Georadarundersøkelser på Øya i Trondheim

Transkript

1 Rapport februar, 2016 Oppdragsgiver: Kontaktperson: Lars Erik Hårberg Geoscan AS Rapport utarbeidet av: Karstein Monsen Arbeid også utført av: Harald Iwe Geoscan AS, Kloppedalsveien 5, Postboks 78 Rådal, 5857 Bergen Telefon: , e-post: web: Org. nr , Bank konto

2 Sammendrag Rapporten beskriver resultater fra georadarundersøkelser langs planlagt trase for styrt boring for AF-ledning, Nye Nidarø PST Schwachsgate PST. Geoscan AS gjennomførte feltmålinger i uke 4, 2016, på oppdrag fra. Hensikten var å identifisere eventuell forekomst av større steinblokker, nedgravde konstruksjoner i betong og metall, og VA-ledninger. Deler av traseen består av fyllmaterial, og deler av traseen inneholder innslag av leire og organisk material. Disse forhold har medført relativt stor signaldemping, og dermed begrenset reflektivitet i en del områder. Tilstedeværelse av såkalte diffraksjonshyperbler i radaropptakene indikerer tilstedeværelse av større og mindre steinblokker i massene og muligens VA-ledninger. Imidlertid samsvarer ikke plasseringen av diffraksjonshyperbler med VA-ledninger som beskrevet i konkurransegrunnlaget. Det kan derfor være grunn til å mistenke at diffraksjonshyperblene som kan sees i radaropptakene oftest er relatert til steinblokker. Vi har ikke kunnet identifisere konstruksjoner i betong og metall. 1

3 Innhold 1 Beskrivelse av målingene Prosessering av radardata Resultater Konklusjon Figurer Figur 1. Georadar. Figur 2. Oversikt over trase for styrt boring. Figur 3. Oversikt over georadar-trase. Figur 4. Oversikt, komplett georadar-opptak mellom Nye Nidarø PST og Schwacsgate PST. Figur 5. Oversikt, komplett georadar-opptak med energiberegning. Figur 6. Utsnitt georadar-opptak med tolking, ca m. Figur 7. Utsnitt georadar-opptak med tolking, ca m. Figur 8. Utsnitt georadar-opptak med tolking, ca m. Figur 9. Utsnitt georadar-opptak med tolking, ca m. Figur 10. Sammenstilling av funn langs hele trasen. Tabell Tabell 1. Oppsummering av funn. 2

4 1 Beskrivelse av målingene Målingene ble utført i januar 2016, av Geoscan AS. Aktuell måletrase ble anvist av Lars Erik Hårberg fra. Pga. hindringer i stikningstraseen (bl.a. større trær) avviker måletraseen noe fra stikningstraseen. Målingene ble utført med georadar av typen GroundExplorer fra Malå Geoscience AB, Sverige. Dette er en nyutviklet radar med spesiell høy oppløsning. Vi benyttet både 160 og 80MHz antenner. Disse antenne-enhetene har separat sender- og mottakerantenne med en skjermet konstruksjon slik at radaren er lite følsom for forstyrrende objekter over bakkenivå. Påvirkning fra strømførende luftkabler er allikevel ikke til å unngå. Da målingene med 80Mhz antennen ikke fanget opp tilleggsinformasjon i forhold til 160Mhz antennen, er undersøkelsen begrenset til opptak med 160MHz antennen. Radaren ble satt opp til å foreta en ny måling for hver 2.5cm målt av et distansehjul festet til antenneenheten, for å sikre tette og tilnærmet uniform separerte målepunkter. For hver måling blir radarens posisjon registrert av en GPS mottaker montert på antenneenheten. Denne GPS mottakeren er konstruert for å motta differensielle korreksjonsdata slik at oppnåelig nøyaktighet er ned mot noen få centimeter feil. De differensielle korreksjonsdataene ble fortløpende sendt til mottakeren over det vanlige mobilnettet, via en innebygget mobiltelefon i mottakeren. Figur 1. Antenneenheten til GX-radaren har innebygd sender- og mottakerantenner, samt GPS med cm-nøyaktighet. Distansehjulet henger bak enheten. Radaren opereres fra en kontrollenhet, med monitor som viser rådata i sanntid. 3

5 2 Prosessering av radardata Følgende prosesseringstrinn er anvendt på innsamlede radardata: 1. Dewow 2. Time dependet gain 3. Resampling 4. Correct max. phase 5. Move starttime 6. Time cut 7. Running average 8. Band-Pass filtering 9. Background removal 10. Time-depth conversion Det er viktig å være klar over at de viste radardataplot ikke viser rådata, men prosesserte data. 3 Resultater En oversikt over AF-traseen for styrt boring, ca. 545m lang, er vist i Figur 2. Figur 3 viser stikningsdata og aktuell trase for georadar-skanning. Første del av måletraseen er preget av avvik opp mot ca. 1m pga hindringer relatert til snøforhold, trær og parkerte biler. Skanningen starter i profilnr. 0 ved Nidarø PST. Distanser i alle radargrammer tilsvarer profilnr. Målingene langs skanne-traseen er projisert inn på stikningstraseen. Funn (steinblokker som gir opphav til hyperbler) er oppsummert i Tabell 1. Koordinater er angitt i UTM EUREF89 Sone 32. Høyder er angitt i NN2000. Figur 4 viser en komplett oversikt over hele det 546m lange georadar-opptaket. Radardata er bipolare av natur, og ligner på bølger. Horisontalaksen angir distanse langs profilen. Venstre vertikalakse angir forplantningstid, høyre vertikalakse angir dybde i meter. Signaler forårsaket av strøm i grunnen og på overflaten er filteret bort mest mulig. Opptaket er allikevel preget av en del støy, bl.a. refleksjoner fra metall på overflaten (kumlokk o.a.). På denne skalaen er det ikke praktisk mulig å identifisere objekter i grunnen, tolking er gjort på utsnitt, ca. 150m lange. 4

