РСН 64-87. Инженерные изыскания для строительства. Технические требования к производству геофизических работ. Электроразведка

При переходе с одного профиля на следующий производится увязка значений поля между профилями по магистральным точкам (точкам стояния неподвижного электрода N на профилях) и крайними пикетами. По окончании измерений на всех профилях планшета производится повторная увязка значений поля всех профилей по магистрали.

3.1.8. Наблюдения по способу градиента ведутся по замкнутым полигонам, каждый из которых представляет собой два профиля, увязанных по магистрали и крайним точкам.

Наблюдения производятся с перестановкой электродов через один пикет (при переходе передний электрод остается на месте, задний переносится через два интервала вперед). При переходе с точки на точку подключение проводов к прибору не меняется. Провод, подключенный к клемме М прибора, всегда направлен вперед по ходу профиля.

3.1.9. Оценка точности наблюдений по способу потенциала производится по средней величине расхождения значений между основными и повторными наблюдениями. В нормальных условиях средняя величина расхождения по планшету не должна превышать 5 мВ; на отдельных точках эти расхождения не должны превышать 15 мВ; в аномальных точках  15% от измеряемой величины. Оценка точности при наблюдениях по способу градиента потенциала производится по величине невязки, которая не должна превышать 5% суммы абсолютных значений измеренных градиентов по планшету.

Расхождение наблюдений на отдельных точках в спокойном поле не должно превышать 5 мВ, в аномальных полях - 15 мВ.

3.1.10. При детализации аномалий основные наблюдения повторяются полностью как на аномальном, так и соседних профилях.

Повторные наблюдения необходимо проводить на каждой 5-й или 10-й точке. Помимо последних необходимо проводить контрольные наблюдения, объем которых может составлять от 10 до 30% общего объема работ.

3.1.11. Запись результатов наблюдений по методу ЕЭП следует проводить в полевом журнале, форма которого приведена в приложении 1, ф.4 и ф.5.

3.2. Метод электрического зондирования (ЭЗ)

3.2.1. Метод электрического зондирования (ЭЗ) следует применять для расчленения литологического разреза и определения глубины залегания коренных пород, выявления зон трещиноватости при поисках и прослеживании крупных карстовых нарушений, подземных горных выработок, выявления линз соленых и пресных вод, локальных переуглублений, изучения мерзлых пород (выявление таликов, жильных льдов и высокольдистых пород и т.д.).

3.2.2. Наиболее благоприятными для эффективного применения вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) являются следующие условия:

углы наклона геоэлектрических границ не превышает 20;

наличие небольшого количества геоэлектрических слоев в разрезе при их значительной дифференциации по удельному электрическому сопротивлению;

отсутствие экранирующих (высокого и низкого сопротивления) горизонтов в разрезе;

наличие опорного электрического горизонта.

3.2.3. Для выявления структур с углами падения до 40 следует использовать установку по способу "двух составляющих", в которых измерения осуществляются двумя взаимно перпендикулярными приемными (измерительными) линиями с общим центром.

3.2.4. Сеть наблюдений выбирается в зависимости от поставленных задач, размеров и глубины залегания изучаемых объектов.

Критерием выбора оптимального расстояния между точками ВЭЗ является требование прослеживаемости выделяемых геоэлектрических границ не менее чем на двух-трех соседних ВЭЗ.

При рекогносцировочных работах расстояние между точками ВЭЗ принимается равным 100-200 м, а расстояние между профилями - 200-500 м.

При детальных исследованиях расстояния между точками ВЭЗ и разведочными профилями уменьшается до 25-50 м.

3.2.5. Для изучения возможных искажений, связанных с горизонтальной неоднородностью разреза, должны быть выполнены "крестовые" зондирования. "Крестовые" зондирования производятся также в тех точках, когда по характеру полученной кривой зондирования (кривой ВЭЗ) предполагается резкое проявление горизонтальной неоднородности.

Объем "крестовых" зондирований должен быть не менее 5% общего объема зондирований.

Для установления преимущественного направления зон трещиноватости (установления анизотропии разреза) выполняются круговые зондирования по четырем азимутам через 45.

3.2.6. ВЭЗ выполняется симметричной установкой АМNВ. Рекомендуемые разносы линий АВ и МN приведены в приложении 2.

Максимальная длина разносов АВ определяется необходимостью четкого выделения на кривой ВЭЗ опорного горизонта не менее чем тремя точками.

При переходе от одной измерительной линии к другой обязательно перекрытие кривой ВЭЗ в двух точках.

3.2.7. При выполнении ВЭЗ необходимо соблюдать следующие требования:

центр ВЭЗ следует располагать на ровном месте, поблизости от которого в радиусе 20-30 м нет ям, канав или естественных неровностей рельефа;

легкость подъезда (или подхода) к центру ВЭЗ;

при ориентировке разносов следует избегать пересечений линий с подземными коммуникациями, ЛЭП, железнодорожными путями, резко неоднородными толщами, залегающими вблизи поверхности, резкими формами рельефа, речками, застроенными территориями;

направление разносов токовых электродов (АВ) выбирается с учетом тектонических и геоморфологических особенностей района работ, условий проходимости и удобства работ вдоль профиля.

