Диплом Ельцов ДВ (1207704), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

В данном дипломном проекте выбран георадиолокационный метод обследования земляного полотна, так как данный метод обладает большой производительностью, технологичность и относительно невысокой стоимостью работ. Георадиолокация обеспечивает непрерывность измерений и четко устанавливает положение границ разделов грунта.

4.3 Технология георадарного обследования земляного полотна

Задачей проведения полевых работ методом георадиолокации являлось обследование поперечного профиля железнодорожной насыпи [14].

Задача построения грунтового разреза решается последовательно и состоит из следующих основных этапов:

1) подбора комплекта аппаратуры, соответствующей решаемой задаче;

2) проведения георадарного обследования по технологии георадарного профилирования;

3) выделения границ раздела грунтов на радарограммах;

4) определения скоростей распространения радиоволн в каждом грунтовом слое;

5) преобразования исходного временнóго разреза в глубинный разрез.

Для качественного построения грунтового разреза необходимо определить, какой комплект аппаратуры следует использовать. Желательно заранее определить, какая требуется глубина разреза и детальность обследования (т. е. какой минимальный размер слоя или неоднородности нужно определить)

Важно четко понимать, что радиосигнал низкой частоты позволяет обеспечить большую глубину зондирования, но при этом разрешающая способность уменьшается. Увеличение центральной частоты антенны приводит к уменьшению глубины обследования, но при этом позволяет увеличить разрешающую способность георадара (рис.4.3).

При проведении обследования использовался георадар ЛОЗА в комплекте с антеннами длиной 3 метра с центральной частотой сигнала 50 МГц для максимальной глубины зондирования 30м. Временная развертка сигнала составляла 512 нс, частота дискретизации – 1 ГГц.

Рис.4.3. Зависимость влияния центральной частоты антенного блока георадара на информативную глубину разреза

Обследуемый участок разбивается на георадарные профили. Схема объекта с обозначенными профилями, наименования профилей, расстояния между ними и характерными точками на местности заносятся в полевой журнал. Кроме того, для каждого выполняемого профиля, в журнал заносится дополнительная информация: направление перемещения георадара, шаг обследования, длина антенн, длина записи (временная развертка) и необходимые параметры георадара (вид записи, ослабление сигнала и т.д.) [13].

Перед проведением полевых работ выполняется подготовка обследуемых профилей. Участки расчищаются от травы и кустарника, убираются крупные металлические объекты вблизи профиля. Объекты железнодорожного пути, провода ЛЭП, металлические конструкции заносятся на схему обследования.

Вдоль оси обследования укладывается фиберглассовая рулетка. Установка антенн георадара на поверхность земли осуществлялась без воздушного зазора между поверхностью и антенной. После проведения полевых работ, полученные, радарограммы сохраняются в памяти компьютера.

Вдоль поперечного профиля выполняется испытание в модификации георадарного профилирования с постоянным расстоянием между антеннами георадара и шагом обследования.

Задачи камеральной обработки георадарных данных, состоят в определении положения границ раздела сред на радарограмме и в определении глубины расположения этих сред.

4.3.1 Построение скоростной модели

Георадарное зондирование на переменной базе – это такая технология георадарного обследования, при которой расстояние между антеннами георадара последовательно изменяется от 0 до 10-15 метров.

Георадарное зондирование выполняется в одной из двух модификаций. В первом случае обе антенны одновременно разносятся друг от друга. Вторая модификация приводит к несколько более достоверным результатам, но, в то же время, чуть более трудоемка. Принята вторая модификация (рис.4.4). Шаг антенны равен 20 см[23].

Рис.4.4. Схема проведения георадарного зондирования на переменной базе; положение передающей антенны неизменно; черные прямоугольники – положение передатчика, серые прямоугольники – положение приемника

В отличие от георадарного профилирования георадарное зондирование на переменной базе выполняется не на всем протяжении исследуемого объекта, а лишь в некоторых местах. При выборе этих мест следует руководствоваться следующими рекомендациями:

Во-первых, зондирование следует выполнять там, где имеется известная информация о грунтовых слоях (например, в местах бурения скважин).

Во-вторых, зондирование следует проводить на тех участках, где границы между грунтовыми слоями практически горизонтальны. Чем сильнее наклонены границы, тем большие погрешности будут внесены при дальнейшем построении грунтовой модели. Для того, чтобы выявить места с горизонтальными границами, необходимо провести предварительное обследование методом георадарного профилирования.

В-третьих, в каждой зоне с уникальными инженерно-геологическими условиями должно быть выполнено хотя бы одно испытание методом георадарного зондирования.

Для объектов, в которых инженерно-геологическая ситуация постоянна, достаточно выполнить небольшое количество (два-три) испытания методом георадарного зондирования на переменной базе. При обследовании земляного полотна железных и автомобильных дорог при одинаковых инженерно-геологических условиях на всем участке выполняется несколько испытаний на наиболее свободном от помех поперечном профиле в различных сечениях: на основной площадке, берме, по оси канавы, а также несколько проверочных испытаниях на других поперечных профилях[15].

