Civieltechnisch Centrum Uitvoering Research en Regelgeving
~mm CUR/COB Postbus 420 2800 AK Gouda Tel. 0182-540660
L 330-03 MONITORING GRAAFFRONT BOORPROCES. ONTvnKKELINGPROTOTYPESPEURNEUS
CUR/COB-uitvoeringscommissie L 300 "Monitoring graaffront boorproces"
Centrum Ondergronds Bouwen
Auteursrechten AIle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieen, opnamen of op enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de CUR/COB. Het is toegestaan overeenkomstig artikel 15a Auteurswet 1912 gegevens uit deze uitgave te citeren in artikelen, scripties en boeken, mits de bron op duidelijke wijze wordt vermeld, alsmede de aanduiding van de maker, indien deze in de bron voorkomt, "@RapportL 330-03 'Monitoring graaffront boorproces. Ontwikkeling prototype Speumeus', oktober 1999, CUR/COB, Gouda" Aansprakelijkheid CUR/COB en degenen die aan deze publicatie hebben meegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvu1digheid betracht bij het samenstellen van deze uitgave. Nochtans moet de mogelijkheid niet worden uitgesloten dat er toch fouten en onvolledigheden in deze uitgave voorkomen. leder gebruik van deze uitgave en gegevens daaruit is geheel voor eigen risico van de gebruiker en CUR/COB sluit, mede ten behoeve van al degenen die aan deze uitgave hebben meegewerkt, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvIoeien uit het gebruik van deze uitgave en de daarin opgenomen gegevens, tenzij de schade mocht voortvIoeien uit opzet of grove schuld zijdens CUR/COB en/of degenen die aan deze uitgave hebben meegewerkt.
VOORWOORD
Bij het boren van tunnels in de Nederlandse grond is het van belang om voorafgaand aan de boring te bepalen wat er zich voor het front van de boormachine bevindt aan grondslag en obstakels. In het kader van CUR/COB-uitvoeringscommissie L 300 'Montoring graaffront boorproces' is een aantal ontwikkelsporen gedefinieerd om aan deze informatiebehoefte tegemoet te komen. Een daarvan is het ontwikkelen van boorgatinstrumenten, die vanuit een horizontaal boorgat in het rond kijken om de aanwezigheid van obstakels alsmede de ligging van grondlagen vast te stellen. Voorliggend rapport beschrijft de uitvoering en werking van de akoestische Speumeus, een prototype dat is voortgekomen uit eerdere experimenten met een gestuurde boring waarin ook drie andere geofysische boorgatinstrumenten waren ingepast. De samenstelling van de commissie ten tijde van het samenstellen van dit rapport was: ir. J.A. de Ridder, voorzitter dr J.K. van Deen, secretaris dr 0 Go Drijkoningen ir. M.A. van de Griendt dro R. Hack ir. F.J.M. Hoefsloot ing. F.C.P.M. Jansen ir. MoW.Po van Lange dr. J.A.C. Meekes it. P.A.A. Roelands i~. It.toL. Vos ir. J.T. de Vries iro ToP. van der Lijke, coordinator 0
oktober 1999
SAT Engineering v.o.f. Kennis en Wetenschappelijke Kennis en Wetenschappelijke BoorTunne1Combinatie ITC via stichting LWI TEC/Fugro Heijmans NV ITM CV Kennis en Wetenschappelijke NV Nederlandse Spoorwegen Kennis en Wetenschappelijke Bouwdienst Rijkswaterstaat CUR/COB
Instituten Instituten
instituten instituten
Het bestuur van de CUR Het bestuur van COB
3
4
INHOUD
SAMENV ATTING
9
1.
INLEIDING
2.
KARAKTERISERING VAN AKOESTISCHE BRON EN ONTV ANGER
2.1
Inleiding
2.2
Karakterisering
2.3
Karakterisering van de piezobron
2.4
Karakterisering
2.4.1
Metingen in het waterbassin
.17
2.4.2
Metingen in grond.
.18
2.4.3
Alternatieve bronnen
2.4.4
Conclusies
3.
KARAKTERISERING VAN GRONDEIGENSCHAPPEN
21
3.1
Inleiding
.21
3.2 3.3
Gasdetectie... . .'" .. ... Gasmetingen te Papendrecht
3.4
Akoestische metingen te Delft
.22
3.5
Analyse van de akoestische metingen te Delft
23
3.6
Akoestische metingen met seismische conus
25
3.7
Gasdetectie te Delft
."""'.
."'.."'''''.'
...""",.
.11
."""
.15 ,
van het hydrofoonarray
..."".."
""."
'."".'..".""'
.15
".."'."..."""""
""
'
.15 .16
"'.'.'..""'.'
van de vonkbron
",
.17
."""'''.'.
"'..'.."'.."'
..18
'..."
"..."'..'.."
...... .. ."'.'."
.19
"".."'..."'..'..""'.'"
.....",. ..... '." ... ... .
"."...'."".""'.."'"
21
'''.'.'
'''
.22
26
.", "
,
,.,
3.8
Metingen te Rucphen
3.9
Conclusies en aanbevelingen
4.
ONTWERP VOOR TWEEDE PROTOTYPE SPEURNEUS
29
4.1
Inleiding
.29
4.2
Constructief ontwerp
.29
4.2.1
Trekkrachtmeting
..... ..............". .. ..... ... ..
4.2.2
Veldproef te Lienden
'..".
4.2.3
Kabe1doorvoer
4.2.4
Wikkeldraadfilter
4.2.5
Layout
""'.."'."".'..."".""."'.."".".'."
"..'
van de Speurneus
",..",
".,
"...
""."".'" '
'
.26
""..".".."".."'" ,
",
.... ... ."'
,
"."...
............ .. "...""
.27
......30 ."""
.30
" '
'
"...'
'..'
'
"'.
.32
.33 '..."..."'
'
"
"...'
"
'
"..
.33
5
5.
TEST MET DE SPEURNEUS IN WATER
5.1
Inleiding
5.2
Meetopzet
5.3
Resultaten
5.4
Conclusies
6.
