Исследование и мониторинг состояния грунтового массива берегоукрепления нефтяного терминала

Работы выполнены с целью проектирования превентивных мероприятий по укреплению верхней части грунтового массива, прежде всего в местах установки опор эстакады раздаточного нефтепровода. В задачу работ  входило определить распределение скоростей распространения продольных волн в грунтах основания эстакады в полосе 3-4 м до глубины 4-5 м ниже уровня оснований опор раздаточного нефтепровода.

Схема выполнения сейсмоакустического просвечивания грунтового массива и пример сейсмозаписи 

Величина проседания поверхности грунтового массива под плитами бетонного берегоукрепления была установлена визуально путем сверления отверстий в бетоне диаметром 150 мм. Отверстия были просверлены Заказчиком с интервалом 4-6 м вдоль всего берега нефтегавани. В значительной части отверстий в местах проседания плит были выявлены пустоты между нижней поверхностью бетонных плит и щебневой отсыпкой на поверхности грунтового массива.
На участках наибольшего проседания бетонных плит у верхнего края берегоукрепления Заказчиком были пробурены скважины глубиной 8-10 м. Для оценки пространственного распределения скоростных неоднородностей грунтового массива было выполнено акустическое просвечивание с возбуждением колебаний в отверстиях на склоне берегоукрепления и приемом в скважинах, обсаженных полиэтиленовыми трубами.
Расстояния от оси скважины до отверстий в точках возбуждения колебаний изменялись от 6 до 40 м. Однако, как правило, на расстояниях свыше 30 м редко удавалось получить отчетливые записи продольных волн в первых вступлениях из-за высокого уровня шумов, создаваемых машинами танкеров и компрессорных станций, а также из-за недостаточной энергии воздействия при возбуждении  упругих колебаний. Таким образом, по каждой из скважин удавалось выполнить просвечивание на участке берегового склона до 60-70 м.

 

Вертикальные сечения скоростей продольных волн на одном из участков проседания плит берегоукрепления

Вертикальные скоростные разрезы получены по вертикальным плоскостям, проходящим параллельно оси эстакады раздаточного нефтепровода. Плоскости вертикальных сечений расположены с интервалом 1 м. Оси опор нефтепровода соответствует разрез по плоскости, проходящей по ординате 301,0 м. Для каждого полигона получены разрезы для плоскостей с ординатами 299, 300, 301 и 302 м. Вследствие особенностей путей распространения и пространственного расположения точек преломления сейсмических лучей разрезы на разных плоскостях имеют различные ограничения по глубине и по координате X. На серии разрезов отчетливо проявляется низкоскоростная аномальная зона до глубины свыше 3-4 м, расширяющаяся в сторону моря. 

Мониторинг распределения  скоростей продольных волн на одном из участков ремонтно-профилактических работ

Часть просверленных в бетоне отверстий была использована для инжекций пластифицированного цементного раствора в пустоты и в интервалы разуплотнения грунтов. Другая часть отверстий была законсервирована и использовалась для повторного измерения скоростей распространения упругих волн  в грунтовом массиве берегоукрпления в течение двух последующих за ремонтом лет. Ниже показана карта пустот под плитами на момент начала ремонтных работ и вертикальные сечения скоростей до начала инжекций (а), через 2-3 дня после закачки пластифицированного бетона (б) и спустя 15 месяцев после ремонта (в). На разрезах отчетливо видно уплотнение приповерхностного слоя грунтового массива. Остаточная зона пониженных скоростей вблизи проекции наблюдательной скважины связана с разуплотнением грунтового массива в приствольном пространстве скважины, происшедшем в процессе ее бурения.

Проявления очагов суффозии грунтов верхней части берегового склона на разрезах электротомографии и скоростей продольных волн

Локальным участкам возможного проявления  суффозионных процессов соответствуют пониженные значения электрического сопротивления и скоростей распространения продольных волн.