Трассопоиск: инженерные изыскания
Локализация инженерных коммуникации это неотъемлемая часть любых работ, связанных со строительством и прокладкой новых инженерных сетей. В век современных технологий, когда трассу кабеля или трубопровод можно отразить при помощи 3D моделирования с привязкой по GPS, к сожалению вопрос о том, скрыта ли коммуникация на конкретном участке строительных или иных работ или ее там нет остается чрезвычайно актуальным. Инженерные изыскания, прокладка новых коммуникаций с рытьем траншей и каналов, прокладка скрытых коммуникаций методом ГНБ, зачастую оказываются под угрозой срыва или проводятся со значительными финансовыми затратами по причине отсутствия информации или случайного повреждения силовых кабельных линий и трубопроводов. При этом, круг задач подрядных организаций не только сводиться к выполнению строительно-ремонтных работ, но и к предоставлению подробной информации (планов, карт и схем) о том где пролегают инженерные сети. На сегодняшний день для большинства задач инженерных изысканий создано полноценное решение.
Инженерные изыскания. Локализация инженерных коммуникации под землей
Стандартные способы локализации инженерных коммуникаций сводятся сейчас к работе трассоискателем или георадаром.
Трассоискатель – это прибор который состоит из приемника и генератора. Генератор подключается к инженерной сети ( кабель, труба) и подает в него электромагнитный сигнал на определенной частоте. В это время оператор работая с приемником, перемещается в границах участка на котором проводятся работы. Сигнал генератора улавливается приемником и оператор может понять, где и на какой глубине находиться кабель или труба, а так же в каком направлении они продолжаются. При этом, генератор может подключаться как напрямую к коммуникации, так и наводить сигнал на расстоянии (если проводиться обследование участка на наличие инженерных коммуникаций) и подавать сигнал на различных частотах. Чем больше частот в генераторе, тем выше вероятность осуществить работу успешнее, не опасаясь влияния сторонних помех. Приемник может работать и без генератора, при этом его надо будет настроить на какую либо из частот, которые наверняка присутствуют в инженерной коммуникации: 50 Гц – силовой кабель, 100 Гц – труба с катодной защитой, 12-23 кГц радиочастоты. Помимо этого, инженерная коммуникация может быть локализована и за счет наведения сигнала от соседних коммуникаций,таких как ЛЭП и антенны. Лучше всего, если приемник может работать на нескольких частотах и селективно, что значительно снизит время выполнения обследования инженерных сетей и его точность. Точность определения трассы и глубина зависит от многих условий (грунт, влажность, помехи ) , как правило максимальная глубина , на которой трассоискатель может локализовать коммуникацию с заявленной точностью достигает 6м. Среди огромного количества подобных приборов следует отметить хорошо зарекомендовавших себя трассоискатели BLL-200 (Tempo /tovar/1/2/513815545/ ) и AT-5000 /tovar/1/2/32/ (Amprobe)
Необходимо помнить о важной особенности работы трассоискателем, а именно его работа с токопроводящими инженерными коммуникациями. Неметаллические коммуникации возможно локализовать только при помощи специального зонда, который предварительно вводиться в коммуникацию. Либо при помощи георадара.
Помимо прочего, трассоискатель обладает такими сервисными функциями как: определение трассы кабеля «свой-чужой», вычисление координат коммуникации с привязкой по GPS и создание интерактивной карты того как и где она пролегает. Инженерные изыскания неметаллических объектов которыми изобилуют инженерные сети целесообразно осуществлять при помощи георадара.
Георадар - современный георадар представляет собой сложный геофизический прибор, создаваемый при соблюдении определенных технологий. Основной блок состоит из электронных компонентов, выполняющих следующие функции: формирование импульсов, излучаемых передающей антенной, обработка сигналов, поступающих с приемной антенны, синхронизация работы всей системы. Таким образом, георадар состоит из трех основных частей: антенной части, блока регистрации и блока управления. Антенная часть включает передающую и приемную антенны. Под блоком регистрации понимается ноутбук или другое записывающее устройство, а роль блока управления выполняет система кабелей и оптико-электрических преобразователей. Георадар работает на основе отражения сигнала от объектов с различной диэлектрической проницаемостью. Глубина работы и точность во многом зависит от типов применяемых антенн и типа грунта, до 4-8 метров. Безусловным преимуществом работы с георадаром является возможность локализации неметаллических инженерных сетей.
Недостатком георадаров является их высокая стоимость и сложность. На данный момент известны попытки создания портативных георадаров. Примером тому может служить система для инженерных изысканий INNSPECTOR 07.
Она позволяет локализовать инженерные коммуникации из любого материала. Прибор посылает множественный импульс, отражение которого в различных точках позволяет определить наличие подземных объектов на глубине до 4 м.