3.2.8. При устройстве заземлений должны быть приняты меры для уменьшения сопротивления заземления путем увеличения количества электродов в токовых линиях или подлива воды.

В случае неблагоприятных условий заземления положение электродов может быть смещено относительно заданной точки в месть, наиболее благоприятное для устройства заземления, при этом смещение заземлений до 0,1 практически не влияет на результаты измерений.

3.2.9. Для уменьшения возможного влияния утечек измерительную линию следует располагать в 1-5 м от токовой (при разносах АВ до 100 м); в сырую погоду - до 10 м.

Все возможные источники утечек (прибор, батареи, катушки токовых линий) следует располагать по возможности дальше от измерительных электродов.

При измерении утечки следует выполнять требование техники безопасности. При хорошей изоляции проводов и сухой почве контроль утечки в методе ВЭЗ следует производить на максимальных разносах АВ.

В сырую погоду, при влажной почве и плохом состоянии проводов контроль утечки производится на каждой измерительной линии при максимальных разносах АВ для данной линии MN.

Величина утечки считается допустимой, если разность потенциалов, обусловленная наличием утечки, не превышает 5% измеряемой разности потенциалов.

3.2.10. Работы по методу ВЭЗ проводятся с помощью переносной аппаратуры типа АЭ-72, или электроразведочными станциями типа "Енисей"; в случае наличия сильных электрических помех - на переменном токе низкой частоты типа АНЧ. В качестве источников питания используются батареи типа 29ГРМЦ-13 и 69ГРМЦ-6, а в благоприятных случаях (в случаях высокоомного разреза) - батареи серии ПМЦГ или АМЦГ. При применении разносов более 1 км следует использовать электроразведочные станции.

3.2.11. Запись результатов зондирования следует заносить в полевой журнал, форма которого приведена в приложении 1, ф.6. Параллельно с записью результатов вычерчивается кривая зондирования (кривая ВЭЗ) на логарифмическом бланке с модулем 6,25.

До нанесения на бланк результата измерений на данном разносе переход на следующий разнос не разрешается.

Во всех точках, где нарушается закономерный ход кривых, следует проверять правильность размеров линий АВ, брать повторные замеры, проводить контроль утечки в линиях. Измерение расстояний между заземлениями должно проводиться с погрешностью не более 1%, при малых разносах АВ (менее 5 м) допускается погрешность измерения до 3%.

3.2.12. Отклонение значений от их среднего арифметического при повторных измерениях не должно превышать  5%. Абсолютная разность средних арифметических значений контрольного и основного зондирования не должна превышать  5%; на больших разносах при трудных условиях - до  7%.

3.3. Метод электропрофилирования (ЭП)

3.3.1. Метод электропрофилирования на постоянном токе следует использовать для выявления и оконтуривания положения неоднородностей геологического разреза в горизонтальном направлении с приближенной оценкой интервала глубин, на которых эта локальная неоднородность наблюдается.

Метод ЭП применяется в качестве основного метода при решении следующих задач:

оконтуривание и оценка элементов залегания границ локальных неоднородностей (зон трещиноватости, тектонических нарушений, карстовых зон и т.д.);

изучение распространения в плане вечномерзлых пород и выявление в пределах мерзлых массивов льда и сильнольдистых пород, оконтуривание зон таликов, жильных льдов, изучение динамики слоя протаивания и промерзания;

картирование кровли скальных и мерзлых пород;

определение коррозионной активности грунтов.

3.3.2. Благоприятными условиями для применения метода ЭП являются:

крутое падение контактов пород и зон нарушений;

резкое различие в удельном сопротивлении слагающих толщ и выдержанность удельного сопротивления в каждой из толщ;

относительная простота геоэлектрического разреза.

3.3.3. При электропрофилировании применяются как симметричные (одно- двух- и многоразносное СЭП), так и несимметричные схемы (дипольное электропрофилирование - ДЭП, комбинированное электропрофилирование - КЭП с установкой АМNВ и электропрофилирование в модификации срединного градиента - СГ).

Симметричные схемы позволяют более четко определить положение и глубину залегания неоднородностей, особенно в случае применения многоразносных схем.

Несимметричные схемы (с одним электродом, удаленном в "бесконечность", находящимся на расстоянии, в 10 раз превышающем эффективную глубину разведки в пункте измерения) обладают значительно большей чувствительностью к вертикальным неоднородностям разреза, но не позволяют точно определять положение этой неоднородности.

3.3.4. В местностях с плотной застройкой рекомендуется использовать ЭП в модификации срединного градиента, при этом токовые электроды схемы СГ могут устанавливаться несимметрично относительно профилей измерительных электродов, что позволяет оптимально использовать незастроенные участки территории. Коэффициенты установки в этом случае рассчитываются для каждого расположения электродов.

