в СССР для поиска и прослеживания кварцевых жил в межвыработочном пространстве.  В 70-е годы XX  столетия аппаратура,МАП применялась при выполнении научно-исследовательских работ по разработка методики разведки коренных месторождений золота с использованием скважинных геофизических методов на различных месторождениях СССР. Технология поиска рудных тел в межскважинном пространстве методом акустического просвечивания апробирована в период 1970 – 1990 г.г. на десятках месторождений СССР (Кочбулак (Узбекистан), Узудмурт (Казахстан), Карамкен (Россия) и др.). Использование метода МАП позволяет повысить качество и точность подсчета запасов месторождений полезных ископаемых, снизить затраты на разведку за счет сокращения числа разведочных  скважин и горных выработок.

       В строительстве метод межскважинного акустического просвечивания нашел "нишу" в области контроля сплошности ледогрунтовых, грунтоцементных и бетонных ограждений и противофильтрационных завес, так как стоимость ликвидации аварии вызванной прорывом водогрунтовых масс оказывалась несоизмеримо выше контроля сплошности ограждения методом МАП.

            Внедрение метода межскважинного акустического просвечивания (МАП) в строительство шахтных стволов и наклонных ходов г.Ленинграда началось в 1974г. В мае 1974г. Управление Ленметростроя обратилось во Всесоюзный НИИ методики и техники разведки с просьбой оказать помощь при ликвидации последствий аварии на участке "Размыв" Кировско-Выборгской линии Ленинградского метрополитена. Поставленная задача определения размеров зоны плывуна, вклинившегося в ледогрунтовый массив на участке в районе площади Мужества, была успешно решена учеными и инженерами ВИТР (Андреев О.С., Стрыгин Д.Н., Рудакова Н.П., Панкратов Е.М., Беляева Л.С. и др.) аппаратурой МАП-1.  С мая 1974г. по декабрь 1975г. контроль состояния ледогрунтового массива был проведен на всех участках зоны “Размыв” в интервале глубин 50—85 м, что стало основой для принятия решения о начале проходческих работ после замораживания. В процессе исследований были установлены скорости распространения упругой волны в естественных и замороженных грунтах, что явилось предпосылкой для разработки и многолетнего использования методики контроля сплошности ледогрунтовых ограждений по изменению  скорости упругой волны до и после замораживания.

           ПО "Спецтампонажгеология" (г.Антрацит) длительное время применяло аппаратуру МАП-1 для контроля качества тампонажа после нагнетания в массив горных пород глиноцементных смесей [4]. Автор будучи начальником полевой партии в 1989г  сдавал в г. Антрацит  приобретенную ПО "Спецтампонажгеология" аппаратуру межскважинного акустического просвечивания АПИ-1 для контроля противофильтрационной завесы карьера Мир (г.Мирный Якутия).

Метрологическое обеспечение Скорее всего, единственная в России геофизическая аппаратура, которая ежегодно проходит калибровку в ВНИИ метрологии им. Д.И.Менделеева  с получением сертификата калибровки средства измерений. Понимание погрешностей измерения времени, ударного ускорения и частоты упругой волны позволяет реализовывать диагностический подход при оценке состояния массивов искусственных и естественных грунтов, свай, стен в грунте и др.

Объекты исследований:  бетонные стены  в грунте (панели и стыки), ледогрунтовые  ограждения, грунтоцементные противофильтрационные завесы, бурнабивные и забивные сваи, грунтоцементные массивы и сваи, наземные конструкции (ростверки, колонны), грунты оснований зданий, дамбы водохранилищ, предохранительные (барьерные) целики подземных рудников и др.

Реализуемые геофизические методы: межскважинное сейсмоакустическое просвечивание, прозвучивание, сейсмоакустическое зондирование (эхо-метод), акустический каротаж, вертикальное сейсмоакустическое профилирование, сейсмоакустическая томография.

Область применения:  подземное строительство,  инженерные изыскания,  диагностика состояния конструкций, геологоразведочные работы, инженерно-геологические исследования грунтов, эксплуатации и реконструкции зданий.

Аппаратурный комплекс обеспечивает:

 - контроль сплошности бетонных стен в грунте, ледогрунтовых и грунтоцементных ограждений шахтных стволов и котлоанов зданий;

- контроль качества упрочнения грунтов методами струйной цементации, искусственного замораживания, цементации по манжетной технологии.

- контроль состояния грунтов оснований и восстановления фундаментов зданий и сооружений...

- определение длины и сплошности (прочности материала) буронабивных свай и панелей траншейных стен в грунте.

- обнаружение и оконтуривание тоннелей, слепых рудных тел, кварцевых жил, зон трещиноватости, карста, таликов и погребенного льда, нижних границ рыхлых толщ и коры выветривания, расчленение  разреза .