6 Figur 5, høyre diagram, viser energiplot langs hele måletraseen. Det er verdt å legge merke til hvor mye større energidemping som finner sted i siste del av traseen (nær Schwacsgate PST) sammenlignet med første del. Dette kan bidra til færre funn (diffraksjonshyperbler) her, dvs. mindre synlighet. Dette betyr igjen at færre funn ikke nødvendigvis impliserer færre steinblokker i denne del av traseen. Forholdene kan være mindre gunstige for georadar her, pga mer evt. annen type fyllmasse. Internrefleksjoner i fyllmasser kan maskere dypere diffraksjoner. Radaropptak med tolking er vist/kommentert i Figur 6-9. Diffraksjonshyperbler indikerer at bølgehastigheten jevnt over er ca. 0.09m/ns, hvorfra dybdekonvertering er gjort (fra opptak i tid til dybde i meter). Tolkingen er oppsummert i Tabell 1 og Figur 10. Tabell 1. Oppsummering av funn som er identifisert på Figur Funn nr. 1 Profil 9.0 X Y Z -0.3 Mulig objekt Steinhelle /rør /rør Rør /rør /rør /rør

7 Figur 2. Oversikt over trase for styrt boring for AF-ledning, på Øya i. Figur 3. Oversikt over stikningsdata (blå) og måletrase for georadar(rød). Første del av måletraseen er preget av avvik opp mot ca. 1m pga hindringer relatert til snøforhold, trær og parkerte biler. 6

8 Figur 4. Oversikt hele georadar-opptaket mellom Nye Nidarø PST og Schwacsgate PST. Signaler forårsaket av strøm i grunnen og på overflaten er filteret bort mest mulig. På denne skalaen er det ikke praktisk mulig å identifisere objekter i grunnen, opptak med tolking er gjort på ustnitt ca. 150m lange. 7

9 Figur 5. Komplett georadar-opptak. Diagrammet t.v. er identisk med diagrammet i Figur 3, kun fargekodingen er forskjellig. En kan se at variasjon i signalstyrke framkommer bedre med fargeskalaen vist her, mens gråtoneskalaen benyttet i Figur 3 medfører at hyperblene framtrer mer synlig. Diagrammet t.h. viser fordeling av energi (i det samme opptaket). Legg merke til økt energi i første del av profilet (nær Nidarø PST) sammenlignet med siste del (nær Schwacsgate PST). 8

10 Figur 6. Radar-opptak, ca m, hyperblene indikerer at hastigheten er ca. 0.9m/ns. Figur 7. Radar-opptak, ca m. Signifikant funn på Profil ca 230. kan indikere større steinblokk. Øvrige funn på dette utsnittet kan være stein/rør. 9

11 Figur 8. Radar-opptak, ca m. Den grunne hyperbelen antaes relatert til steinblokker/rør. Intense områder kan ikke relateres til forhold i grunnen. Figur 9. Radar-opptak, ca m. De 2 grunne hyperblene antaes relatert til steinblokker/rør. Den dype hyperbelen er forårsaket av luftrefleksjon, med hastighet 0.3 m/ns, og kan ikke relateres til objekter i grunnen. De intense områdene kan heller ikke relateres til forhold i grunnen. 10

12 Figur 10. Oppsummering av funn langs AF trase Nye Nidarø PST Schwacsgate PST. Planlagt plassering av AF-ledning (Rød heltrukken linje) og antatt overgang mellom fyllmasser og opprinnelige masser (rosa stiplet linje) er lagt inn omtrentlig, dvs. visuelt etter profiler fra konkurransegrunnlaget. Færre funn i siste del av profilet kan muligens relateres til økte mengder fyllmasse her (økt demping/spredning av radarsignaler, og mindre synlighet). 11

13 4 Konklusjon Målingene er gjort i et område med fyllmasser, påvirkning fra el. kabler og refleksjoner fra metall (nær antennene) på overflaten. Dette har resultert i mye støy på radar-opptakene, som er søkt filtret bort i størst mulig grad. Fyllmasser og innslag av leire medfører at de elektromagnetiske pulser som genereres av georadaren raskere dempes enn hva som er tilfellet i f.eks. rene sand-/silt-/grusmasser. Slike dempings-effekter er størst i den siste delen av måletraseen (nær Schwacsgate PST), der også færrest funn er gjort. 12