РСН 75 - 90. Инженерные изыскания для строительства технические требования к производству геофизических работ каротажные методы


республиканские строительные нормы

ИНЖЕНЕРНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИЗВОДСТВУ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ

КАРОТАЖНЫЕ МЕТОДЫ

РСН 75 - 90

Госстрой РСФСР

РСН 75-90. Инженерные изыскания для строительства. Технические требования к производству геофизических работ. Каротажные методы. Госстрой РСФСР. - М.: МосЦТИСИЗ, 1990, 75 с.

РАЗРАБОТАНЫ нормативно-методологическим отделом Научно-производственного объединения по инженерным изысканиям в строительстве (НПО "Стройизыскания") Госстроя РСФСР совместно с ЗапуралТИСИЗом.

Руководитель темы: инж. И.И. Либман.

Исполнители: инж. В.В. Лисицын, инж. Б.А. Крестинин (ЗапуралТИСИЗ).

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Главным управлением организации проектирования и научно-исследовательских работ Госстроя РСФСР (исполнитель - инж. И.В. Родина).

Государственный комитет РСФСР

Республиканские строительные нормы

РСН 75-90 Госстрой РСФСР

по делам строительства (Госстрой РСФСР)

Инженерные изыскания для строительства. Технические требования к производству геофизических работ. Каротажные методы.

Взамен РСН

46-79

Настоящие Нормы устанавливают требования к производству каротажных работ, выполняемых при инженерных изысканиях для жилищно-гражданского , промышленного, сельскохозяйственного и линейного строительства. Нормы являются обязательными для всех организаций, независимо от их ведомственной подчиненности, осуществляющих каротажные работы при проведении инженерных изысканий для указанных видов строительства на территории РСФСР.

Требования настоящих Норм не распространяются на производство каротажных работ при инженерных изысканиях для гидроэнергетического, транспортного, мелиоративного к других специальных видов строительства.

Внесены НПО «Стройизыскания» Госстроя РСФСР

Утверждены постановлением Государственного комитета РСФСР по дедам строительства от 21 июня 1990 г. № 52

Срок введения в действие 1 января 1991 г.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

I.I. Каротажем называют геофизические исследования в скважинах (ГИС) с целью изучения пород, вскрытых скважиной, а также способы контроля технического состояния самих скважин. Применительно к инженерным изысканиям скважины могут быть следующих типов: инженерно-геологические. (технические, разведочные);

гидрогеологические (поисковые, разведочные, разведочно-эксплуатационные).

  1. Нормами регламентируются следующие методы каротажа:

электрокаротаж - каротаж сопротивления (КС), боковое каротажное зондирование (БКЗ), микрокаротаж (МК); каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС), каротаж вызванных потенциалов (ВП); токовый каротаж (ТК);

радиоактивный каротаж - гамма-каротаж (ГК), гамма-гамма-каротаж (ГГК), нейтрон-нейтронный каротаж (ННК);

сейсмоакустический каротаж - сейсмический каротаж (СК), акустический каротаж (АК):

гидрокаротаж* - резистивиметрия, расходометрия, кавернометрия, термометрия.

1.3. Каротажные работы выполняются с использованием серийных каротажных станций, разборной каротажной аппаратуры, а также серийной геофизической аппаратуры, применяемой при полевых наземных измерениях.

1.4. Каротажные методы, как правило, входят в комплекс геофизических работ, реже имеют самостоятельное значение. В комплексе с полевыми электроразведочными и сейсморазведочными исследованиями они могут применяться для решения широкого круга инженерно-геологических и гидрогеологических задач (п. 1.3 РСН 64-87).

При самостоятельном применении они могут использоваться для решения следующих основных задач (табл. 1):

литологического расчленения пород по скважине;

оценки тpeщинoвaтoсти, пустотности и кавернозности пород, пересеченных скважиной;

определения физико-механических свойств грунтов (плотности, объемной влажности, модуля деформация и т.д.);

определения мест притока воды в скважину;

* Гидрокаротаж (малоупотребляемый термин) объединяет методы каротажа, изучающие гидрогеологические характеристики разреза. Кавернометрия и термометрия условно отнесены к гидрокаротажным методам.

