Обследование Алапаевской плотины геофизическими методами

Введение

В конце января 2005 года из городского пруда г.Алапаевска стала быстро уходить вода, в течении нескольких дней уровень воды снизился более чем на 1м. Не смотря на то, что водоснабжение города не пострадало, доменную печь Алапаевского завода, в условиях возможного дефицита воды пришлось перевести на экономичный режим работы. После обследования плотины пруда водолазами, специальной комиссией было сделано заключение, что спад уровня воды является следствием увеличения дренажа через тело плотины. Для определения состояния основания плотины и локализации мест фильтрации были привлечены геофизические методы исследований.

Объект исследований

Плотина на р.Нейва была построена в 1824 г., после перенесения на новое место Алапаевского металлургического завода. В то время река была полноводной, поэтому была сооружена земляная плотина со свободным водосливом через гребень и восемью гидротехническими затворами, для регулирования сброса воды. Высота насыпи составляет около 8 метров, в центральной части преимущественная загрузка грунтом и суглинком, в сторону водосброса - камнем. Длина плотины более 100 м, 9 быков сечением 10х2,5м выполнены из бутового камня в деревянной опалубке с обвязкой железом. Общая классификация объекта - низконапорная водосливная плотина.

Инженерно-геофизические исследования

Ввиду ограниченного доступа к телу плотины и наличия большого количества железных конструкций, основным методом исследований выбраны индукционные зондирования. Измерения проводились по методике, учитывающие опыт подобных работ на плотинах Волчихинского и Верхне-Макаровского водохранилищ. На начальном этапе был пройден один профиль ДИЗ по гребню плотины (прямой и обратной установкой) аппаратурой ДЭМП-СЧ на частоте 20кГц (разносы от 3,5 до 42м). Уже первые полученные результаты показали хорошую сопоставимость с имеющейся априорной информацией, в частности подтвердились предполагаемые места фильтрации воды в теле плотины. При количественной интерпретации довольно точно выделились геометрические размеры металлических затворов и глубина коренных пород.

На рисунке представлены разрез плотины (вид со стороны водохранилища) и совмещенный псевдоэлектрический разрез по результатам дистанционных электромагнитных зондирований. Более темные участки соответствуют плотным грунтам и коренным породам (высокие электрические сопротивления). Хорошо заметны две воронки пониженных сопротивлений в районе 20 и 55м, характеризующие проницаемые зоны, через которые происходит дренаж воды из пруда. Наиболее серьезна промоина в районе 55м (затвор №6), где даже возможен подмыв быка. На краях плотины информация по глубине не полная, из-за ограниченности разносов, поэтому разрез представлен не полностью. Планируется проведение дальнейших исследовательских работ электрическими и сейсмическими методами, а так же термическое обследование, в период весеннего паводка.