Badania geofizyczne na trasie przyszłej S19 – Via Carpathia

Fot. GDDKiA

Wykonawcy, którzy opracowują koncepcje programowe prowadzą badania geofizyczne. Na odcinku Babica - Domaradz badania jeszcze trwają, natomiast dla odcinków od Domaradza do Barwinka (gr. państwa) zostały już zakończone.

- Od początku uważaliśmy, że ta inwestycja jest niezbędna dla nie tylko dla Podkarpacia, ale dla całej Polski – mówi Bogdan Rzońca, przewodniczący sejmowej Komisji Infrastruktury (Prawo i Sprawiedliwość). - Teraz chcemy ją doprowadzić do końca.

W ramach prowadzonych prac koncepcyjnych, zakończono już badania geofizyczne (ERT i SRT) na odcinkach: Domaradz – Miejsce Piastowe, Miejsce Piastowe - Dukla oraz Dukla – Barwinek. Badania geofizyczne prowadzone są: metodą sejsmiczną w sposób ciągły SRT (metoda mniej wrażliwa na warunki pogodowe) oraz metodą tomografii elektrooporowej ERT w zależności od warunków (warstwa zmrożonego gruntu bezpośrednio pod powierzchnią terenu zakłóca badanie wpływając niekorzystnie na jakość wyników stąd w pewnych przypadkach konieczność powtórzenia badania).

- Jako ciekawostkę podajmy, że na odcinku Domaradz - Miejsce Piastowe badania geofizyczne, zarówno metodą tomografii elektrooporowej ERT jak i metodą sejsmiczną, trwały 7 miesięcy – informuje Joanna Rarus z Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad. - Łącznie wykonano 119 km profili geofizycznych.

Badania geofizyczne na odc. S19 Babica - Domaradz

Szerszy zakres mają badania na odcinku S19 Babica – Domaradz. Badania geofizyczne prowadzone są tam jak na pozostałych odcinkach, metodą sejsmiczną SRT oraz metodą tomografii elektrooporowej ERT, ale także metodą VLF w lokalizacji tunelu pod górą Hyb w Domaradzu.

W ramach odcinka S19 Babica-Domaradz zaprojektowano wykonanie jednego ciągu sejsmicznego oraz jednego elektrooporowego wzdłuż całej osi głównej drogi. Badania metodą VLF zaprojektowano jako dodatkowe w lokalizacjach obiektów tunelowych. Zaprojektowano także profile geofizyczne w miejscach osuwisk i terenów predysponowanych osuwiskowo oraz w obrębie obiektów inżynierskich. Ogółem przewidywane jest do wykonania łącznie ok. 173 km badań geofizycznych metodami SRT, ERT i VLF.

Głównym celem prac elektrooporowych (tomografia elektrooporowa ERT) jest identyfikacja litologiczna gruntów budujących podłoże w rejonie projektowanej trasy. Celem badań sejsmicznych natomiast jest określenie stropu wietrzelin oraz skalnego podłoża. Kompleksowe badania geofizyczne mają na celu dostarczenie informacji ilościowej i jakościowej o budowie geologicznej a więc pozwalają określić rodzaj poszczególnych serii litologicznych oraz parametry geometryczne takie jak położenie stropu wietrzelin, skalnego podłoża czy ewentualne powierzchnie nieciągłości.

Identyfikacja litologiczna następuje na podstawie zależności oporności elektrycznej od ogólnej zawartości skał piaskowcowych w podłożu skalnym. Przyjmuje się, iż procentowa zawartość piaskowca odpowiada połowie wartości zarejestrowanych oporności. W warunkach fliszowych możliwości identyfikacji stropu wietrzelin i stropu skały metodami elektrycznymi są ograniczone. Zarówno dla skał łupkowych jak i piaskowcowych, kontrast elektrooporowy na ww. granicach jest niewielki, co bezpośrednio przekłada się na rozdzielczość badań.

Znacznie lepszą metodą identyfikacji granicy wietrzelin i podłoża skalnego jest metoda sejsmiczna (sejsmiczna tomografia refrakcyjna SRT, wielokanałowa analiza fal powierzchniowych MASW/multichannel analysis of surface waves MASW). Jej wyniki nie są uzależnione od litologii podłoża a od zmian w jego sztywności. Wynikiem badań sejsmicznych jest więc przekrój geologiczno-geofizyczny obrazujący zmiany parametrów mechanicznych podłoża. Przyjęta metodyka ma na celu określenie przy pomocy metody elektrooporowej zmian litologicznych wzdłuż przebiegu trasy projektowanej drogi w tym określenie stref nieciągłości związanych z tektoniką a za pomocą metody sejsmicznej wyznaczenie stropu wietrzelin i skalnego podłoża.

Proponowana metodyka zakłada prospekcję metodą ERT na poziomie około 40 m p.p.t. tak by w polu widzenia układu pomiarowego znalazło się niezwietrzałe podłoże skalne. W związku z tym badania ERT dla trasy głównej projektuje się z krokiem 5 m w celu identyfikacji litologicznej poszczególnych serii osadów oraz oceny wyników badań pod kątem obecności zmian tektonicznych. Dla terenów osuwiskowych i obiektów inżynierskich projektuje się krok pomiarowy badań ERT równy 2 m celem uzyskania miejscowo większej rozdzielczości.

Badania elektromagnetyczne VLF - Metoda profilowania elektromagnetycznego VLF, której przyjęta powszechnie nazwa ujmuje skrót angielskiego terminu Very Low Frequency Method, uznawana jest na świecie jako uniwersalne narzędzie kartowania geologicznego stref charakteryzujących się podwyższoną przewodnością elektryczną (obniżoną opornością), które są źródłem zjawiska indukcji wskutek oddziaływania fal elektromagnetycznych. W szczególności kartowania stref uskokowych, które jako strefy wykazują podwyższoną przewodność elektryczną. Strefy tego typu są w szczególności reprezentowane przez uskoki, przeławicenia/wkładki niskooporowych utworów geologicznych i kontakty litologiczne. Metodę VLF cechuje wysoka czułość na zmiany w obrębie ośrodka geologicznego, co z jednej strony można uznać za jej zaletę, a z drugiej jako utrudnienie przy jednoznacznej identyfikacji geologicznej rejestrowanych anomalii. Z tego względu wskazane jest, aby pomiary VLF były wykonywane jako uzupełnienie konwencjonalnych badań elektrooporowych np. tomografii elektrooporowej [ERT].

Ciekawostką w metodzie VLF, określanej w polskiej literaturze fachowej „radiofalową”, jest wykorzystanie elektromagnetycznych fal radiowych o bardzo niskich częstotliwości emitowanych przez wojskowe stacje nadawcze dla komunikowania się z łodziami podwodnymi.

Podsumowując, badania geofizyczne dają pogląd na ogólną budowę podłoża i ewentualnie występujące anomalie często niemożliwe do wychwycenia tylko poprzez wykonanie wierceń (można wstępnie przebadać stosunkowo niewielkim kosztem cały odcinek projektowanej drogi). Badania te pozwalają bardziej precyzyjnie zaplanować siatkę wierceń geologicznych (bardzo kosztowna i precyzyjna metoda badania) celem pełnego rozpoznania warunków geologicznych i hydrogeologicznych ze wskazaniem miejsc szczególnie wątpliwych przecinanych osuwisk i planowanych podpór obiektów mostowych.