Таблица 1

Типы геологических разрезов

Задачи исследования

разрезы, представленные песчано-глинистыми породами

разрезы, сложенные скальными и полускальными породами (изверженными метаморфическими карбонатными)

1

2

3

I. Излучение геологического строения разрезов

1. Литологическое расчленение, определение мощности и состава слоев

КС, БКЗ, ПС, ГК,

ННК, МК, ВП

КС, ТЖЗ, ГК, ГГК, ННК

2. Выявление трещиноватых закарствованных и других ослабленных интервалов разреза, а также тектонических нарушений.

КС, ПС, ГГК, ННК, АК

II. Изучение гидрогеологических характеристик разрезов

3. Выявление обводненных и проницаемых зон и определение их эффективной мощности

МК, КС, ПС, РМ, РЕЗ, ННК, АК

РМ, РЕЗ, ГГК, ННК, АК

4. Количественная и качественная оценка поровотрещенной пустотности горных пород

БКЗ, ГК, ГГК, ННК

Бкз, гК, ггк, ННк, АК

5. Количественная или качественная оценка фильтрационных свойств пород

кс, гк, РМ, рЕЗ, вп

кс, гК, РМ, рЕз

6. Количественная оценка общей минерализации подземных вод

РЕЗ, БКЗ

РЕЗ, БКЗ

7. Оценка производительности водоносных горизонтов

РБКз, рЕЗ, гк, ннк

ПБКЗ, РЕЗ, ННК

III. Диагностика технического состояния скважин

8. Определение диаметра и кавернозности скважин

KM

КМ

9. Определение эффективных интервалов работы фильтров IV. Изучение свойств горных пород

РМ, РЕЗ

РМ, РЕЗ

10. Определение физико-механических свойств грунтов. (плотности, влажности, модуля деформации, температуры)

ггк, ннк, всп, тМ

АК, ГГк, тМ

Примечание. РМ - метод расходометрии скважин; РЕЗ - резистивиметрия; КМ - кавернометрия; ТМ - термометрия.

Оценки фильтрационных свойств пород, определения минерализации подземных вод и производительности водоносных горизонтов, оценки глинистости;

определения среднего диаметра скважины;

определения естественной температуры горных пород.

1.6. Наиболее распространенным является каротаж сопротивления (КС). Он применяется для литологического расчленения пород, определения мощности и состава слоев, выявления трещиноватых, закарстованных и других ослабленных интервалов разреза.

1.7. Боковое каротажное зондирование (БКЗ) применяется для литологического расчленения пород, оценки водоносности пород, а также выбора оптимальных размеров зонда КС.

1.8. Микрокаротаж (МК) применяется для детального литологического расчленения пород (выделения маломощных слоев и прослоев) и определения водопроницаемости пород.

1.9. Каротаж ПС используется для литологического расчленения разреза, определения мощности и состава слоев, выявления необводненных и проницаемых слоев. Рекомендуется проводить в комплексе с КС.

1.10. Каротаж ВП следует применять для литологического расчленения разреза, выявления хорошо промытых разностей песков и водоупоров. Рекомендуется проводить в комплексе с КС.

1.11. Токовый каротаж (ТО) применяют с целью уточнения границ, слоев, их мощности и строения.

1.12. Радиоактивный каротаж используется дня литологического расчленения разреза, определения плотности и влажности грунтов, выявления трещиноватости и пустотности пород, оценки глинистости разреза.

1.13. Сейсмоакустический каротаж проводят в целях идентификации сейсмических волн, детального определения скоростного и литологического разреза среды вблизи скважины, оценки физико-механических свойств грунтов.

1.14. Резистивиметрия (ÐÅÇ) скважины проводятся с целью оценки общей минерализации подземных вод, выявления зон притока (поглощения) подземных вод, оценки фильтрационных свойств водоносных пород.

1.15. Расходометрия скважины (РМ) может применяться для определения статических напоров водоносных зон, удельной водоотдачи, водопроницаемости пород, зон наличия перетоков вод по скважине или связи водоносных горизонтов.

1.16. Термометрия (ТМ) проводится для определения температур вечномерзлых грунтов, выявления мест притока воды в скважину, определения геотермического градиента и т.д.

1.17. Кавернометрия скважины (КМ) проводится в целях определения фактического диаметра скважин (в обязательном порядке при БКЗ, расходометрии, радиоактивном каротаже и резистивиметрии).