TEST MET DE SPEURNEUS IN GROND
41
6.1
Inleiding
.41
6.2
Meetapparatuur
6.3
Meetseries
6.4
Evaluatie van de meetresultaten
7.
CONCEPT DATA-ACQUISITIE
7.1
Inleiding
.47
7.2
Specificaties
47
7.3
Systeem ontwerp
7.4
Componenten
.48
7.4.1
PC/104 configuratie
.48
7.4.2
Sensor inwin-board
7.4.3
Triggerdetector
7.5
Software
.49
8.
CONCLUSIES
.51
8.1
Logistiek
.51
8.1.1
Behuizing
8.1.2
Lokaal meten
.51
8.2
Geofysische logs
52
8.3
Atbeeldingsmethoden
8.3.1
Grondradar
8.3.2
Akoestiek
8.3.3
Dataverwerking
8.4
Grondgedrag
37
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
.37 """"""""""""
.37
.38 .39
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
.43
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
44
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""'"
44 EN -OPSLAGSYSTEEM
47
.48
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
"""""""""""""""""""""""""'"
.49 .49
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
.51
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""'"
"""""""""'"
.52 .52
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""'"
.52
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""'" """""""""""""""""""""""""""""'"
"""""""""'"
.53 .53
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""'"
BIJLAGE A
RESPONS VAN DE VONKBRON
IN EEN WATERBASSIN
55
BIJLAGE B
RESPONS VAN DE VONKBRON
IN EEN BOORGAT
57
6
BULAGE C
MEETRESULTATEN VAN DE SPEURNEUS IN WATER
59
BULAGE D
MEETRESULTATEN VAN DE SPEURNEUS IN GROND
63
BIJLAGE E
TREKKRACHTPROEF TE LIENDEN
75
LITERA TUUR
77
7
8
SAMENV ATTING
In het kader van CUR/COB-uitvoeringscommissie L 300 is een aantal ontwikkelsporen gedefinieerd voor het ruimtelijk in kaart brengen van de geologische structuur alsmede de aanwezigheid van obstakels. In een voorgaand onderdeel van L 300, het deelplan L 330/L 340, is onderzocht of het mogelijk en zinvol is een meetinstrument te ontwikkelen dat objecten detecteert en lokaliseert vanuit een horizontaal boorgat. Hieruit is naar voren gekomen dat het zinvol is om met de akoestische techniek een dergelijke Speurneus te ontwikkelen. In deze rapportage zijn de uitvoeringswerkzaamheden en de resultaten die leiden tot een prototype van de akoestische Speurneus weergegeven.
9
10
1.
INLEIDING
Het doel van het basisprojectplan L 300 [1] is te komen tot een methodiek om in de volledige doorsnede van het trace van een TBM de mimtelijke verdeling van grondparameters (inc1usief de aanwezigheid van objecten) vast te leggen. Hierbij zijn de volgende deelonderwerpen te onderscheiden:
-
Grondparameters lokaal. In het reguliere grondonderzoek worden hierbij vanaf het maaiveld boringen en in situ metingen (in het bijzonder sonderingen) uitgevoerd. Voor toepassing vanuit een TBM is in een parallel deelproject het concept van de Prikneus [2] uitgedacht en ontwikkeld, waarin met behulp van een horizontale sondering voor het boorfront van de TBM de grond lokaal wordt gekarakteriseerd. - Grondparameters in een groter gebied. Om de grond die door een TBM wordt weggeboord te karakteriseren, moet een volwne grond worden gekarakteriseerd. Met behulp van volumemetingen, zoals de elektromagnetische en de geo-elektrische methode, is dit mogelijk. Vanaf het maaiveld worden deze technieken ook als zodanig toegepast en in sommige omstandigheden ook in het kader van obstakeldetectie. - Obstakeldetectie. Hiervoor komen vooral de afbeeldingsmethodieken grondradar en akoestiek (seismiek) in aanmerking in verband met het doorgaans vereiste oplossend vermogen. Hoewel primair voor obstakeldetectie zijn deze methodieken ook inzetbaar voor detectie van laagovergangen en uitkarteren van de ondergrondse geometrie. Met een geringe aanpassing van de meetmethodiek zijn de methoden ook inzetbaar voor het bepalen van grondparameters. Bij de grondradar is de permittiviteit vooral gerelateerd aan het vochtgehalte en bij de akoestiek is de stijtheid gerelateerd aan de mechanische eigenschappen en aan de in situ spanning. In 1997 zijn activiteit 3.1 van deelproject L 330 (R
-grondradar) en activiteit 4.1 van deelproject L 340 (R-akoestiek)uitgevoerd [3, 4]. Ais algemene conciusie uit deze deelstudies is naar voren gekomen dat er twee parallelle ontwikkelsporen bewandeld moeten worden en mogelijk ook twee parallelle meetstrategieen gevolgd moeten worden voor het inventariseren van het te boren tunneltrace:
-
voorafgaand aan de uitvoering en bij voorkeur ook voorafgaand aan het ontwerp van tunnel en TBM wordt met behulp van een gestuurde boring een boorgatloggingssysteem 'Speurneus' toegepast als pilotboring langs het trace van de aan te leggen tunnel; tijdens de uitvoering van het werk wordt vanuit het front van een TBM periodiek het horizontaal sondeersysteem 'Prikneus' toegepast voor een permanente actualisering van het beschikbare ondergrondmodel.
De belangrijkste reden om de twee ontwikkelsporen te scheiden is dat de toepassing van geofysische meetmethoden in het algemeen een grote diameter vereist (10 - 20 cm). Dit laat zich slechts moeilijk combineren met de wegdruktechniek, die uitontwikkeld is voor normaie sondeerdiameters (~ 36 mm of iets groter) maar bij de gewenste diameters tot een factor 10 - 20 grotere wegdrukkrachten leidt.
