768

Рис. 33. Дорожный ЭМ-сканер для исследования протяженных линейных участков транспортных магистралей

Электромагнитное сканирование позволяет эффективно решить многие вопросы, возникающие при диагностике деформируемых участков земляного полотна.

На рис. 34 представлены результаты электромагнитного сканирования участка земляного полотна железной дороги с провальными деформациями над трубой. Разуплотненные участки за обделкой трубы обладают резко выраженной пониженной проводимостью, что позволяет их достаточно точно оконтурить.

На рис. 35 представлен план электромагнитного сканирования участка земляного полотна с провальными деформациями над водопропускной трубой на ст. Жеребцово ЗападноСибирской железной дороги. На плане четко видны аномальные зоны с ярко выраженным повышенным удельным сопротивлением, которые визуально с поверхности не просматриваются.

На рис. 36 представлен план распределения суммарной продольной проводимости, являющейся функцией водонасыщенности грунтов, в интервале глубин 4–10 м, полученный при обследовании оползневого участка на 109 км автомобильной дороги «Байкал».

Области наибольшей проводимости сосредоточены у объездной дороги, уплотненные грунты основания которой являются, по всей видимости, преградой для перемещения высоких горизонтов грунтовых вод. Кроме того, зафиксирован обводненный горизонт с глубиной залегания 5–6 м от поверхности, разгрузка которого реализуется именно в сторону оползневого участка.

81

Рис. 34. Определение расположения пустот за обделкой водопропускной трубы на 88 км линии Алтайская – Артышта

Западно-Сибирской железной дороги

Рис. 35. План электромагнитного сканирования участка на ст. Жеребцово

82

Рис. 36. Схема обводнения оползневого участка насыпи на 109 км автомобильной дороги Байкал

Приведенные примеры показывают, что там, где есть четкая дифференциация слоев грунта по влажности (а, следовательно, и проводимости), где требуются поиск мест расположения и конфигурации обводненных зон, исследования направления фильтрационных потоков, определение уровня грунтовых вод, их режима и питания и т.д., данная методика, по нашему мнению, дает наиболее полную и объективную информацию.

Вместе с тем там, где требуется литологическое расчленение слоев грунта, близких по влажности, установление границ ослабленных зон, пустот, каверн и т.д., более эффективными являются сейсмические методы разведки.

3.2.4. Электроконтактное динамическое зондирование

В основе метода электроконтактного динамического зондирования (ЭДЗ) лежат два способа испытания грунтов – динамическое зондирование и токовый каротаж. Первый способ позволяет провести оценку физико-механических свойств грунтов, а второй – разделять грунты по литологическому составу.

Сущность метода ЭДЗ заключается в том, что в массив грунта ударами эталонного груза забивается металлический зонд. В процессе его погружения через определенные интервалы по глубине измеряется сила тока, пропускаемого в грунт через электроды, находящиеся на конце зонда. По принципу динамической пенетрации приближенно оцениваются прочностные характеристики дисперсных грунтов [83].

83

Анализ достоинств и недостатков основных геофизических технологий обследования позволяет сделать два основных вывода:

1.Ни одна из перечисленных технологий не может удовлетворить запросы дорожников во всех возможных ситуациях.

2.Обследование деформируемого земляного полотна, имеющего сложное инженерно-геологическое строение, должно быть комбинированным, с использованием двух-трех геофизических технологий, данные которых привязываются к опорным базовым горным выработкам с опробованием грунтов в них традиционными полевыми и лабораторными методами.

85

Таким образом, обследование деформируемого земляного полотна, имеющего, как правило, сложное инженерно-геологи- ческое строение, должно быть комбинированным с использованием двух-трех технологий, данные которых привязываются к опорным базовым горным выработкам с опробованием в них грунтов традиционными полевыми и лабораторными методами.

Для сплошного мониторинга рекомендуются более простые и дешевые георадарные технологии, позволяющие проводить съемку в движении и дающие объективную информацию о наличии и положении деформированных участков дорожной одежды и земляного полотна. По результатам анализа полученных на этом этапе сведений намечаются участки для более глубокого и детального обследования и места расположения горных выработок.

Параллельно с проходкой горных выработок, опробованием в них грунтов и электродинамическим зондированием выполняется детальное сейсмотомографическое обследование выделенных поперечников. Обработка материалов сейсмотомографии и электродинамического зондирования, а, в случае необходимости, и повторная обработка георадарной съемки выполняется с учетом литологических колонок, разрезов и физико-механических свойств грунтов, полученных стандартными методами в опорных выработках.

Там, где требуются поиск мест расположения и конфигурации обводненных зон, исследование направления фильтрационных потоков, определение уровня грунтовых вод, их режима и питания, где есть дифференциация слоев грунта по влажности и т.д., следует дополнительно использовать электромагнитное сканирование.

Таким образом, комплексный подход к диагностике деформируемого земляного полотна объединяет в себе топографическое, геофизическое и инженерно-геологическое обследования участка с последующим компьютерным анализом состояния земляного полотна и выработкой научно обоснованных рекомендаций по стабилизации деформаций.

Наиболее оптимальной представляется следующая последовательность выполнения работ.

1. Сбор архивных материалов, которые характеризуют предысторию эксплуатации насыпи и ее современное состояние.

87

4. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УСИЛЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

4.1. Общие сведения

Практика эксплуатации автомобильных дорог показывает, что при соблюдении разработанных во второй половине XX века норм, требований и рекомендаций, при надлежащем качестве проектно-изыскательской документации, неукоснительном соблюдении технологии производства работ, грамотной эксплуатации с соблюдением периодичности и своевременности текущего

икапитального ремонта обеспечивается долговечность транспортного комплекса с сохранением нормативных технических параметров на весь период существования дороги.

Наиболее эффективные мероприятия, обеспечивающие надежную эксплуатацию дорожной конструкции, могут быть реализованы только при возведении земляного полотна или при полной реконструкции дороги, связанной с остановкой движения и полной заменой дорожной одежды.

Наблюдения за деформирующимися насыпями автомобильных и железных дорог показывают, что во многих случаях типовые мероприятия по их текущему содержанию в виде планировки

иподсыпки обочин, восстановления в проектных очертаниях деформированных откосов или сооружения поперечных прорезей малоэффективны.

Осушение основания дорожной одежды и верхней зоны рабочего слоя с помощью устройства поперечных прорезей дает, как правило, кратковременный эффект. Кольматация пор дренирующего материала пылевато-глинистыми частицами приводит к падению его фильтрационных свойств. Для успешной нейтрализации деформаций, вызванных переувлажнением грунтов, требуется установка постояннодействующих дренажных устройств. Однако устройство буровых дрен с откосов в условиях заболоченной местности связано со значительными сложностями и труднореализуемо.

Большим шагом вперед с точки зрения повышения стабильности земляного полотна стало широкое использование в строительстве геотекстильных материалов и экструдированных пенополи-

89