3.3.5. При изучении территорий, характеризующихся значительной изменчивостью УЭС в плане, особенно в случаях необходимости выделения локальных неоднородностей разреза, рекомендуется использовать схему "вычитания полей".

Сущность ее заключается в установке вместо одной питающей линии двух параллельных питающих линий с раздельными источниками питания и противоположно направленными в них токами.

Длина линий должна отличаться друг от друга не более чем в 1,5 раза.

Сила тока в токовых линиях рассчитывается по специальным формулам таким образом, чтобы плотность тока в верхней части толщи разреза, соответствующей более короткой линии, полностью компенсировалась плотностью тока, создаваемой более длинной линией. Эффективная глубина разведки при использовании схемы "вычитания полей" принимается равной 0,9 АВ.

3.3.6. Измерения в методе ЭП выполняются с помощью переносных приборов на постоянном (АЭ-72) и переменном (АНЧ-3) токе.

КЭП и СЭП выполняются с аппаратурой постоянного тока.

ЭП в модификации СГ и ДЭП целесообразно выполнять с низкочастотной аппаратурой.

3.3.7. Работы методом ЭП следует вести по предварительно разбитой сети.

Разведочные профили следует ориентировать по возможности вкрест простирания изучаемых объектов с учетом рельефа местности.

3.3.8. При проведении работ методом ЭП в случаях обнаружения аномалий на концах профилей измерения должны быть продолжены до выхода в нормальное поле.

3.3.9. Размеры токовых и измерительных линий, а также разносы установок в методе ЭП выбираются такими, чтобы изучаемый объект фиксировался достаточно четко. При выборе разносов следует пользоваться данными рекогносцировочных ВЭЗ и результатами параметрических работ, выполненными над известными объектами.

3.3.10. При выборе разносов в схеме СЭП (установка АА'MNB'B) следует руководствоваться следующими рекомендациями;

длина питающих линий должна быть кратной длине измерительной линии ( l_MN ) и шагу измерений;

разница между разносами должна быть более 2 l_MN;

отношение питающих линий друг к другу выбирается таким, чтобы наиболее полно характеризовать геоэлектрический разрез.

Работы с установкой АА'MNB'B могут вестись с одной питающей линией, имеющей разрыв у заземлений А' и B', или с двумя независимыми линиями.

3.3.11. Оптимальная длина разносов в схеме КЭП (l_АО и l_ВО ) зависит от глубины расположения и размеров изучаемых объектов.

Для исключения влияния удаленного электрода на результаты измерений его следует относить на расстояние не менее 10l_АО от планшета работ.

3.3.12. При проведении работ методом ЭП в модификации срединного градиента (СГ) при одном положении питающих электродов АВ отрабатывается участок, включающий от 3 до 7 и более соседних профилей.

Измерения ведутся в средней части АВ на профилях длиной до 0,8l_АО в обе стороны от магистральной (осевой) линии, не доходя до питающих электродов на расстояние, обеспечивающее необходимую глубинность исследования.

3.3.13. Погрешность измерений в методе ЭП определяется по относительной разности значений основных и повторных наблюдений.

Средняя относительная разность значений по участку работ не должна превышать 10% (в условиях помех).

3.3.14. Результаты измерений при ЭП записываются в журнал (приложение 1, ф.7) и оформляются обычным порядком. В графе "Примечание" указывается привязка наблюдений к скважинам и горным выработкам. При необходимости вычерчивается абрис местности, записываются сведения о погодных условиях и других факторах, влияющих на результаты наблюдений. Одновременно строятся графики (или  ). Точки соответствуют центрам измерительных линий.

Рабочие графики ЭП должны быть оформлены в день выполнения наблюдений.

3.4. Метод вызванной поляризации (ВП)

3.4.1. Метод вызванной поляризации (ВП) рекомендуется применять для исследования строения разреза в вертикальном и горизонтальном направлениях. Метод основан на изучении вторичных электрических полей, возникающих в результате физико-химических процессов, протекающих в породах при наложении первичного электрического поля.

3.4.2. Методом ВП решаются задачи расчленения разреза по литологическому составу, влажности, льдистости, выделения водоносных пород, определения уровня грунтовых вод, количественной оценки засоленности пород зоны аэрации, изучения оползневых массивов, картирования сильнольдистых мерзлых грунтов.

Метод в основном применяется для уточнения и более надежной и достоверной интерпретации результатов зондирования и профилирования.

3.4.3. В инженерных изысканиях метод ВП преимущественно применяется с использованием импульсов постоянного тока. Основные измеряемые величины - это кажущаяся поляризуемость и кажущееся удельное электрическое сопротивление .

Кажущаяся поляризуемость характеризует отношение величины, измеренной через определенное время после выключения тока разности потенциалов, U_ВП , к величине разности потенциалов, измеренной во время пропускания тока, U_ПР , выраженное в процентах:

.

3.4.4. Работы методом ВП проводятся в двух модификациях - зондирования (ВЭЗ ВП) и профилирования (ЭП ВП).