Выполняется продольное и поперечное обследования земляного полотна методом георадарного зондирования у основания бермы, у подошвы откоса и на основной площадке (рис.4.5). Использовался георадар ЛОЗА-Н в комплекте с антеннами длиной 3 метра, центральная частота испускаемого сигнала составляла 50 МГц, временная развертка – 512 нс. Приемная антенна оставалась неподвижной, передающая перемещалась с шагом 0.2 м в направлении от приемной антенны для поперечного обследования, 0.5 м для продольного обследования. Годограф будет располагаться на левой и правой берме.

Рис.4.5. Поперечный профиль железнодорожной насыпи. Стрелками обозначены сечения, в которых проводилось георадарное

Зондирование

4.3.2 Преобразование временного разреза в глубинный разрез

Преобразование временного разреза в глубинный осуществляется последовательно, для каждой границы между слоями. В приблизительных расчетах глубина границы может быть найдена по формуле

, (4.1)

где – глубина текущей границы, м; – глубина предыдущей границы, м (при расчете первой границы принимается равной 0); – время прихода волны, отраженной от текущей границы, нс (считывается по радарограмме); – то же для предыдущей границы, нс (при расчете первой границы принимается равным нулю). Существуют и другие, более сложные методики расчета, учитывающие расстояние между антеннами и дополнительные осложняющие факторы.

Кроме того, если георадарный профиль пройден по негоризонтальной поверхности (например, насыпь), требуется высотная привязка радарограммы к рельефу местности.

4.4 Оценка экономической эффективности применения геофизических методов при обследовании земляного полотна

В данном пункте приведена оценка экономической эффективности обследования основания железнодорожного земляного полотна. В нем приведены сметы на каждое георадиолокационное обследование и смета на инженерно-геологические изыскания.

В связи с отсутствием норм и расценок на проведение геофизического обследования железнодорожного земляного полотна, были приняты нормы и расценки на геофизическое обследование автомобильных дорог.

Территориальные сметные нормативы для Хабаровского края разработаны на кафедре «Железнодорожный путь» ДВГУПС на базе аналогичных норм для Москвы в уровне цен по состоянию на 1 января 2000 года. К этим нормам добавлены затраты на амортизацию оборудования (материальные ресурсы) георадаром «Лоза». Нормативный срок службы георадаров принят 10 лет. Рабочий период в теплое время года равен 8 месяцам.

Таблица 4.1

Расценка на геофизическое обследование автомобильных дорог

Состав работ:

1. Ограждение места производства работ.

2. Определение георадарных профилей(продольных и поперечных).

3. Ввод данных для обследования, контроль поступающей с георадара информации.

4. Сборка-разборка антенных блоков.

5. Проходы георадаром.

6. Сохранение информации и перебазировка.

Измеритель: 1 км.

Согласно табл.4.1, прямые затраты на геофизическое обследование автомобильных дорог георадаром «Лоза» в уровне цен по состоянию на 1 января 2000 г. составляют 519,01 руб. В виду того, что в смете отражены все расценки в уровне цен по состоянию на 1 января 1991, расценка на геофизическое обследование также была приведена к базисному уровню 1991 г. и составила 52,96 руб.

Смета на георадиолокационное обследование на КМ120 ПК9 – КМ 121 ПК 4 представлена в табл.4.2.

Таблица 4.2

Смета на георадиолокационное обследование на КМ120 ПК9 – КМ121 ПК4

	Наименование работ	Ед. изм.	Основание	Расчет				Сумма, руб.
				Объемы	Расценки	Районный коэффициент перехода от цен 1982 г. к ценам 1991 г.
1	2	3	4	5	6	7		8
Применяемые коэффициенты: К1 = 1.15 – СБЦ-1999, табл. 3 § 5 – к итогу сметной стоимости изысканий при их выполнении в районах РФ, для которых установлены районные коэффициенты. К2 = 1.15 – СБЦ-1999, Общие указания, п. 7 – к итогу сметной стоимости при выполнении изысканий организациями, производящим выплаты, связанные с предоставлением льгот лицам, работающим в районах Хабаровского края.
К3 – 44.12 – инфляционный коэффициент на I квартал 2017 г по письму Минстроя России от 20 марта 2017 г. № 8802-ХМ/09
I. Полевые работы
1	Георадарное профилирование. Общая длина профилей 2600 м.	1 км	СТО 01 - 2013	2,6	52,96			137,70
Итого полевых работ								137,70

Окончание таблицы 4.2

1	2	3	4	5	6	7		8
II. Камеральные работы
2	Составление отчета	%	СБЦ-1999, табл. 87 § 3	137,7	18			24,79
Итого камеральных работ								24,79
III. Прочие расходы
7	Внешний транспорт при расстоянии до 1000 км и сроках до 1 мес. 30,8%	%	СБЦ-1999, табл. 5 § 4	137,7	30,8			42,41
8	Организация-ликвидация работ, 6%	%	СБЦ-1999, п. 13 Общих указаний	137,7	6			8,26
Итого прочих расходов								50,67
Всего по смете в ценах 1991 г (БАЗИСНАЯ ЦЕНА)								213,16
Итого с учетом коэффициентов K1 и K2 (K=1.3)								277,11
Итого с учетом инфляционного коэффициента К3								12226,00
НДС 18%								2200,70
ИТОГО: четырнадцать тысяч двадцать семь рублей								14427,00

Смета на инженерно-геологические изыскания на участке КМ120 ПК9 – КМ121 ПК4 представлена в табл.4.3.

Характеристики

Список файлов ВКР