11
Het boorgatsysteem Speumeus, waarbij voorafgaande aan de TBM een kleine diameter gestuurde boring wordt uitgevoord, kan verschillende meetmethodieken in zich herbergen, waarbij direct gebruik kan worden gemaakt van wat er bij normale, verticaal toe te passen boorgatloggers ten behoove van de olie- en grondwaterexploratie reeds in omloop is. Daarnaast zou een afbeeldingmethodiek mooten worden ontwikkeld voor de directe omgeving van het boorgat. De problemen, die hierbij moeten worden opgelost, zijn deels van operationele aard: is het mogelijk om de meetapparatuur in een behuizing in te bouwen die zowel transparant is voor de meting als ook sterk genoeg is om de boorstreng mee te nemen. Daarnaast is de vraag of met de in te bouwen meetinstrumenten voldoonde oplossend vermogen voor obstakeldetectie kan worden bereikt. Hiertoo is de ontwikkeling in gang gezet van de Speurneus. Dit is een sonde die met behulp van een gestuurde boring een trace verkent in stukken van enige honderden meters tot een kilometer en daarbij structuren in een cilindervormig gebied met een diameter van 8 meter afbeeldt. Het gaat daarbij om de ligging van grondlagen met een minimale dikte van 0,5 meter en detectie van objecten met een minimale diameter van ongeveer 1 meter alsmede 'lange' voorwerpen als kabels en damwandplanken. Als eerste toepassing is gedacht aan het inzetten voorafgaand aan de toepassing van een TBM voor tunnelboren. De methode is evenwel veel breder inzetbaar voor allerlei grondonderzook op plaatsen die met normale grondonderzooksmethoden niet bereikbaar zijn, zoals onder bestaande bebouwing. In 1998 is een eerste ontwerp gemaakt voor een loggingsinstrument en is een prototype geconstrueerd. Met deze prototype-uitvoering zijn testmetingen uitgevoerd met een experimentele versie van een behuizing van glasvezelversterkt kunststof (GVK), voorzien van de afbeeldingstechnieken grondradar en akoostiek alsmede standaard boorgatloginstrumentatie uitgetest. Uit de testmetingen is naar voren gekomen dat de standaard boorgatinstrumentatie zonder meer kan worden ingezet, maar dat deze weinig informatie levert over structuren (obstakels) op enige afstand vanaf het boorgat. Hiervoor blijft nog steeds de noodzaak voor de ontwikkeling van een afbeeldingstechniek. Vande geteste afbeeldingstechnieken grondradar en seismiek, is seismiek als het meest veelbelovende ontwikkelspoor naar voren gekomen [5], in het bijzonder in verband met de benodigde penetratie en de voor grondradar dikwijls ongunstige omstandigheden in de Nederlandse bodem. In dit rapport worden de resultaten van de verder ontwikkeling van de akoostische Speurneus weergegeven. De algemene doolstelling van het project is om met behulp van opgewekte akoestische bronsignalen en de daarbij behorende ontvangapparatuur een beeld te krijgen van de (Nederlandse) bodem in een straal van enkele meters rondom het boorgat van waaruit wordt gemeten. Aan het eind van de eerste fase is geconstateerd [5, par. 7.3] dat alvorens deze doolstelling kan worden bereikt, eerst een aantal deelresultaten mooten worden bereikt. Er moeten daarom experimenten worden gedaan om:
-
12
de eigenschappen van de binnen (en mogelijk ook buiten) het project beschikbare akoestische bronnen beter vast te leggen in termen van met name de amplitude;
-
de akoestische eigenschappen van (Nederlandse, ondiep liggende) sedimenten te bepalen om de aan de akoestische apparatuur te stellen eisen beter te specificeren. Deze eigenschappen zijn in het bijzonder de demping en daarnaast ook de propagatiesnelheid; de mechanische en akoestische eigenschappen van mogelijke behuizingstypen te bestuderen om daannee tot een goede Speurneusconstructie te komen; de operationele eisen aan de Speurneus nader te definieren.
Parallel aan deze experimenten kan een tweede versie van het prototype van een akoestische Speurneus worden gebouwd en getest.
13
14
2.
KARAKTERISERING
2.1
Inleiding
VAN AKOESTISCHE BRON EN ONTV ANGER
In de verkennende studie L 340 [4] is door TNO-TPD een piezobron ontwikkeld voor gebruik in de Speumeus (destijds nog gedacht als wegdrukinstrument). In verband met de gewenste frequentieband en de controleerbaarheid van het bronsignaal is destijds gekozen voor een piezobron. Omdat tijdens de experimenten in de eerste prototypefase [5] een boorgatvonkbron beschikbaar was bij NITG TNO is bij die experimenten als proef ook deze bron toegepast. De bronpuls van de vonkbron bleek zoveel krachtiger dan die van de piezobron, dat de in principe betere eigenschappen van de piezobron daar mogelijk niet tegen opwogen. Ook in de vervolgfase is daarom mede gebruik gemaakt van deze bron. Wel bleek uit de eerste prototypemetingen de noodzaak voor een betere karakterisering van de verschi1lende bronnen. Hiervoor zijn metingen uitgevoerd in de akoestische testbak bij TNO-FEL in Den Haag en in een bestaand boorgat te Rucphen (Noord-Brabant). Om de karakteristieken van de bronnen en ontvangers te kunnen bepalen zijn allereerst metingen verricht in het waterbassin van TNO-FEL. Hierbij zijn de eigenschappen bepaald van:
-
vonkbron (type SBS-36) van de firma Geo-Messtechnik; - experimentele piezobron van TNO-TPD.