- определение наличия пустот за бетонными плитами, состояния обделки тоннелей и дорожного покрытия, глубины погружени шпунта шпунта

Преимущества  Высокое разрешение по времени за счет очень короткого импульса упругой волны от электроискрового излучателя, возможность решать сложные задачи в условиях мешающих факторов, многофункциональность, наличие персонального компьютера в составе комплекса програмно-аппаратных средств, наличие методик выполнения измерений и диагностирования, высокая производительность, надежность и ремонтопригодность.

Состав аппаратурного комплекса: излучающая установка (ИУ) и измерительная система (ИС).

Излучающая установка включает генератор импульсов тока ГИТ и кабель длиной до 150 мс электроискровым излучателем.

Измерительная система состоит из комплекта приемников упругих волн для скважинных и поверхностных измерений (скважинный приемник упругих волн измерительная коса с сейсмодатчиками, вибропреобразователь), геофизического кабеля КГ-3 длиной до 150 м (или радиочастотного кабеля РК длиной до150 м), усилителя заряда (напряжения) и комплекса программно-аппаратных средствКПАС на базе персонального компьютера.

Длина кабелей определяется расстоянием от места раположения регтстрирующего блока до точек возбуждения и приема упругой волны (ориентировочно до 100 м)

Для подземных горных работ комплекс программно-аппаратных средств и генератор импульсов тока изготавливаются в пыле - влагозащитном исполнении.

Способ возбуждения упругой волны:  электрогидравлическим или механическим ударом (электроискровым излучателем или молотком).

  Технические характеристики аппаратурного комплекса АПЗ-1

Электропитание аппаратурного комплекса осуществляется:

- скважинный приемник упругих волн - от аккумуляторной батареии 36/24 В;

- вибропреобразовательсо встроенной электроникой- от аккумуляторной батареи 36/24 В;

- генератор импульсов тока ГИТ - от источника переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц или аккумуляторной батареи с адаптером. Потребляемая мощность не более 500 ВА.

-  комплекс программно-аппаратных средствКПАС - от встроенной аккумуляторной батареи

Требования к скважинам

Скважинные приборы в гидронаполненных скважинах или шпурах диаметром 46 мм и более,  глубиной до 100 м  Скважиными могут быть обсажены стальными или пластиковыми трубами. В скважинах, пробуренных в устойчивых горных породах могут быть не обсажены. Расстояние между скважинами зависит от цели исследований. Максимальное расстояние между скважинами 100 м (в скальных грунтах).

Спуско-подъемные операции

Спуско подъемне операции из-за небольшой глубины скважин (до 100 м) и массы скважинных приборов осуществляются вручную.

Скважинный приемник может эксплуатироваться совместно с каротажным подъемником глубин 2 км

Формы сотрудничества: продажа аппаратурного комплекса; проведение исследований (межскважинного прозвучивания, сейсмоакустического зондирования) на объектах заказчика.

        Комплектация  аппаратурного комплекса  АПЗ-1 гибкая и зависит от целей (объекта) исследований

 Комплектация 1

 Общие характеристики: для работ на земной поверхности (сваи и бетонные конструкции), два вида сейсмоакустических исследований (акустическое зондирование и прозвучивание), один вид возбуждения упругой волны (механическое ударное возбуждение молотком), запуск от синхро-импульса или от проходящей упругой волны, один измеряемый параметр упругой волны (виброускорение), число измерительных каналов по требованию (4-16)

Комплект поставки: комплекс программно-аппаратных средств в ударопрочном корпусе, кабель сигнальный 50 м, молоток, молоток с датчиком силы, вибропреобразователь, комплект документации (руководство по эксплуатации, методика выполнения измерений при контроле сплошности ограждений и свай, методика диагностирования).

Преимущества легкий, мобильный, уверенная работа на простых объектах (забивные сваи, буронабивные сваи глубиной до 15 м), один оператор.

Срок поставки 1 мес.

Комплектация 2

Общие характеристики: для работ на земной поверхности (сваи и бетонные конструкции), два вида сейсмоакустических исследований (акустическое зондирование и прозвучивание), два вида возбуждения упругой волны (электроискровым излучателем и механическое ударное возбуждение молотком), запуск от синхро-импульса или от проходящей упругой волны, один измеряемый параметр упругой волны (виброускорение), число измерительных каналов по требованию (4-16)

Комплект поставки:  Излучающая установка (генератор импульсов тока ГИТ, кабель РК длина 50 м с электроискровым излучателем ИЭ), молоток,  молоток с датчиком силы. Измерительная система (комплекс программно-аппаратных средств в ударопрочном корпусе, кабель сигнальный 50 м, вибропреобразователь). Комплект документации (руководство по эксплуатации, методика выполнения измерений при контроле сплошности ограждений и свай, методика диагностирования).

