Барилгын салбарт геофизикийн үүрэг
Орчин үеийн барилгын салбар нь газрын тохиромжтой нөхцөлд болон нарийн төвөгтэй газар нутагт аюулгүй, үр ашигтай, удаан эдэлгээтэй дэд бүтцийг бий болгох шаардлагатай байна. Энэ нөхцөлд геофизик нь өргөн хүрээтэй малтлага хийх шаардлагагүйгээр газрын доорхи нөхцөл байдлыг "харж" чаддаг тул чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Чулуулаг, хөрсний физик шинж чанарыг хэмжих замаар геофизик нь төлөвлөгч болон төсөл хэрэгжүүлэгчдэд геотехникийн эрсдэлийг ойлгох, суурийн загварыг тодорхойлох, тэр ч байтугай бүтцийн болзошгүй эвдрэлийг бууруулахад тусалдаг. Энэ нийтлэлд геофизик нь барилгын ажлын янз бүрийн үе шатанд хэрхэн хувь нэмэр оруулдаг талаар авч үзэх болно.
1. Геофизик нь газрын доорхи судалгааны хэрэгсэл болгон ашиглах нь
Барилгын ажлын хамгийн том бэрхшээлүүдийн нэг бол газрын доорхи нөхцөл байдлын тодорхойгүй байдал юм. Өрөмдлөг (өрөмдлөгийн бүртгэл) болон лабораторийн шинжилгээний өгөгдөл нь чухал боловч өрөмдлөгийн цэгүүдийн тоо нь ихэвчлэн өртөг, цаг хугацаагаар хязгаарлагддаг. Геофизик нь туслах арга болж, өрөмдлөгийн цэгүүдийн хоорондох мэдээллийг холбосон хажуугийн тасралтгүй байдлын зургийг гаргаж өгдөг тул газрын доорхи загварыг илүү төлөөлөлтэй болгодог.
Геофизикийн аргууд нь хөрс/чулуулгийн давхаргын бүтэц, суурь чулуулгийн гүн, ан цав, хөндий, сул бүс, тэр ч байтугай усны ханалтын түвшинг тайлбарлахын тулд үндсэндээ гадаргуугаас (эсвэл цооног дотроос) хэмжилт хийдэг. Энэхүү мэдээлэл нь төлөвлөлтийн үе шатнаас эхлэн зураг төслийн шийдвэр гаргах, эрсдэлийг бууруулах үндэс суурь болдог.
2. Суурийн төлөвлөлт болон бүтцийн зураг төслийг дэмжих
Суурь нь барилгын ачааллыг газарт шилжүүлдэг элементүүд юм. Хөрсний нөхцөл байдлыг буруу ойлгох нь суулт, хагарал, тэр ч байтугай бүтцийн эвдрэлд хүргэж болзошгүй. Геофизик нь гүехэн суурь, овоолго, өрөмдсөн овоолго эсвэл газрын сайжруулалт гэх мэт тохиромжтой суурийн төрлийг тодорхойлоход тусалдаг.
Нийтлэг хэрэглээнд овоолгын уртыг тодорхойлохын тулд суурь чулуулгийн гүнийг хэмжих, удаан хугацаанд нягтрахад өртөмтгий ханасан шавар зэрэг зөөлөн хөрсний давхаргыг зураглах зэрэг орно. Геофизикийн мэдээлэл нь төлөвлөгчдөд хажуугийн хөрсний хэлбэлзлийг тооцоолох боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь суурийн зураглалыг зөвхөн нэгэн төрлийн байдлын таамаглалд төдийгүй өгөгдөлд үндэслэх боломжийг олгодог.
3. Геологийн нөхцөл байдлын зураглал болон геотехникийн аюулыг тодорхойлох
Геофизик нь гадаргуугаас ихэвчлэн үл үзэгдэх геотехникийн аюулыг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, тухайлбал:
– Чулуулгийн бат бөх чанарыг бууруулж болзошгүй хагарлын бүс буюу хагарал.
– Шохойн чулуун суулт (живэлт) эрсдэлтэй хэсэгт байрлах газар доорхи хөндий (карст).
– Зөв нягтруулаагүй дүүргэлт эсвэл далангийн давхаргууд.
– Газар хөдлөлтийн үед шингэрэх хандлагатай ханасан элсний линз.
– Налуу эсвэл малтлагын тогтвортой байдалд нөлөөлдөг литологийн огцом өөрчлөлтүүд.
Болзошгүй аюулын байршил, тархалтыг мэдэж байх замаар төслүүд өндөр эрсдэлтэй цэгүүдээс зайлсхийх, маршрутыг тохируулах эсвэл эртнээс нэмэлт хүч төлөвлөх боломжтой.
4. Барилгад түгээмэл хэрэглэгддэг геофизикийн аргууд
Төслийн хэрэгцээ, талбайн нөхцөл, зорилтот гүнээс хамааран янз бүрийн геофизикийн аргыг сонгодог.
