Инженерно-геологические изыскания

Проведение инженерно-геологических изысканий.

Материалы комплексных аэрогеофизических съемок являются важным составным элементом инженерно-геологических изысканий в следующих областях.

Инженерно-геологические изыскания принадлежит к категории важных процедур, которые необходимы при проведении различных строительных работ. Этот вид исследований необходим для качественной оценки грунта, но и для составления основной документации. Среди базовых составляющих элементов, которые входят в состав процедуры, как инженерно-геодезические изыскания, входят материалы полученных аэрогеофизических комплексных съемок.

Подземные тепловые сети городских агломераций

Тепловая инфракрасная аэросъёмка - единственный дистанционный метод, позволяющий определять местоположение тепловых сетей, а также выполнять дистанционнцю диагностику их состояния. Материалы съемки позволяют:

• оперативно оценивать реальное состояние теплосетевой инфраструктуры города;
• создавать (актуализировать) векторные схемы расположения тепловых сетей в кондициях исходной топографической основы (например, 1:2000);
• оперативно выявлять аварийные и аварийно-опасные участки тепловых сетей;
• интегрировать получаемые материалы в муниципальные и специализированные ГИС;
• выявлять несанкционированные подключения к теплосетям;
• оценивать эффективность капиталовложений в теплосетевое хозяйство на основе мониторинговых аэросъёмок;
• снижать затраты на капитальный ремонт теплосетей за счёт реальной оценки состояния теплотрасс и корректировки планов ремонтных работ;
• принимать решения о продлении ресурса теплосетей;
• устанавливать очерёдность объектов капитального ремонта в зависимости от размера доступных финансовых средств. 

Интерпретация получаемых материалов позволяет выделить:

• нормированные теплопотери (трасса в нормальном состоянии, целостная и сухая теплоизоляция);
• повышенная утечка тепла (влажная или нарушенная изоляция, увеличение интенсивности коррозионных процессов);
• высокая утечка тепла (небольшие свищи, нарушенная и влажная изоляция);
• аварийное состояние (разрыв теплопровода с изливом теплоносителя).

Задача выявления постоянных утечек имеет большое практическое значение. Утечки не только являются долгодействующими источниками воздействия на окружающую среду, но и зарождающимися очагами разрушения стенок трубопроводов (аварий) за счет ускорения процесса коррозии. Кроме того, малые утечки приводят к резкому увеличению тепловых потерь через влажную изоляцию, потерям теплофикационной воды, которые приходится восполнять.

Диагностика состояния подземных тепловых сетей (1 - аварийное состояние; 2- высокие теплопотери (аварийноопасное состояние); 3- повышенные теплопотери (нарушенная или влажная изоляция); 4 - нормированные теплопотери)

Выявление аварийных участков тепловых сетей (5 – магистральные теплотрассы, 5а – аварийно-опасный участок магистрали, 6 – тепопроводы среднего диаметра , 6а – участки теплосети с повышенной утечкой тепла, 7 – потребительские теплосети)

Контроль состояния шоссейных и железных дорог

Для оценки состояния дорожного покрытия и железнодорожного полотна используется тепловая инфракрасная аэросъемка. Разрушению дорожных одежд предшествует разуплотнение подушки (трещиноватость, суффозионные процессы и пр.). В таких местах, как правило, наблюдается повышение обводненности области под дорожным полотном за счет грунтовых вод, атмосферных осадков и утечек из водонесущих коммуникаций, причем. Обводненные участки дороги за счет более высокой теплоемкости воды и её испарения под действием солнечного излучения прогреваются медленнее. Таким образом, на тепловом изображении поверхности дорожного полотна эти области выделяются как локальные холодные участки.

Выявление участков подтопления дорожных покрытий

Аварийно-опасные участки теплотрасс под дорожным полотном

Проектирование дорог и продуктопроводов

Обводнённый участок железнодорожной насыпи
(1 – полотно железной дороги; 2 – железнодорожная насыпь; 3 – лесной массив; 4 – супротивное расположение зоны обводнения)

Подпруживание железнодорожной насыпи за счет нарушения дренажного стока 

(1 – полотно железной дороги; 2 – железнодорожная насыпь; 3 – лесной массив; 4 – зона обводнения) 

Оценка состояния продуктопроводов (нефте - газопроводы)

Нефть и газ в трубопроводах перекачиваются под большим давлением, за счет чего перекачиваемый продукт разогревается до температуры 45-50˚С. При большом диаметре труб (≥ 1000 мм) создается кондуктивный поток тепла, достаточный для формирования положительной тепловой аномалии, даже при подземной прокладке.

Тепловая инфракрасная аэросъёмка позволяет решать задачи:

• картирования местоположения ниток продуктопровода и объектов его инфраструктуры;
• определять участки его подтопления;
• выявлять несанкционированные подключения к продуктопроводу
• выявлять утечки, как подземные, так и из крановых узлов.

При этом утечки из нефтепроводов обнаруживаются как радиационноконтрастные объекты (изменение спектральных характеристик почво-грунтов), а утечки из газопроводов – как температуроконтрастные (отрицательные аномалии теплового поля, сформированные за счет адиабатического расширения выходящего газа).

Картирование местоположения веток магистральных газопроводов в пределах землеотвода

Участок подтопления нефтепровода

Подземная утечка газопровода в районе станции катодной защиты

Гидрогеология

При поисках подземных вод с использованием импульсной аэроэлектроразведочной системы могут решать следующие задачи:

• определение глубины залегания и мощности горизонтов различных горных пород, слагающих геологический разрез, в том числе водоносных и водоупорных;
• картирование и изучение внутреннего строения тектонических нарушений и обводненных зон повышенной трещиноватости.

Геокриология

Наличие и степень мерзлоты приобретает большее значение при строительстве в северных регионах. Поскольку высокое сопротивление мерзлого грунта уверенно картируется на моделях эффективных сопротивлений, результаты аэроэлектроразведочных работ позволяют решать следующие задачи:

• картирование зон вечной мерзлоты;
• картирование таликов;
• определение положения нижней границы мерзлой толщи;
• оценка криогенного состояния грунтов c учетов результатов бурения.

Другие задачи:

Материалы аэроэлектроразведки помогают при:

• картирования палеодолин;
• выделении зон карстообразования;
• локализации неоднородностей в верхней части разреза (например, пород траппового комплекса) для их учета при последующей обработке данных сейсморазведки.