РСН 46-79. Инструкция по применению каротажных методов при инженерных изысканиях для строительства


госстроЙ РСФСР

РОСГЛАВНИИСТРОЙПРОЕКТ

Производственное объединение "Стройизыскания"

Центральный трест инженерно-строительных изысканий

ИНСТРУКЦИЯ

по применению каротажных методов при инженерных изысканиях для строительства

РСН 46-79

Москва 1979

"Инструкция по применению каротажных методов при инженерных изысканиях для строительства" составлена нормативно-методологическим отделом ПО "Стройизыскания" (В.В. Лисицын, Н.П. Курандин, Ю.А. Юдичев) при участии сотрудников ПНИИИСа (И.А. Брашнина, Ю.Д. Зыков, Ю.И. Баулин), института Гидропроект (В.И. Коптев), Свердловского горного института (В.И. Бондарев).

Редакторы В.В. Лисицын и Н.П. Курандин.

ПРЕДИСЛОВИЕ

"Инструкция по применению каротажных методов при инженерных изысканиях для строительства" регламентирует требования, предъявляемые к различным каротажным методам, включая проектирование и организацию работ, полевые наблюдения при автоматической и точечной регистрации показаний, обработку результатов, отчетность, указания по контролю и проверке качества работ, а также требования к каротажным методам при применении их с другими геофизическими методами исследований. В Инструкции учтены новые теоретические разработки и конструкции новых приборов и аппаратуры.

В последние годы каротаж широко используется при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях. Он выполняется â целях дополнения геологической и гидрогеологической документации при изучении разрезов и увязки данных наземных геофизических наблюдений с геологическим строением разреза. С помощью каротажа решаются не только традиционные задачи по изучению строения участка исследований, но и задачи, связанные с изучением состава, состояния и свойств пород в естественном залегании. Разнообразие методов исследования скважин, значительное количество задач, решаемых с их помощью (в том числе важных самостоятельных задач), позволяет говорить о каротаже как о самостоятельной области исследования при инженерных изысканиях.

Мотодика и техника проведения каротажа инженерно-геологических и гидрогеологических скважин, аппаратура и особенно интерпретация материалов отличается от обычных геофизических исследований специфическими особенностями.

Инструкция разработана на основе "Технической инструкции по проведению геофизических исследований в скважинах" Министерства геологии СССР, изданной в 1963 г., и дополнений к ней, изданных в 1972 г. При ее составлении использованы методические материалы Производственного и научно-исследовательского института по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) Госстроя СССР, института ВСЕГИНГЕО МГ СССР, института Гидропроект, Свердловского горного института и ряда других организаций.

Приложения содержат материалы, необходимые при проведении каротажных работ и оформлении полученных результатов. При их подборе учтен опыт трестов инженерно-строительных изысканий. Термины и определения даны по ГОСТ 22609-77 ("Геофизические исследования в скважинах").

Государственный Комитет РСФСР

Республиканские строительные нормы

РСН 46-79

по делам строительства (Госстрой РСФСР)

Инструкция по применению каротажных методов при инженерных изысканиях для строительства

Госстрой РСФСР

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая Инструкция распространяется на проведение каротажных методов при инженерно-геологических изысканиях для жилищно-гражданского, промышленного и сельскохозяйственного строительства.

1.2. Каротажем называют геофизические исследования в скважинах с целью изучения вскрытого скважиной геологического разреза и выявления полезных ископаемых. В приложении к инженерным изысканиям скважины могут быть следующих типов:

инженерно-геологические (технические, разведочные);

гидрогеологические (поисковые, разведочные, разведочно-эксплуатационные).

Инженерно-геологические скважины могут быть заполненные и незаполненные водой ("сухие"). Оптимальная глубина их составляет 15 — 25 м при максимальной глубине до 100 м. Оптимальная глубина гидрогеологических скважин составляет 150 — 250 м при максимальной — до 1000 м.

