В Кемеровской области на заброшенном железнодорожном тоннеле была опробована технология, которая может быть полезна для обеспечения безопасности подземных сооружений. В эксперименте участвовали сотрудники Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, Института горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН и ООО НИЦ «Бамтоннель».
При проектировании тоннелей, выработок и других подземных сооружений обычно используются данные, полученные в результате петрофизического и геофизического исследования скважин, пробуренных в районе строительства. Однако этих данных может быть недостаточно для полного анализа геологической среды. В результате не всегда удаётся выявить потенциально опасные области в массиве горных пород, например, с повышенной трещиноватостью и обводненностью. Это создает риски для безопасности при эксплуатации подземных объектов.
Одна из распространенных проблем — определение точного расстояния от местоположения тоннелепроходческого комплекса до участков, где проходка может быть опасной. Диагностика состояния обсадки туннелей и горного массива за этой обсадкой важна при планировании гидроизоляционных и других ремонтных работ.
Для исследования свойств горных пород в районе железнодорожного тоннеля специалисты из Новосибирска использовали метод многоканального анализа поверхностных сейсмических волн (MASW). Этот метод хорошо зарекомендовал себя при работе на поверхности, но для решения задач в подземных условиях применялся впервые.
Полевые работы по наблюдению сейсмических волн проводились в Кемеровской области, на участке Артышта — Томусинская, где находится старый железнодорожный тоннель, построенный в 1967 году. Из-за проблем с обводнением тоннель в настоящее время не используется и находится на консервации. На расстоянии 30 метров от старого тоннеля расположен новый действующий тоннель.
После анализа полученных данных специалисты обнаружили, что на одном из участков тоннеля отсутствует плотный контакт между бетонной обсадкой и горным массивом. Возможной причиной этого могут быть пустоты или зоны разуплотнения, возникшие из-за трещин в породе. В таких зонах может происходить просачивание воды. Ранее тоннель был законсервирован из-за проблем, вызванных обводнением, но теперь проблемные зоны были точно определены с помощью современных методов исследования.
«Результаты показали, что под землей успешно применимы оборудование, а также методы наблюдения и обработки данных, используемые в наземной инженерной сейсморазведке», — отметили участники проекта. В дальнейшем эти методы можно использовать для поиска проблемных зон и на действующих объектах.