Преимущества  Высокое разрешение по времени за счет очень короткого импульса упругой волны от электроискрового излучателя, возможность решать сложные задачи в условиях мешающих факторов, многофункциональность, возможность прозвучивания между скважинами и поверхностью грунта.

Особенности  Более сложная эксплуатация, необходимость сверления отверстия в бетоне для электроискрового излучателя, бригада – 2 чел (оператор и рабочий).

Срок поставки 3 мес.

Комплектация 3

Общие характеристики: для работ в скважинах (наблюдательных трубках) и на земной поверхности (сваи и бетонные конструкции), два вида сейсмоакустических исследований (акустическое зондирование и прозвучивание), два вида возбуждения упругой волны (электроискровым излучателем и механическое ударное возбуждение молотком), запуск от синхро-импульса или от проходящей упругой волны, два измеряемых параметров упругой волны (виброускорение и звуковое давление), число измерительных каналов по требованию (4-16)

Комплект поставки:  Излучающая установка (генератор импульсов тока ГИТ, кабель РК длина 50 м с электроискровым излучателем ИЭ), молоток,  молоток с датчиком силы. Измерительная система (комплекс программно-аппаратных средств в ударопрочном корпусе, кабель сигнальный вибропреобразователя50 м, вибропреобразователь, кабель скважинного приемника 50м, скважинный приемник). Комплект документации (руководство по эксплуатации, методика выполнения измерений при контроле сплошности ограждений и свай, методика диагностирования).

Преимущества  Высокое разрешение по времени за счет очень короткого импульса упругой волны от электроискрового излучателя, возможность решать сложные задачи в условиях мешающих факторов, многофункциональность (контроль состояния грунтов, бетонных, ледогрунтовых ограждений и свай).

Особенности  Более сложная эксплуатация, необходимость сверления отверстия в бетоне для электроискрового излучателя при акустическом зондировании, бригада – 2-3 чел (оператор и 1-2 рабочих).

Срок поставки 3 мес.

 Таблица  Комплектация  аппаратурного комплекса  АПЗ-1   

КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ ЦЕЛИКОВ ГОРНЫХ ПОРОД МЕТОДОМ МЕЖВЫРАБОТОЧНОГО АКУСТИЧЕСКОГО ПРОСВЕЧИВАНИЯ (ПРОЗВУЧИВАНИЯ) ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

           Суть проблемы контроля сплошности предохранительных (барьерных) целиков  и противофильтрационных завес

            Традиционные системы геомониторинга (контроля состояния) массивов горных пород на основе измерения смещений (напряжений) в отдельных точках массива не являются достаточными, так как не позволяет понять суть происходящих в массиве физических процессов и контролировать зоны между точками наблюдений. Между точками расположения наблюдательных станций, измеряющих смещение массива, могут располагаться зоны, опасные для прорыва водо-грунтовых масс в подземные горные выработки.

        Схожая проблема недостатка информации о состоянии массива горных пород существует при выполнении тампонажа горных пород (укрепительной цементации, тампонировании смолами и др.). Качество тампонажа горных пород в настоящее время определяется, в основном, по уменьшению притока грунтовых вод в выработки.  Но после окончания тампонирования грунтовые воды в массиве постепенно находят новые пути распространения и притоке могут возобновится.  Отсутствие контроля изменений в массиве горных пород после тампонирования предопределяет риски прорыва грунтовых вод или необходимость повторного тампонажа.

      Выявление опасных ослабленных зон горных пород для их тампонажа, механического закрепления или изменения всей системы разработки может быть выполнено методом межскважинного прозвучивания из подземных горных выработок, скважин и шпуров.

       Технические предложения по контролю сплошноси предохранительных целиков и тампонажных завес методом прозвучивания

     а) Включить технологию межскважинного прозвучивания в систему геомониторинга подземных рудников для контроля состояния предохранительных целиков, поиска трещиноватых и ослабленных зон потенциально опасных для прорыва грунтовых вод,  контроля качества тампонажа горных пород. Способ возбуждения упругой волны:  электрогидравлическим или механическим ударом (электроискровым излучателем в скважине или в шпуре или ударным молотком по обнажению горной породы).

     б) Применять метод межскважинного прозвучивания в подземных горных выработках для выявления ослабленных зон в локальных блоках горных пород и межвыработочном пространстве, до и после тампонажа для определения глубины проникновения тампонажного раствора в массив, стационарных периодических наблюдений в опасных сечениях предохранительного целика. 

ВВЕРХ