Георадарное исследование

На производстве и непосредственно в строительстве первыми начали внедряться приборы, использующие ультразвук – бетоноскопы и ультразвуковые дефектоскопы (для проверки качества сварных швов в металлоконструкциях). Первые образцы этих устройств были контактными и для их эффективной работы требовался специальный контактный гель. Эти приборы используются и сегодня, но они являются специализированными и могут решать только узкий спектр задач.

В инженерных изысканиях, в частности в геологоразведке уже достаточно долго применяются методы инженерной геофизики – это различные технологии и методы изучения геологического разреза при помощи физических методов. К ним относятся скважинный каротаж, термометрия, магнитометрия, гравиметрия, электроразведка, сейсморазведка и прочее. Но эти методы разрабатывались в основном для научных целей (исследование строения Земли) и поиска полезных ископаемых. Поэтому они отличаются масштабностью, сложностью интерпретации данных, а кроме того, некоторые из них (например, сейсморазведку) невозможно проводить вблизи населенных пунктов или промышленных объектов.

Сегодня в распоряжении инженеров и технических специалистов имеется одна очень эффективная технология, которая может решить широкий спектр задач в области неразрушающего контроля качества, поиска скрытых объектов и изучения геологического разреза.

Радиолокация широко применяется в изучении различных сред. Данный метод основывается на том, что электрофизические свойства различных сред отличаются – относительная диэлектрическая проницаемость, удельное затухание волны и скорость распространения сигнала в отдельных средах имеют свое практически фиксированное значение. На основании этих данных можно выделить вкрапления инородного вещества в какой-нибудь среде (например, найти гранитный валун в слое песка или глины), определить границы верхних разделов различных сред. Радиолокация у большинства ассоциируется со станциями РЛС, которые занимаются мониторингом воздушного пространства, но радиолокаторы также используются при поиске и разведке углеводородов в морях и океанах. Дело в том, что электромагнитные волны различной длины по-разному пронизывают среды, например, радиолокационные станции излучают короткие волны, которые могут пронизывать только воздух, потому что его относительная диэлектрическая проницаемость равна 1, и мощность сигнала в данной среде практически не снижается. Сталкиваясь с любым объектом, обладающим эффективной рассеивающей площадью сигнал отражается, после чего возвращается на радар и улавливается принимающей антенной. Так происходит обнаружение и сопровождение всех летательных аппаратов. Морские радиолокаторы генерируют электромагнитные сигналы в более длинных диапазонах, позволяя изучать водную толщу на большую глубину, а также донные грунты.

Георадар – это современный комплекс для изучения различных сред, в том числе неоднородных. Данный прибор излучает электромагнитные импульсы в сверхширокополосном диапазоне (метровом и дециметровом). Эти сигналы способны пронизывать среды (в том числе неоднородные) с высокой относительной диэлектрической проницаемостью. Георадар комплектуется сменными блоками, в которых имеется множество антенн, работающих на различной частоте. Каждый излученный сигнал после соприкосновения с отражающей поверхностью возвращается на принимающую антенну, после чего поступает в блок управления, где преобразуется в цифровую информацию (трассу). Зная время распространения и величину затухания сигнала можно определить относительную диэлектрическую проницаемость среды. По совокупности полученных данных делается вывод о составе среды, о веществах и материалах, из которых состоят ее компоненты.

Регистрирующее устройство (мобильный или встроенный компьютер) из множества трасс строит графическое изображение – радарограмму, на которой различными цветами или градиентов выделяются области, отличающиеся по электрофизическим характеристикам. Если сигналы различной частоты не пронизывают среду, а сразу отражаются от нее, то можно сделать вывод, что это скрытый предмет, изготовленный из металла (у него слишком большая диэлектрическая проницаемость, поэтому волны не могут пронизывать его), на радарограмме такой объект отображается в виде гипербол.

За счет своей простоты, высокой производительности и многозадачности георадар нашел свое применение во многих отраслях:

Георадар представляет собой прибор, который состоит из нескольких отдельных блоков. Они собираются воедино в полевых условиях в различной конфигурации, в зависимости от особенностей зондируемой поверхности, объемов работ, способа перемещения. Зондирование поверхности производится проходами с определенным шагом (шаг между проходами устанавливается в зависимости от поставленной задачи, состава геологического разреза, глубины зондирования и прочих факторов). Проходы могут осуществляться как пешим ходом, так и с использованием транспорта – для закрепления на автомобиль имеется специальная подвеска. Прибор комплектуется GPS-приемником и датчиком движения – это дополнительное оборудование позволяет привязать результаты зондирования к плану местности.

После сборки и подготовки георадара оператор начинает производить проходы по заранее размеченному участку (заранее размечать необязательно, особенно если это закрытое помещение или линейный объект большой протяженности). Во время подповерхностного зондирования радарограмма непрерывно сохраняется на цифровом носителе, также ее можно наблюдать на экране регистрирующего устройства в режиме реального времени. Это очень удобно, особенно если при помощи георадара производится поиск скрытого объекта, инженерных сетей, утечек в водопроводах и канализациях. В зданиях при помощи георадара можно с легкостью обнаружить скрытые полости, тайники, инженерные сети в бетонных, многослойных и кладочных конструкциях, места утечек в скрытых водопроводах. В бетонных конструкциях георадар может найти слои утепления, дефекты (трещины, раковины, неравномерности смешения инертных материалов) и арматуру (при необходимости можно восстановить схему армирования – это очень важно при обследовании несущих конструкций во время капитального ремонта или реконструкции, когда проектные документы на объект утеряны).

После проведения работ по зондированию участка (или искусственного сооружения) производят камеральную обработку полученных данных. Радарограмма расшифровывается, определяется природа обнаруженных аномалий, составляется отчет. Следует знать, что радарограмма представляет собой плоскостной разрез, но при сканировании всего участка с привязкой к начальным координатам (реперу или иной опорной точке) из совокупности таких разрезов можно построить трехмерную модель исследованного участка. Объемное изображение может дать больше представлений о характере скрытых объектов, при помощи него проще произвести расчет объемов геологических пачек слоев.

Официальный отчет о георадарном обследовании может использоваться для разработки проектной документации, как основание для подтверждения возможности (невозможности) и экономической обоснованности строительства объекта, а также в иных целях. В геологоразведке георадарное исследование существенно сокращает объем дорогостоящих работ по бурению скважин и отбору образцов. Поскольку прибор ведет непрерывное зондирование, то он может обнаружить все скрытые объекты и опасные геоморфологические факторы, которые могут оказаться в промежутках между местами бурения геологических скважин. Узнать больше о георадаре и его возможностях Вы можете на нашем сайте, при возникновении вопросов обратитесь к нашим специалистам посредством чата, либо закажите обратный звонок.