1.18. Все виды электрокаротажных работ (кроме резистивиметрии) проводятся только в необсаженной части скважины.

2. METOДИKA И ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

2.1. Электрическим каротажем (ЭК) называют электрические исследования в скважинах, служащих для определения состава, состояния и мощности слоев, пересеченных скважиной. Электрические исследования состоят в изучении удельного сопротивления пород (каротаж сопротивления) или электрического поля, самопроизвольно возникающего в скважине (каротаж ПС), либо наведенного искусственного в скважине и около нее (каротаж ВП).

2.2. Измеряемые величины в электрокаротаже - это кажущееся удельное сопротивление пород, потенциал естественного электрического поля в скважине, потенциал вызванной поляризации в скважине.

Каротаж сопротивления (КС)

Каротаж КС проводится в целях:

литологического расчленения разреза по скважине;

определения мощности слоев;

выявления трещиноватых и ослабленных интервалов разреза.

Каротаж КС является наиболее универсальным методом. Он может применяться как в гидрогеологических, так и инженерно-геологических скважинах, преимущественно заполненных водой или фильтратом промывочной жидкости (буровым раствором). При наличии специального зонда с прижимными или вдавливаемыми в стенки скважины электродами каротаж КС допускается применять для измерения кажущегося сопротивления в "сухих" скважинах.

2.4. Каротаж КС может проводиться каротажными станциями, автоматическими регистраторами, а также полевыми электроразведочными приборами с помощью точечной регистрации показаний.

2.5. Каротажные зонды КС рекомендуется изготовлять из каротажного кабеля, при этом электроды монтируются из электродного провода (свинцовой проволоки) диаметром 5 мм с сердцевиной из нескольких стальных проволок, служащих для увеличения прочности.

Длину электродов следует брать, исходя из следующих соотношений:

Расстояние между электродами, см

Длина электрода, см

>50

50-10

<10

4-5

2

1

2.6. Тип и длина зонда выбираются из условия четкого выделения на кривых КС большинства слоев и прослоев, а также максимального приближения измеряемой величины кажущегося удельного сопротивления к удельному сопротивлению пород.

Типоразмеры стандартного зонда подбираются на основе опытных работ по данным БКЗ.

Для каротажа инженерно-геологических скважин рекомендуется кровельный градиент-зонд N0,1, МО, 95А и потенциал-зонд с AM, равным 0,2-0,3 м, и в MN не менее 2-3 м.

Для каротажа гидрогеологических скважин рекомендуются следующие размеры градиент-зондов: в скважинах диаметром более 200 мм - М2AO, 25В; менее 200 мм - М1АО, 1В.

2.7. При записи кривой КС необходимо стабилизировать силу тока в цепи питания токовых электродов или контролировать постоянство силы тока и в случае необходимости поддерживать установленную силу тока, регулируя сопротивление цепи или напряжение источника питания. Допустимое отклонение силы тока от номинального значения - 5%.

2.8. Для каждого района в зависимости от величины кажущегося удельного сопротивления необходимо устанавливать масштаб записи кривых КС, исходя из условия обеспечения записи кривой в интервале с минимальным значением сопротивления.

Основной масштаб записи кривой КС должен быть таким, чтобы в водоносных пластах низкого сопротивления (??к ?? 1 Ом, м) отклонение кривой от линии нуля составляло не менее 1 см.

2.9. При непрерывной записи кривых КС, в начале и в конце записи, а также при каждом изменении масштаба регистрации на каротажной диаграмме отмечается положение нулевой линии.

2.10. Запись кривых КС при непрерывной регистрации производят при подъеме зонда. Максимально допустимая скорость его перемещения для данного типа аппаратуры устанавливается в каждом районе опытным путем. Максимально допустимой принимается такая скорость, при которой отклонения кривых КС отличаются от соответствующих им значений, записанных при очень малой скорости (до 150 м/ч), но не более, чем на 10%. Для детальных исследований рекомендуемая скорость движения зонда но более 200 м/ч.

2.11. Наименьшее допустимое сопротивление изоляции каждой из жил многожильного кабеля составляет: в процессе измерения 2 МОм; на поверхности с учетом возможного снижения изоляции в скважине 5 МОм.

Наименьшее допустимое сопротивление изоляции жилы одножильного кабеля в процессе измерения равно 1 МОм.