Преимущества системы состоят в том, что она позволяет локализовать как металлические так и не металлические инженерные коммуникации.
С помощью INSPECTOR 07 возможна грубая локализация крайних точек скрытого объекта (оконтуривание). Прибор посылает специальные импульсы, которые отражаются от неоднородных с почвой объектов. При этом каждый из 2 индикатора на приборе указывают на отражение (индикатор светиться ) сигнала от залегающего объекта. Помимо оконтуривания возможных объектов в некоторых случаях возможно измерение глубины залегания объекта (метод треугольника).
Для этого сначала объект оконтуривается (находятся крайние точки ). После чего прибор поворачивают на 45 градусов и смещают вправо или влево от коммуникации до пропажи сигнала на одной из антенн. Расстояние смещения эквивалентно глубине залегания оконтуренного объекта.
Прибор в большей степени подходит для работы с габаритными объектами – погруженные резервуары, трубы, бетонные блоки.
В некоторых случаях требуется постоянный мониторинг инженерных сетей при производстве строительных работ при помощи экскаваторной техники. Для этих целей также существуют специальные трассоискатели, примером такой системы может служить система EZIDIG (/tovar/1/2/6323582913/). Она устанавливается на стрелу строительной техники и сигнализирует оператору о степени приближения к подземной коммуникации в режиме реального времени. Система состоит из приемника, устанавливаемого на ковше экскаватора, который работает аналогично приемнику трассоискателя, а также системы отображения информации, размещаемой в кабине оператора.
Инженерные изыскания. Локализация инженерных коммуникации под водой
Приборы подводной локализации работают на основе оценки магнитного поля земли которое изменяет любой металлический объект, лежащей на ней. Для проведения инженерных изысканий под водой применяются магнитометры. Магнитометр - приборы для измерения напряжённости, направления и градиента магнитного поля. Для поиска инженерных сетей магнитометр может работать в различных режимах.
Пассивный магнитный режим
В пассивном магнитном режиме используется несколько вертикально направленных градиометров, которые позволяют получить информацию о градиенте магнитного поля земли. Изменения градиента поля вблизи кабеля или трубы может быть вызвано магнитными свойствами объекта или эффектом проницаемости материала объекта, влияющего на поле земли. Местные эффекты поля земли отсекаются на стадии математической обработки сигнала и информация о градиенте магнитного поля позволяет произвести 2х мерное позиционирование объекта. Трехмерный магнитный экран, который может быть составной частью одного из градиометров позволяет получить основную информацию об объекте, которая в последствие объединяется с информацией математической обработки сигнала и используется для вычисления угловых погашений и локализации трассы объекта. Данный режим применяется при локализации трубопроводов , реагируя на магнитные поля трубы и магнитное поле брони экрана.
Активный режим постоянного тока
Активный режим постоянного тока аналогичен пассивному режиму, однако в нем происходит регистрация магнитного поля , создаваемого постоянным током в инженерной коммуникации. Данное поле располагается перпендикулярно к полю создаваемым магнитным полем коммуникации. Диапазон его величин зависит от тока в объекте, менее 1м при 0,5 А и более 10 м при 500 А. Активный режим постоянного тока применяется для локализации подводных телекоммуникационных кабеля под напряжением.
Активный режим переменного тока
В данном режиме применяется до 6 трехмерных магнитных экранов которые регистрируют переменное магнитное поле, созданное переменным током в кабеле или трубопроводе. При этом ток должен иметь возвратный путь. То обстоятельство , что частота переменного тока может контролироваться достаточно точно, а сигнал магнитного поля может быть отфильтрован достаточно хорошо , позволяет получить достаточно точную информацию о трассе кабеля или трубы. Данный метод, как правило, применяется для локализации и трассировки кабелей и трубопроводов.
Прибор состоит из необходимого блока антенн и устройства обработки информации, для удобства работы прибор необходимо снабдить передвижным плавсредством, на котором будет располагаться блок антенн прибора. Глубина , на которой можно локализовать инженерную коммуникацию зависит от магнитный свойств материала объекта и тока в ней. Существуют различные модификации приборов различных производителей, глубина на которой может быть локализован кабель или трубопровод достигает 40 м.
Выводы: За последние 10-15 лет бурное развитие науки и техники позволило создать достаточно большое количество приборов и методов, позволяющих полноценно решить основные вопросы инженерных изысканий. Для локализации инженерных сетей под землей целесообразно применять трассоискатель и георадар, вопрос выбора того или иного прибора решается путем оценки сложности и затратности этих работ. В случае необходимости поиска подводных инженерных коммуникаций следует применять специальные приборы, такие как магнитометры. Режим работы такого прибора зависит от многих внешних факторов и типа локализуемой коммуникации.