а. Газар хөдлөлтийн аргууд (Газар хөдлөлтийн хугарал ба MASW)
Газар хөдлөлтийн аргууд нь хөрс/чулуулгийн давхаргын хатуулаг болон нягтралыг үнэлэхийн тулд долгионы тархалтыг ашигладаг. Газар хөдлөлтийн хугарлыг ихэвчлэн суурь чулуулгийн гүн болон цаг агаарын давхаргын зузааныг зураглахад ашигладаг. MASW (Гадаргуугийн долгионы олон сувгийн шинжилгээ)-ийг хөрсний ангилал, газар хөдлөлтийн талбайн хариу урвалын шинжилгээ, газар хөдлөлтөд тэсвэртэй бүтцийн зураг төслийн чухал параметр болох шилжилтийн долгионы хурд (Vs) профайлыг олж авахад өргөн ашигладаг.
b. Геоцахилгаан эсэргүүцэл (ERT – Цахилгаан эсэргүүцлийн томографи)
ERT нь газрын доорх цахилгаан эсэргүүцлийн хэлбэлзлийг зурагладаг. Энэ арга нь усаар ханасан бүс, хөндий, шаварлаг давхарга эсвэл литологийн өөрчлөлтийг илрүүлэхэд үр дүнтэй байдаг. Хонгил эсвэл малтлагын барилгын ажилд ERT нь нуралт эсвэл шүүрэлтийг өдөөж болох нойтон эсвэл сул бүсийг урьдчилан таамаглахад тусалдаг.
c. Газрын нэвтрэлтийн радар (GPR)
GPR нь өндөр давтамжийн цахилгаан соронзон долгион ашигладаг бөгөөд ялангуяа гүехэн гүнд ашигтай байдаг. Үүний үндсэн хэрэглээнд газар доорх байгууламжуудыг (хоолой болон кабель) илрүүлэх, замын хучилтын зузааныг шалгах, бетонон хавтангийн доорх хоосон зайг тодорхойлох, бүтцийн нөхцөл байдлыг эвдэхгүй турших зэрэг орно.
d. Соронзон ба таталцлын
Соронзон болон таталцлын аргуудыг илүү өргөн хүрээтэй геологийн зураглалд ашигладаг боловч тэдгээр нь булшлагдсан ферромагнет объектыг илрүүлэх эсвэл том хөндийтэй холбоотой нягтралын өөрчлөлтийг зураглалд оруулах зэрэг тодорхой төслүүдэд хамааралтай хэвээр байна. Тодорхой нөхцөлд эдгээр судалгаа нь илүү нарийвчилсан судалгаа хийх эхний алхам байж болно.
д. Цооногийн геофизикийн каротаж
Хэрэв өрөмдлөг үргэлжилж байгаа бол геофизикийн каротаж (жишээлбэл, дууны, гамма, эсэргүүцлийн каротаж) нь стратиграфи болон инженерийн параметрүүдийн тайлбарыг сайжруулж чадна. Энэхүү өгөгдөл нь өрөмдлөгийн туршилтын үр дүнг гадаргуугийн геофизикийн загваруудтай холбож, илүү тогтвортой дүр зургийг бий болгодог.
5. Геофизикийг янз бүрийн төрлийн барилгын төслүүдэд хэрэглэх нь
а. Зам, гүүр, төмөр зам
Зам болон төмөр замын төслүүдэд геофизик нь зөөлөн хөрсний зузааныг үнэлэх, хуучин далангийн хэсгүүдийн газрын зургийг гаргах, ялгавартай суулт үүсэх магадлалтай бүсүүдийг тодорхойлоход тусалдаг. Гүүрнүүдэд суурь чулуулгийн гүн болон голын тунадасны нөхцөл байдлыг газрын зураг дээр гаргах нь тулгуур ба тулгуур суурийн зураг төсөлд тусалдаг.
б. Өндөр барилга байгууламж болон үйлдвэрлэлийн бүсүүд
Өндөр барилгуудын хувьд MASW-ийн Vs профайлыг орон нутгийн газар хөдлөлтийн хариу үйлдлийн тооцоололд ашиглаж болно. ERT нь зоорийн барилгын ажлын явцад усгүйжүүлэхэд нөлөөлдөг гүехэн гүний усны газрын зургийг гаргахад тусалдаг. Геофизик болон геотехникийн хослол нь илүү аюулгүй тулгуур хана болон гүний усны түвшинг бууруулах системийн зураглалыг бий болгодог.