Tevens zijn bij deze metingen de eigenschappen vastgelegd van de hydrofoons in het hydrofoonarray (12 hydrofoons) van NITG TNO dat in het eerste prototype Speurneus was ingebouwd en ook nu weer kan worden toegepast. Dit zijn de hydrofoons die in hoofdstuk 4 als 'de passieve hydrofoons 18 - 29' worden benoemd. Het waterbassin van TNO-FEL heeft een diameter van circa 9 meter en een diepte van circa 7,5 meter. De wanden zijn voorzien van geluidabsorberend materiaal. 2.2
Karakterisering
van het hydrofoonarray
De 12 elementen van het NITG-hydrofoonarray zijn gekarakteriseerd met behulp van een breedbandige bron van TNO-FEL. Vit de metingen voIgt dat alle hydrofoons een min of meer vlakke overdracht bezitten (binnen I 3 dB) over de frequentieband 500 - 4500 Hz. De spanningsgevoeligheid (~VIPa) is vrijwel constant tussen de hydrofoons onderling: < 1 dB. Een aantal metingen is uitgevoerd om een indruk te krijgen van de richtingsgevoeligheid van de hydrofoons. Opvallend is dat de gevoeligheid van de hydrofoons een fractie (een paar dB) groter is bij het aanstralen in de lengterichting dan in de richting loodrecht hierop. Geconc1udeerd kan worden dat hydrofoonelementen van het hydrofoonarray in principe bruikbaar zijn voor de Speumeusexperimenten. De bandbreedte is voldoende groot en de gevoeligheid redelijk vlak. Grondmetingen zuHen moeten uitwijzen of de hydrofoons voldoende gevoeligheid bezitten.
15
2.3
Karakterisering van de piezobron
Piezobronnen beschikken, in vergelijking met andere akoestische bronnen, over gunstige akoestische eigenschappen. Zo is het bronsignaal volledig controleerbaar binnen het frequentiebereik waarop het piezo-element gedimensioneerd is. Zodoende is het bronsignaal in hoge mate reproduceerbaar. De herhalingsfrequentie wordt slechts beperkt door de looptijden in het medium en niet, zoals bij een vonkbron, door een regeneratietijd. Wel wordt de herhalingsfrequentie mede bepaald door het lage bronniveau. Ten opzichte van andere brontypen is het relatief lage bronniveau een bezwaar. Dit kan worden verbeterd door lange bronsignalen uit te zenden. In plaats van een pills wordt een continue golf met een verlopende frequentie (sweep) uitgezonden. Pulscompressie tijdens de dataprocessing na de meting levert weer een pills-echoplaatje vergelijkbaar met een normale pulsbron. Door de sweep bij een gelijkblijvende frequentieband langer te maken (dus een trager frequentieverloop) kan de signaal-ruisverhouding naar wens worden verbeterd. Dit leidt echter wel weer tot een langere meettijd. Een hoger bronniveau is tevens te bereiken door meerdere piezo-elementen in de bron toe te passen. Meerdere piezo-elementen dragen tevens de mogelijkheid in zich een gerichte bundel te genereren die dan met een geschikte aansturing tevens richtingsgevoelig kan worden gemaakt. Gezien de stand van zaken met de piezo-elementen is in de huidige ontwikkeling de richtingsgevoeligheid van de Speurneus vooralsnog uitsluitend aan de detectiekant gelegd. Tijdens het voortraject van dit project (L 340, [4]) heeft TNO-TPD een experimentele piezobron ontworpen met een geschikte overdrachtskarakteristiek voor toepassing in de Speurneus. In dit ontwerp was voorzien dat het aantal piezo-elementen later zou kunnen worden vergroot om zo het bronniveau te verhogen. De metingen, die zijn uitgevoerd tijdens de eerste fase van de prototype-ontwikkeling [5], toonden aan dat het bronniveau van de huidige versie van de piezobron ongeveer een factor 100 lager ligt dan dat van de tevens geteste vonkbron van NITG TNO. Helaas bleek de piezobron tijdens de karakteriseringsmetingen bij TNO-FEL defect. Omdat de bron enkele maanden ongebruikt was blijven liggen, was een verouderingseffect opgetreden. Het defect is veroorzaakt doordat de olie, waarmee het PVC-omhillsel van de bron is gevu1d (om de statische drukken op te vangen wanneer de bron op diepte wordt gebruikt), de afdichting van de bron aantastte. Verder bleek de olie (Tellus R5 olie) ook de weekmaker uit de coaxkabel te hebben verwijderd. De olie is in het koperen huis van de bron gedrongen en de piezopillen hebben losgelaten. Ben pH was door het klapperen tegen de omhillling gebarsten. De bron is volledig gereinigd en opnieuw opgebouwd (met een nieuw element). Bij het opnieuw opbouwen is tevens de PVC-behuizing weggelaten om een hog ere signaalsterkte te bereiken. Vervolgens is de bron getest in het waterbassin bij TNO-TPD. Opnieuw bleek de bron defect, ditmaal door intredend water door een lek in het akoestische venster. In verband met de tijdsdruk was het niet mogelijk de piezobron nog tijdig gereed te maken en is ervoor gekozen om op dit moment af te zien van het inzetten van deze bron.