1.3. Инструкцией регламентируются следующие методы каротажа:

электрокаротаж — каротаж сопротивления (КС), боковое каротажное зондирование (БКЗ), микрокаротаж (МК);

каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС), каротаж вызванных потенциалов (ВП);

Сейсмоакустический каротаж — метод вертикального сейсмического профилирования (ВСП), сейсмический каротаж (СК), акустический каротаж (АК);

радиоактивный каротаж — гамма-каротаж (ГК), гамма-гамма каротаж (ГГК), нейтрон-нейтронный каротаж (ННК), нейтронный гамма-каротаж (НГК);

резистивиметрия скважины;

расходометрия скважины;

термометрия скважины;

кавернометрия скважины;

инклинометрия скважины.

Внесена производственным объединением "Стройизыскания"

Утверждена

Госстроем РСФСР

3 октября 1979 г. № 58

Срок

введения с

1 января 1980г

1.4. Каротажные работы выполняются с использованием серийных каротажных станций, разборной каротажной аппаратуры, а также серийной геофизической аппаратуры, применяемой при полевых наземных измерениях. Перечень специальной каротажной аппаратуры и приборов, которые могут использоваться при каротаже, приведен в прил. 27.

1.5. Каротажные методы, как правило, входят в обычный комплекс геофизических работ, реже имеют самостоятельное значение. В комплексе с половыми электроразведочными и сейсморазведочными исследованиями они могут применяться для решения широкого круга инженерно-геологических и гидрогеологических задач (п. 1.3. РСН 43-74, п. 1.4 РСН 45-77).

При самостоятельном применении они могут использоваться для решения следующих основных задач (табл. 1 ):

литологического расчленения пород по скважине;

оценки трещиноватости, пустотности и кавернозности пород, пересеченных скважиной;

определения физико-механических свойств грунтов (объемного веса, объемной влажности, модуля деформации и т.д.);

определения мест притока воды в скважину;

оценки фильтрационных свойств пород, определения минерализации подземных вод и производительности водоносных горизонтов;

определения среднего диаметра скважины и искривления ее ствола;

определения естественной температуры горных пород и т.д.

Таблица 1

Типы геологических разрезов

Задачи исследования

разрезы, пред ставленные песчано-глинистыми породами

разрезы, сложенные скальными и полускальными породами (извер-женными, метаморфическими, карбонатными)

1

2

3

1. Изучение геологического строения разрезов

Литологическое расчленение, определение мощности и состава слоев

КС, БКЗ, ПС, ГК, НГК, МК, ВП

КС, БКЗ, ГК, ГГК, НГК

Выявление трещиноватых закарстованных и других ослабленных интервалов разреза, а также тектонических нарушений

КС, ПС, ГТК, НГК, АК

2. Изучение гидрогеологических характеристик разрезов

Выявление обводненных и проницаемых зон и определение их эффективной мощности

МК, КС, ПС, РМ-С, РЕЗ, НГК, АК

РМ-С, РЕЗ, ГГК, НГК, АК

Количественная и качественная оценка поровотрещинной пустотности горных пород

БКЗ, ГК, ГГК, НГК

БКЗ, ГК, ГГК, НГК, АК

Количественная или качественная оценка фильтрационных свойств пород

КС, ГК, РМ-С, РЕЗ

КС, ГК, РМ-С, РЕЗ

Количественная оценка общей минерализации подземных вод

РЕЗ, БКЗ

РЕЗ, БКЗ

Оценка производительности водоносных горизонтов

ПБКЗ, РЕЗ, ГК, НГК

ПБКЗ, РЕЗ, НГК

3. Диагностика технического состояния скважин

Определение диаметра и кавернозности скважин

КМ

КМ

Определение искривления ствола скважины

ИН

ИН

Определение эффективных интервалов работы фильтров

РМ-С, РЕЗ

РМ-С, РЕЗ

4. Изучение свойств горных пород

Оценка физико-механических свойств грунтов (плотности, влажности, модуля деформации, температуры)

ГГК, ННК, ВСП, тм

АК, ГГК, ТМ

Примечание. РМ-С — метод расходометрии скважин при стационарном режиме фильтрации, РЕЗ — резистивиметрия, КМ — кавернометрия, ИН — инклинометрия, ТМ — термометрия

1.6. Наиболее распространенным является каротаж сопротивления. Он применяется для литологического расчленения пород, определения мощности и состава слоев, выявления трещиноватых, закарстованных и других ослабленных интервалов разреза.