в. Хонгил болон газар доорхи ажил
Хонгилууд нь чулуулгийн нөхцөл байдлын өөрчлөлтөд маш мэдрэмтгий байдаг. Геофизикийн судалгаагаар усны урсгалыг өдөөж болзошгүй хагарлын бүс, элэгдэлд орсон чулуулаг, эсвэл усны хонхорхойг тодорхойлж болно. Энэ нь илүү нарийвчлалтай малталтын арга, тулгуур систем, зуурмаг хийх боломжийг олгодог.
d. Далан, далан, гидравлик байгууламж
Далангийн төслүүдэд геофизикийг нэвчилтийн замыг судлах, ус нэвтэрдэггүй давхаргыг (шавар цөм) шууд бусаар зураглах, далангийн бие доторх чийгийн өөрчлөлтийг хянах зорилгоор ашигладаг. Энэ нь хоолой болон гидравлик бүтцийн эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэхэд чухал ач холбогдолтой.
6. Барилгын ажлын явцад чанарын хяналт ба хяналт
Геофизикийн үүрэг нь анхны судалгааны шатанд дуусдаггүй. Чанарын хяналтад тодорхой аргуудыг ашиглаж болно, жишээлбэл:
– Хөрсний сайжруулалтын үр дүнгийн жигд байдлыг (жишээ нь чулуун багана эсвэл зуурмаг) Vs буюу эсэргүүцлийн өөрчлөлтөөр шалгах.
– Малтлага хийсний дараа эсвэл зуурмаг шахаж хийсний дараа хонхорхой байгаа эсэхийг шалгана уу.
– Малтлагын тогтвортой байдалд нөлөөлж болзошгүй усны агууламж эсвэл ханасан бүсийн өөрчлөлтийг хянах.
Энэхүү хяналт нь талбайн шийдвэрийг хурдан гаргахад дэмжлэг үзүүлж, саатал болон зардлын хэтрэлтийн эрсдэлийг бууруулдаг.
7. Зардлын үр ашиг, аюулгүй байдал болон тогтвортой байдал
Төслийн менежментийн үүднээс авч үзвэл геофизик нь дараахь зүйлсээр дамжуулан нэмэлт үнэ цэнийг бий болгодог.
1. Тодорхой бус байдлыг бууруулах: Газрын доорхи илүү сайн мэдээлэл нь гэнэтийн дизайны өөрчлөлтийн эрсдэлийг бууруулдаг.
2. Судалгааны үр ашиг: Геофизикийн судалгаагаар олон өрөмдлөгийн цэг нэмэхээс илүү том талбайг илүү хурдан хамрах боломжтой.
3. Хөдөлмөрийн аюулгүй байдал: Далдлагдсан шугам сүлжээг илрүүлэх нь малтлагын явцад гарах ослын эрсдэлийг бууруулдаг.
4. Байгаль орчны хамгийн бага хохирол учруулах: Үл эвдэх аргууд нь газрыг цэвэрлэх эсвэл хайгуулын малтлага хийх хэрэгцээг бууруулдаг.
5. Шийдвэр гаргалтын дэмжлэг: Хэмжилтэд суурилсан өгөгдөл нь оролцогч талуудын хоорондох техникийн үндэслэл, харилцаа холбоог бэхжүүлэхэд тусалдаг.
8. Геотехниктэй нэгтгэх хязгаарлалт ба ач холбогдол
Ашигтай хэдий ч геофизик нь геотехникийн судалгааг орлохгүй. Геофизикийн тайлбар нь шууд бус бөгөөд өрөмдлөгийн өгөгдөл, SPT/CPT, лабораторийн шинжилгээ, геологийн зураглалтай тохируулга хийхийг шаарддаг. Цаашилбал, өгөгдлийн чанарт хээрийн нөхцөл байдал (жишээлбэл, газар хөдлөлтийн дуу чимээ, цахилгааны хөндлөнгийн оролцоо, эсвэл гадаргуугийн материал) ихээхэн нөлөөлдөг. Тиймээс хамгийн сайн стратеги бол геофизик болон геотехникийн судалгааг нэгдмэл, нэгдсэн судалгааны загварт нэгтгэх явдал юм.
Дүгнэлт
Геофизик нь барилгын салбарт стратегийн үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь энэ нь газрын доорхи нөхцөл байдлыг хурдан, цогцоор нь, эвдрэлгүйгээр илрүүлж чаддаг. Суурийн төлөвлөлт, геотехникийн аюулыг тодорхойлохоос эхлээд маршрутын сонголт, барилгын хяналт хүртэл геофизикийн аргууд нь аюулгүй байдлыг сайжруулж, гэнэтийн зардлыг бууруулж, дизайны шийдвэрийн чанарыг сайжруулахад тусалдаг. Геотехникийн болон геологийн мэдээлэлтэй үр дүнтэй нэгтгэснээр геофизик нь орчин үеийн барилгын төслүүдийн амжилтын түлхүүр юм, ялангуяа хөрсний нарийн төвөгтэй нөхцөлтэй, геологийн гамшигт өртөх эрсдэл өндөртэй газруудад.