16
2.4
Karakterisering
van de vonkbron
De vonkbron van NITG TNO (type SBS-36 van de firma Geo-Messtechnik) produceert een geluidsveld door het opwekken van cavitatie. De bron bestaat uit een elektrode ('bougie') waarover een hoogspanningspuls wordt gezet (orde 5 kV). De ontlading veroorzaakt een stoombel die direct weer implodeert. Het geclaimde bronniveau is in vergelijking met piezobronnen een factor 100 - 1000 hoger. De vonkbron wordt gevoed door een impulsgenerator van het type SWG 505-S (Geo-Messtechnik). In de bestaande uitvoering is deze generator een tamelijk grote kast (0,5 x 0,5 x 0,5 m) die op enige afstand op het maaiveld wordt geplaatst. 2.4.1 Metingen in het waterbassin De herhalingsfrequentie voor het ontsteken van de bron bedroeg 1 keer per 8 seconden, dit is de hoogst haalbare frequentie (kortste herhalingstijd Het akoestische bronsignaal van de vonkbron is gemeten met de bron op 3,5 en 2,0 m diepte, met behulp van een geijkte hydrofoon (type B&K 8104), op een diepte van 3,5 men een afstand van 2 m. Er zijn metingen verricht voor de drie mogelijke bronspanningen van de vonkbron (respectievelijk 3, 4 en 5 kV). De werkelijk gemeten spanningen waren op het moment van ontlading circa 0,5 kV lager dan de nominale spanning. De herhalingsfrequentie voor het ontsteken van de bron bedroeg 1 keer per 8 seconden, dit is de hoogst haalbare frequentie (kortste herhalingstijd) in verband met de tijd die nodig is voor het herladen van de condensatoren die de bron aansturen. In bijlage A is een registratie van een meting met de vonkbron in het waterbassin op twee tijdschalen weergegeven. Een probleem bij de analyse van de signalen is de vorm van de uitgezonden bronpuls. Overleg met de fabrikant van de vonkbron was noodzakelijk om het een en ander te kunnen begrijpen. Het signaal in de tijd begint met een elektrische overspraak, nabij t = O. Vervolgens een eerste aankomst op circa 1,3 ms: een scherpe piek met een negatieve amplitude die door de horizontale as schiet en vervolgens geleidelijk terugvalt naar het nulniveau. Dit is de directe golf (transmissie over 2 m met 1500 mls). Op circa 5 ms is een positieve uitslag waarneembaar: dit is geinterpreteerd als reflectie aan het wateroppervlak (ca. 7,2 m looppad). Op circa 6 ms komen scherpe negatieve pieken binnen. Tussen circa 7 en 17 ms komen laagfrequente reflecties binnen, waarschijnlijk aan de wanden en bodem van het bassin dat akoestisch bij deze frequenties niet zo 'dood' is als verwacht, gezien de aanwezigheid van geluidabsorberend materiaal. In hetzelfde tijdvenster en nog duidelijker zichtbaar daarna komen dezelfde reflecties binnen van de scherpe pieken bij 6 ms. In het bijzonder het optreden van de scherpe negatieve pieken bij 6 ms is niet begrepen. Mogelijk zijn de scherpe negatieve pieken een onderdeel van het bronsignaal zelf. Sparkers staan niet bekend om de hoge reproduceerbaarheid van het bronsignaal [6]. Uit de registraties van 10 achtereenvolgende pulsen blijkt ook dat het proces nogal varieert tussen de schoten, gelet op de variatie in de aankomsttijd (circa 2 ms) van de 'tweede' puls. Ook de amplitude fluctueert met een factor twee. Het eerste deel van de golfvorm (rond de 1,3 ms) fluctueert daarentegen een stuk minder. Bij de leverancier was dit probleem uit de praktijk onbekend. Bij de fabrikant is de bron nagekeken en schoon gemaakt, maar er zijn geen aanpassingen aan de bron uitgevoerd. Om na te gaan of deze signaalvormen ook in de grond voorkomen, zijn hierna metingen in een boorgat uitgevoerd en geanalyseerd.
17
2.4.2 Metingen in grand Op 22 maart 1999 is in Rucphen een serle transmissiemetingen uitgevoerd. Deze metingen werden uitgevoerd ten behoeve van het bepalen van grondparameters (zie hoofdstuk 3) en worden hier alleen geanalyseerd voor wat betreft de puIsvorm. Er is gebruik gemaakt van een bestaand, verbuisd boorgat van circa 200 m diep. Ais ontvangers zijn hydrofoons in het bestaande boorgat geplaatst en is de seismische conus van GeoDelft weggedrukt. Als bron is onder andere de vonkbron ingezet. Vit de data, geschoten met de vonkbron, is de signatuur van deze bron gehaald en vergeleken met de signatuur zoals gevonden in het FEL-meetbassin. In bijlage B is een karakterlstieke opname te zien van een hydrofoonresponsie in het boorgat waar tevens de vonkbron in is gehangen. De hydrofoon hing hierbij op een diepte van 22 m in het boorgat, de vonkbron op een diepte van 12 m in hetzelfde boorgat. Opgemerkt moet worden dat dit een andere opnemer is dan in het FEL-meetbassin en dat de meetwaarden dus niet kwantitatief te vergelijken zijn. De grote uitslag van het signaal bij circa 40 ms is afkomstig van de buisgolf die langs de wand van het boorgat naar de opnemers loopt. Opvallend is verder het karakter van de uitgezonden puis. Bij de metingen in het waterbassin is de puis unipolair, terwijl deze nu in de grond bipolair is. Onderaan is ingezoomd op de eerste aankomst. Er is geen 'tweede' puis circa 4 ms later te zien, zoals die is waargenomen in de metingen in het waterbassin. Ben reden hiervoor zou kunnen zijn dat het cavitatiemechanisme in schoon water anders werkt dan in het minder schone water van het boorgat. Bekend is de gevoeligheid van een vergelijkbaar type bron (Sparkers) voor het zoutgehalte van het water. Ben ander verschil tussen de metingen in een waterbassin en het boorgat is dat de ruimte om de vonkbron in het geval van een boorgat veel beperkter is; ook dat kan en za1 invloed hebben op de puIsvorming. Voor de vervolgmetingen is ervan uitgegaan dat het 'tweede puIseffect' geen rol speelt bij metingen in de grond. 