1.7. Боковое каротажное зондирование применяется для литологического расчленения пород, оценки водоносности пород, а также выбора оптимальных размеров зонда КС.

1.8. Микрокаротаж применяется для детального литологического расчленения пород (выделение маломощных слоев и прослоев) и определения водопроницаемости пород.

1.9. Каротаж ПС используется для литологического расчленения разреза, определения мощности и состава слоев, выявления необводненных и проницаемых слоев. Рекомендуется проводить в комплексе с КС.

1.10. Каротаж ВП следует применять для литологического расчленения разреза, выявления хорошо промытых разностей песков и водоупоров. Рекомендуется проводить в комплексе с ПС.

1.11. Радиоактивный каротаж применяют для литологического расчленения разреза, определения плотности и влажности грунтов, выявлении трещиноватости и пустотности пород.

1.12. Сейсмоакустический каротаж и вертикальное сейсмическое профилирование проводят в целях идентификации сейсмических волн, детального определения скоростного и литологического разреза среды вблизи скважины, оценки физико-механических свойств грунтов.

1.13. Резистивиметрия скважины проводится в целях оценки общей минерализации подземных вод, выявления зон притока (поглощения) подземных вод, оценки фильтрационных свойств водоносных пород.

1.14. Расходометрия скважины может применяться для определения статических напоров водоносных зон, удельной водоотдачи, водопроницаемости пород, зон наличия перетоков вод по скважине или связи водоносных горизонтов.

1.15. Все виды электрокаротажных работ (кроме резистивиметрии) проводятся только в необсаженной части скважины.

Резистивиметрические и расходометрические измерения допускается проводить в фильтровой колонне или в перфорированных трубах. Радиоактивный каротаж можно проводить как в обсаженных, так и необсаженных скважинах.

1.16. Термометрия проводится для определения температуры вечномерзлых грунтов, выявления мест притока воды в скважину, определения геотермического градиента и т.д.

1.17. Кавернометрия скважины проводится в целях определения фактического диаметра скважин (в обязательном порядке при БКЗ, расходометрии, радиоактивном каротаже и резистивиметрии).

1.18. Инклинометрия скважины проводится для определения угла наклона и азимута скважины. В изысканиях применяется крайне редко. При изучении технического состояния гидрогеологических скважин инклинометрию следует использовать при глубине скважин более 150м.

2. ПЛАНИРОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ КАРОТАЖНЫХ РАБОТ

2.1. Эффективность проведения каротажных работ зависит от правильной постановки задачи исследования, подбора исполнителей, четкого разграничения их функций, сбора всех необходимых сведений по предшествующим геолого-геофизическим работам, соответствующей подготовки аппаратуры, оборудования и материалов.

2.2. Исходным документом для постановки любых видов изыскательских работ, включая геофизические, является техническое задание заказчика. Методы проведения и объемы геофизических работ устанавливаются в соответствии с техническим заданием и обосновываются изыскательской организацией в программе изысканий.

2.3. Техническое задание на изыскания, в том числе при проведении работ каротажными методами, составляется с учетом стадии проектирования и требований СНиП. Задание должно содержать комплекс исходных данных, необходимых для составления программы работ.

2.4. Программы инженерных изысканий, предусматривающие проведение каротажа, составляются для каждого метода и в целом для комплекса каротажных работ. Они являются частью общих программ инженерно-геологических изысканий или в ряде случаев могут иметь самостоятельное значение.

В программе изысканий каротажными методами должны быть предусмотрены сроки проведения подготовительных, полевых и камеральных работ.

2.5. Программа работ должна включать следующие разделы:

цель и задача работ;

методика работ по проектируемым каротажным методам, указания о намечаемых способах борьбы с помехами;

методика обработки и интерпретации результатов, включая способы исключения погрешностей, вносимых местными условиями;

виды и объемы каротажных работ;

ожидаемые результаты;

состав исполнителей и перечень необходимой аппаратуры, оборудования и материалов, обеспечивающих проведение работ в данной местности в условиях возможных помех.