Применение малоглубинной электроразведки для изучения трехмерно неоднородных сред (1100333), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Неоднородности и нарушения втолще АБД отмечались визуально в виде расхождения некоторых швов и неравномерной осадки уложенных блоков и устранялись по мере выявления. Однако некоторые трещиноватые зонымогли быть пропущены, и на данной стадии они могут стать причиной развития фильтрационных процессов в теле плотины. Поэтому в период первого наполнения водохранилища в 20122013 годах была поставлена задача выявления фильтрационных процессов, связанных с нарушением целостности АБД. Также необходимо было проследить развитие этих процессов вовремени с целью оценки их интенсивности и скорости фильтрации.Надо отметить, что визуально существенных фильтрационных или деформационных проявлений в период первого наполнения отмечено не было.
Однако на некоторых участках в период выполнения наблюдений из дренажных скважин галереи наблюдался капёж и даже непрерывное истечение воды разной интенсивности. Кроме того, отмечались большие деформациигребня КНП на участке, примыкающем к сопряжению с бетонной плотиной.Геоэлектрические режимные наблюденияНеобходимость прослеживания развития любого, в том числе и фильтрационного процесса во времени приводит к разработке системы режимных геофизических наблюдений (или геофизического мониторинга).Под термином «система режимных геофизических наблюдений» понимается система измерений, периодически проводимых с помощью фиксированной сети максимально стабилизированных датчиков. Периодичность измерений в данном случае определяется особенностямиграфика подъема воды и сезонными колебаниями влажности и температуры.Опыт геофизического мониторинга на крупных гидротехнических объектах указывает нанеобходимость заблаговременного формирования специализированного комплекса наблюденийво время первого наполнения водохранилища.
Схемы наблюдений для этого, наиболее ответственного, периода требуют существенно большей детальности (как временной, так и пространственной), чем системы наблюдений эксплуатационного периода, поскольку в этотначальный период выбираются и отрабатываются оптимальные методики и режимы наблюдений.Основой системы при исследованиях КНП Богучанской ГЭС был выбран геоэлектрический контроль.
Опробованный первоначально в варианте ВЭЗ, он продемонстрировал приемлемую детальность и глубину исследования вплоть до скального основания плотины. Кроме34того, предполагалась высокая чувствительность геоэлектрических методов при выявлениифильтрационных зон повышенной обводненности, так как при развитии фильтрационных процессов в теле каменно-набросной плотины возникает аномальное естественное электрическоеполе, а также изменяются параметры грунта, уложенного в её тело, в частности, снижается величина удельного электрического сопротивления (УЭС).Главным методом геоэлектрического контроля была выбрана электротомография (ЭТ),поскольку она, как двумерный аналог ВЭЗ, позволяет выявлять изменения УЭС в разрезе приусловии, что ожидаемые аномалии на продольном профиле (вдоль оси плотины) имеют двумерный характер.
Остальные методы, входящие в комплекс режимных исследований по геоэлектрическому контролю, носили вспомогательный характер: наблюдения за изменением естественного электрического потенциала методом естественного поля (ЕП), наблюдения за температурой и минерализацией фильтрующейся воды.Сложный и сильно расчлененный рельеф на участке работ существенно ограничивал размеры и ориентации установок, поэтому сеть наблюдений включала только измерения методомЭТ вдоль оси сооружения по профилю на гребне.
Таким образом, с учетом поперечного строения плотины (Рис. 2.7) исследования методом двумерной электротомографии на данном объекте проводились над заведомо трехмерной средой, вследствие чего возможны искажения в измеренном поле, связанные с влиянием трехмерных неоднородностей на данные двумерных измерений.Фиксированная система наблюденийПосле проведения I цикла измерений на гребне, стало очевидно, что для соблюдения одинаковых условий заземления и геометрии системы наблюдения при режимных наблюденияхнеобходимо проводить измерения по стационарной сети электродов.
На этапе планированиянеобходимо было разработать специализированную схему наблюдений, включающую выборпараметров съемки и подготовку сети фиксированных электродов. Поэтому для выполнениярежимных измерений на гребне КНП было смонтировано 192 электрода с шагом между электродами 10 м. Всего. Монтаж фиксированных электродов вдоль всего гребня был осуществленв мае-июне 2012 года.Фиксированный электрод на гребне КНП представляет собой свинцовый брусок массойоколо 2 кг с подсоединенным герметизированным отводом (Рис. 2.8). Для обеспечения стабильного электрического контакта электрод располагается в толще суглинка, заполняющегоуглубление низового переходного слоя.Перед проведением каждого следующего цикла измерений выполнялся визуальныйосмотр состояния отводов фиксированных электродов, а также измерения переходных сопротивлений для оценки электрического контакта и сохранности изоляции.35ОдножильныйгидроизолированныйкабельПластмассовыйзащитный шлангкабеляЗаполненосуглинком послеустановкиэлектродаСвинцовый электродАБДЗаполнено прежнимзаполнителем(щебнем) послеустановкиэлектродаСуглинок1ый слой переходной зоны2ой слой переходной зоныРис.