2.4.3 Alternatieve bronnen De tot heden in het project toegepaste bronnen hebben enkele bezwaren. De piezobron houdt ook na het oplossen van de operationele problemen als lekkage en veroudering het principiele probleem van de lage bronsterkte. De vonkbron heeft bezwaren in termen van reproduceerbaarheid van het bronsignaa1; daarnaast is de herhalingsfrequentie beperkt (1 meting per 8 seconden beperkt de mogelijkheden van meervoudige opnamen sterk) en de voeding is in de huidige uitvoering een fysiek zodanig groot apparaat dat deze op het maaiveld dient te staan. Dit brengt de noodzaak van een (hoogspannings)kabel naar de bron met zich mee. Om deze redenen is kort gekeken naar mogelijke alternatieven. In het kader van de literatuurstudie bij de start van L 300 [7] is een octrooi-onderzoek gedaan en dit is opnieuw nagelopen. Hieruit zijn geen bruikbare alternatieven naar voren gekomen. In het akoestische Amberg-systeem, dat in de TBM van de 4e tunnelbuis van de Elbetunnel in Hamburg en in de TBM van de Botlektunnel is toegepast, is een elektromechanisch systeem ingebouwd waarbij een 'Schallplatte' aan de voorzijde van de TBM mechanisch met een sweepsignaal wordt aangestuurd. In boorgaten wordt wel gebruik gemaakt van boorgathamersystemen [8] die tamelijk laagfrequent zijn « 400 Hz) en die gebaseerd zijn op een valgewicht. Voor horizontaal gebruik zou daarvan een afgeleide moeten worden gemaakt. De meest beperkende randvoorwaarde is de afmeting die binnen circa 0,2 m moet blijven. De meeste operationele seismieksystemen zijn voor gebruik op zee ontwikkeld waar mOOte geen
18
probleem is en bovendien is voor een goede energieoverdracht een minimumgrootte vereist. Bij de gebruikelijke landseismiek wordt in het algemeen met explosieven gewerkt in min of meer ondiepe (enkele meters) boorgaten. Die werkwijze vereist een betrekkelijk goede toegankelijkheid van de bronpositie, die bij een gestuurde boring moeilijk te bereiken is, aangezien voor ieder schot een lading langs de boorstreng naar voren moet worden gebracht. Vooralsnog lijkt, wanneer de controleerbaarheid van de bron nog verbeterd kan worden, de vonkbron de meest aangewezen ontwikkelrichting. 2.4.4 Conclusies Naar aanleiding van de uitgevoerde experimenten is de vonkbron als geschikte bron naar voren gekomen om toe te passen in de akoestische Speurneus. De vonkbron bezit een relatief hoog bronniveau op de gewenste bandbreedte (ongeveer 50 tot 3000 Hz). Bij een aangenomen voortplantingssnelheid van 1500 mls komt dat overeen met golflengten vanaf 0,5 m tot 30 m, ruim voldoende voor de aan de Speurneus gestelde eisen. Richtingen waarin de bron moet worden verbeterd zijn de vergroting van de reproduceerbaarheid, het verdwijnen van de noodzaak van een kabelverbindingen naar het maaiveld en het verhogen van de herhalingsfrequentie. Na overleg met de fabrikant van de vonkbron is duidelijk geworden dat de herhalingsfrequentie tot maximaal een meting per 4 a 5 seconden kan worden verhoogd en dat het mogelijk is een hoogspanningsvoeding te ontwerpen die kan worden ingebouwd in de Speurneus. Of deze vanuit accu's in de Speurneus of vanuit een laagspanningskabel langs of door de boorstreng moet worden gevoed, is nog een ontwerpaspect dat in hoofdstuk 4 aan de orde komt.
19
20
3.
KARAKTERISERING
3.1
Inleiding
VAN GRONDEIGENSCHAPPEN
Bij de metingen in het kader van de eerste prototypeproeven [5] bleek de grond in Papendrecht de akoestische signalen veel sterker te verzwakken dan verwacht. Als hypothese werd geformuleerd dat de aanwezigheid van gas hierbij een belangrijke parameter zou zijn. Aangezien het fenomeen zich ook voordeed onder de grondwaterspiegel zou het daarbij dan om van nature gevormd moerasgas gaan. Omdat ook in een ander kader bleek dat de transmissie van akoestische golven in de ondiepe ondergrond een slecht begrepen verschijnsel is, is besloten een aantal experimenten uit te voeren om een idee te krijgen van de akoestische eigenschappen van de Nederlandse ondergrond. Een belangrijke veronderstelde parameter is daarbij de aanwezigheid van gas in de bodem. Naast de verzwakking van akoestische signalen is ook de akoestische propagatiesnelheid bij de interpretatie van seismische metingen een voortdurend terugkerende onzekere factor. Om de akoestische grondparameters te bepalen zijn twee testlocaties geselecteerd:
-
op het terrein van het TNO Zuidpolder in Delft. Van deze ondergrond is uit het verleden bekend dat deze gashoudend is, onder andere uit de kwaliteit van oppervlakteseismiekmetingen; - op zandgrond te Rucphen (Noord-Brabant). Hier wordt geen gas in de grond verwacht in verband met de lokale geologie en gezien de goede resultaten van hoge resolutie oppervlakteseismiek. Op de locatie te Delft is nog met de piezobron van TNO- TPD gemeten. Door de problemen, beschreven in hoofdstuk 2, kon deze bron daarna niet meer worden ingezet. Op de locatie te Rucphen is naast de vonkbron ook met ontstekers als bron gewerkt om een indruk te verkrijgen van de relatieve bronsterkte van de vonkbron in vergelijking met deze op land routinematig toegepaste bron. Een ontsteker is een kleine hoeveelheid springstof die elektrisch tot ontploffing wordt gebracht.
3.2
Gasdetectie
Op enkele locaties is de aanwezigheid van gas in de ondergrond kwantitatief bepaald. Aangenomen is dat eventueel gas in de ondergrond onder de grondwaterspiegel bestaat uit moerasgas (methaan). De aanwezigheid van dit gas is betrouwbaar en specifiek vast te stellen. Als, door wat voor oorzaak dan ook, gas in de ondergrond bestaat uit luchtinsluitingen, is dit veel moeilijker vast te stellen omdat voorkomen moet worden dat tijdens de monstername lucht 'van boven' kan toetreden. Het percentage gas in een monster wordt gemeten met een mobiele gaschromatograaf met PhotolonisatieDetector (type PE-VOYAGER). Kalibratie vindt plaats voorafgaand aan de metingen.
21
De monsters zijn in het veld genomen met behulp van de kleine Spitsmuis, een wegdrukbare pistonsampler van GeoDelft. Hiermee wordt een monster van 20 cm lengte en een diameter van 2,5 cm gestoken met een resulterend volume van 100 ml. Na het steken op diepte is de bovenzijde van het monster afgesloten met de conus van het steekapparaat en de onderzijde enigszins door de core catcher. Direct na de monstername is het monster in een polyethylene bus van 200 ml gedrukt en luchtdicht afgesloten. Vervolgens is het monster gedurende 1 minuut goed geschud met de hand. De meting vindt vervolgens plaats door met een injectienaald lucht uit de monsterbus aan te zuigen en door de GC te voeren. De meting en zijn 10 minuten na de monstername uitgevoerd. Alle metingen zijn ten minste in duplo uitgevoerd. De juiste werking van de injectienaald en het meetapparaat is voorafgaand, aan het eind en 1 maal per dagdeel gecontroleerd. De concentraties methaan in de monsterbus worden teruggerekend naar het oorspronkelijke volume van het monster zoals het wordt gestoken. Aangenomen is dat bij het schudden alle methaan van de gronddelen is losgekomen en vrij in de gasfase aanwezig is. De voornaamste bron van onnauwkeurigheid is het toetreden van lucht tijdens het ophalen van het steekapparaat door de onverzadigde zone en boven de grond. De gerapporteerde waarden zijn daarom als ondergrens te beschouwen.
Gasmetingen te Papendrecht
3.3
Op 12 januari 1999 zijn op het terrein van Visser en Smit Hanab te Papendrecht gasmetingen uitgevoerd met de mobiele gaschromatograaf (PE-VOYAGER) om de hypothese te toetsen dat de sterke verzwakking bij de eerste prototype-experlmenten [5] aldaar geweten kan worden aan de aanwezigheid van gas. Gemeten is op een verticale lijn waar de Spitsmuis achtereenvolgens tot een steeds grotere diepte is doorgedrukt. De kalibratie is uitgevoerd met behulp van een kalibratiegas bestaande uit 154 ppm isobutyleen in lucht. In tabel 1 zijn de resultaten van de gasmetingen weergegeven. Geconcludeerd kan worden dat er enig gas in de ondergrond aanwezig is. De vraag blijft of deze geringe hoeveelheid (0,5 a 1 %) gas de waargenomen demping kan verldaren. Tabel 1. Gasmetingen te Papendrecht. diepte monster
type monster
methaan (%)
- 3,4
klei, matig siltig
0,24
3,4 - 3,6
klei, matig siltig
0,40
- 3,8 - 5,2 - 5,4
klei, matig siltig
0,37
klei, zwak zandig
0,50
zand, matig siltig
0,95
6,0 - 6,2
klei, matig siltig
0,46
6,2 - 6,4
klei, matig siltig
0,74
3,2 3,6 5,0 5,2
3.4
Akoestische metingen te Delft
Op de locatie op het terrein van NITG TNO zijn meerdere boorgaten beschikbaar om akoestische metingen in te verrichten. De grondopbouw op het terrein van NITG TNO bestaat uit
22
klei tot circa MV - 12 m met daaronder grof zand. De boorgaten hebben in de klei en nog enige meters in het zand een gesloten casing. Vanaf circa MV - 15 m zijn zij voorzien van een open buisfilter. De grondwaterspiegel bevindt zich op circa MV - 1 m. In een boorgat zijn, samen met een referentiehydrofoon, achtereenvolgens de vonkbron, de TPD-piezobron en de ontstekers geplaatst. De referentiehydrofoon hangt op MV - 4 m. In een ander boorgat op 9,6 m afstand bevinden zich 12 passieve hydrofoons tussen MV - 9 m en MV - 20 m, met een interval van 1 meter. Voor de experimenten is de bron op de volgende diepten gehangen:
-
MV - 9 m, klei; - MV - 14 m, grofzand; - MV - 16 m, grof zand; - MV - 19 m, grof zand. In een tweede sessie metingen is de bron op elke 2 meter in het boorgat geplaatst: tussen MV - 5 m en MV - 17 m. In deze tweede sessie is een derde boorgat gebruikt om hydrofoons in te hangen op een diepte tussen MV - 6 m en MV - 17 m, met een interval van 1 meter. Uit de serle metingen kan de overdracht van de signalen worden bepaald en daaruit kan een indruk worden verkregen van de dempingseigenschappen van de ondergrond ter plaatse. Van deze locatie te Delft mag worden aangenomen dat er gas in de grond zit (zie 3.5). De metingen zijn uitgevoerd op 19 en 24 februari 1999. 3.5
Analyse van de akoestische metingen te Delft
In figuur 1 zijn de resultaten van een schot op MV - 9 m weergegeven zoals waargenomen op het hydrofoonarray in het dichtstbijzijnde boorgat op 9,6 m afstand van het boorgat met de bron. Deze meting is representatief voor alle uitgevoerde metingen. Horizontaal staat het kanaalnummer waarop de hydrofoons zijn aangesloten. Deze corresponderen met de diepte
van de hydrofoons: hydrofoon 1 (rechterzijde in de figuur) bevindt zich op MV
-9
m,
hydrofoon 12 op MV - 20 m, met onderlinge hydrofoonafstanden van 1 meter. Hydrofoon 7 en 8 werkten niet, kanaal 13 en 14 zijn niet aangesloten, en op kanaal 15 is de referentiehydrofoon in het boorgat met de bron aangesloten. Op de verticale as staat de looptijd weergegeven in ms. Hydrofoon 1 (rechterspoor in het seismogram) bevindt zich op MV - 9 m, dezelfde diepte als de bron in het boorgat op 6,9 m afstand. Uit de eerste aankomsttijd, op 6,5 ms in het seismogram,
is de propagatiesnelheid
op MV
-9
m dus goed te bepalen.
Immers,
aangenomen
mag worden dat het signaal van de bron horizontaal naar de ontvanger gaat. De looptijd bedraagt 6,5 ms, zodat de propagatiesnelheid 1480 mls bedraagt in de klei op een diepte van MV - 9 m. Op grond van de signaalvormen van alle eerste aankomsten in het seismogram is een tweedeling te maken. Bij de kanalen 1 tot en met 6 (aangegeven met 1) hebben de eerste aankomsten van de directie golf een hogere frequentie dan bij de kanalen 9 tot en met 12 (aangegeven met 2). Dit verschil komt waarschijnlijk door de overgang van klei naar het sterker dempende zand, die zich op een diepte tussen opnemer 6 en 9 bevindt.