2.8 Схема установки фиксированного электрода на гребне КНП.Циклы наблюдений и параметры съемки при полевых исследованияхОсновой выделения во времени отдельного цикла наблюдений было однократное проведение измерений методом ЭТ на гребне плотины по фиксированной сети электродов. Методы,имеющие подчиненное значение (ЕП, резистивиметрия, термометрия), выполнялись в рамкахкаждого цикла по возможности и не всегда систематически.В процессе мониторинга КНП на стадии первого заполнения водохранилища с октября2011 года по сентябрь 2013 года на профиле по гребню КНП было проведено пять циклов измерений методом электротомографии:1.Цикл I выполнялся в октябре 2011 года (до подъема воды в водохранилище приуровне воды 138 м).
Цикл был опорным и носил частично разведочный и методологический характер. На основе его результатов были определены возможности метода для выявления неоднородностей КНП и мониторинга ее состояния, а также заложено и утверждено положениефиксированной сети электродов и шаг между ними.2.Цикл II выполнен в июле 2012 года (УВ 168 м). К началу этого цикла были пол-ностью установлены все фиксированные электроды на гребне. Поэтому измерения были проведены методом ЭТ на профиле вдоль всего гребня по сети фиксированных свинцовых электродов с шагом 10 м.
Параметры съемки и система наблюдений соответствовали использованным вопорном Цикле I.3.Цикл III был проведен в сентябре 2012 года (УВ 168 м). Параметры съемки и си-стема наблюдений идентичны Циклу II.36Цикл IV был проведен в сентябре 2013 года (УВ 188 м). Параметры съемки и си-4.стема наблюдений идентичны Циклам II и III с учетом замены вышедших из эксплуатационного состояния фиксированных электродов.Измерения проводились с трехэлектродной комбинированной установкой ШлюмбержеAmn + mnB, шаг между электродами – 10 м, минимальный и максимальный разносы AO были15 м и 235 м соответственно.
Электрод «бесконечность» был расположен в воде р. Ангара состороны верхнего бьефа в 2-3 км от профиля.Общая длина профиля составляла максимально 1910 м (с ПК11+70 по ПК30+80 в пикетаже плотины). Вариация длины и привязки профиля была обусловлена измерением условий проведения измерений и частично вышедшей из эксплуатационного состояния сетью электродовпо краям.Расчет кажущегося сопротивления на гребне КНП от двумерной модели плотины припомощи математического моделирования методом МИУПосле выполнения измерений требовалось оценить абсолютные значения сопротивленияи их изменения в ходе наполнения водохранилища, а также степень влияния на данные трехмерных продольных неоднородностей (формы откосов, цементационной галереи, АБД и.т.п.).Такую оценку я проводила путем сравнения результатов измерений с результатами численногомоделирования для соответствующих моделей.Стартовая модель была построена на основе анализа полученных на начальном этапе геоэлектрических разрезов (далее на Рис.
2.13). В выделенных структурных элементарных блокахмодели были заданы сопротивления, согласующиеся с полученными после инверсии данныхполевых измерений.На основе стартовой модели был также создан класс моделей КНП (5 моделей), отражающий ее принципиальное геоэлектрическое строение в разном состоянии и на разных этапахподъема уровня воды в верхнем бьефе.Для моделирования была использована программа IE2DP2 (Электрическое зондирование…, 1988).
Алгоритм данной программы позволяет проводить моделирование для линейныхэлектроразведочных установок, ось которых перпендикулярна к оси двумерной модели.Критерием оценки сопротивлений и их изменений служила степень корреляции междусредней кривой ВЭЗ, рассчитанной для геоэлектрического разреза по данным ЭТ в каждомцикле измерений, и кривой ВЭЗ, полученной при моделировании.Цели моделирования заключались в оценке:1)воздействия воды на геоэлектрические свойства КНП при заполнении водохранилища;2)влияния фильтрационных процессов на геоэлектрические свойства КНП;373)возможности выявления фильтрации воды (протечек) в нижний бьеф через диафрагмупо данным ЭТ;4)свойств и структурных особенностей тела плотины.Основная рабочая модель в использованной программе IE2DP2 – полупространство.Верхнее полупространство – воздух, который имеет сопротивление ρ=∞ (численно в программеρ=99999 Ом∙м).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