23
,,.Lt. t.H.\I<
H .. 1.J:i
:,'
--I
-~-
-+
'-t
J:)
11
_J
-Hi
-
~,
~
---!
f
-1--' 1
:=
+ e---:-:
i ,--t""1 -t---11
'~-I-:,...,---11-1
- "-
---
~-"--'>"
n
= =;r
.':":~~ ~+ c
[2--
- -
,
. ",.,,
l!
'" r-'l;=:r: . --- -,
Z~
--1:_,---+---
.- -
w
-
L,
i-f
,.~~
~---\' 4G
---
J'
.! .
---,I.-_;---;--'~
~-~+= , ,:",,
l--r
+
r-+--
,+ I--
=
~
-+ ,
-I--!'""
-~~
T
'
-
lJj
=1=1 -I ,~
"
=r:---,
---:. -. /---
J
",
T
-
r
f
.
,
;::.
-
i'-----
-:
1,;1-, E.----:-------
l t-- .
..
--- -- '--- '--) >
11---,,---1 1=
f m' +~--
~
.-
;,--1--
"J,
1--
"'
I I-I
-"';>
,
I ---'--
. -~
,
--
~')
,
=------=--
i ~
--+-+,
"
--- ,--Y--, 1
,
L,
~
--'-1'--,
+---
-
-
--
,
,
+-
' ~.-t" ~ "'---<-+
~
'
'---,~
'--+-::.-~ t
+
-. -
,
.,
j
L,
" - ~--L__::. L...:J"=-.:=J; -- t---
~
'
t=-t=-_I---t=:-_+ '---, i
~
-4--- r---1-
"
~"~
~-
~~-----
'---
::t'~>--1 "".."",
"
--~
"
-
-
~
"--"-'<-~
",-
,
-,-
~"'-4'--'-
-
-
_.---'-~ .
-.
/:
,
H---"
'~'-+
,
', -+-----
L&.+-!
-:=to ";
1--,
"
,
':1.+
" '-~'-" -- E-+-,--, T . +1 +-t-f-+:~ T',.
=-1 ~-l;'
E,
-
.
'-~'-
7. ---H---trt -t_, '.m T' '---+~-'FI," L
I
---+---+-I
4
-t=...
\_--
,
\
::t~-+=f )
t
.Lj, " ,
--
"
i
-t-
),
-
-------
i
Fig. 1. Akoostische metingen te Delft ten behoeve van de bepaling van grondparameters. 1: Eerste aankomst directie golf (hoogfrequent). 2: Directe golf (laagfrequent). 3: Buisgolf, ontstaan op de overgang van vaste buis naar filterbuis. De sterke reflecties op kanaal 1 tot en met 6 (aangegeven met 3) in het seismogram, lijken afkomstig van een sterke reflector. Op kanaal 1, diepte MV - 9 m, is de aankomsttijd circa 14 ms. Op kanaal6, op MV - 14 m, is de aankomsttijd circa 10 ms. De schijnbare snelheid is dan circa 1250 mls. Deze snelheid is te laag voor een drukgolf door het verzadigde medium: circa 1500 mls. Na analyse van de data is geconcludeerd dat deze reflectietijden alleen maar afkomstig kunnen zijn van een buisgolf die is ontstaan op een diepte van circa MV - 15 men langs de buiswand naar boven gaat. Op MV - 15 m is een overgang van de vaste buis naar het buisfilter. Deze overgang is de oorzaak: van het ontstaan van de buisgolf. Opvallend is dat de buisgolf zich in de richting van het maaiveld (naar rechts in het seismogram) good manifesteert en dieper, daar waar de filterbuis zit, zich niet manifesteert. Dit was een belangrijke constatering voor het ontwerp van de Speurneusbehuizing.
24
Aannemende dat een buisgolf bij het filter wordt aangeslagen door een P-golf, kan de propagatiesnelheid van P-golven worden berekend door precies op de diepte waar de buis ophoudt de aankomst te bepalen (MV - 15 m). Deze aankomst is precies de omzetting van de P-golf naar de buisgolf en dus nog te gebruiken voor de bepaling van de propagatiesnelheid. De propagatiesnelheid voor grof zand op MV - 15 m is bepaald op circa 1680 mls. Met betrekking tot de demping van het signaal kan nog worden gesteld dat deze in het grove zand dermate groot is, dat de eerste aankomsten daardoor nog moeilijker te onderscheiden zijn dan in de klei. Gezien deze problemen bleek het niet mogelijk te zijn om dempingsfactoren voor te ondergrond ter plaatste te bepalen. Omdat de drie brontypen (vonkbron, piezobron en ontsteker) in dezelfde meetconfiguraties zijn gebruikt, kon de verhouding van de bronsterkten worden bepaald:
-
ontsteker 1 (0 dB); - vonkbron 0,1 (-20 dB); - piezobron 10-5(-100 dB).
3.6
Akoestische metingen met seismische conus
Omdat uit de boorgatmetingen geen betrouwbare dempingsfactoren konden worden vastgesteld, zijn op dezelfde locatie op het NITG-terrein aanvu1lende metingen uitgevoerd met de seismische conus van GeoDelft. De seismische conus is een standaard sondeerconus, waarbij in de schacht boven de conuspunt op twee hoogten (0,3 men 1,3 m vanaf de punt) een set van drie onderling loodrechte geofoons is ingebouwd. De seismische conus is op twee afstanden vanaf de bron weggedrukt, op 9,6 m en 20 m afstand. Uit de verhouding van de waargenomen signaalsterkten is de demping afgeleid. De metingen zijn uitgevoerd met de bron op respectievelijk MV - 6, 12, 18 en 24 m, waarbij de seismische conus zo geplaatst werd dat de bovenste geofoonset op gelijke diepte met de bron stond. Om de propagatiesnelheid en de demping te kunnen bepalen is als bron de ontsteker gebruikt, omdat de bronenergie van de vonkbron te klein bleek te zijn in verhouding tot de gevoeligheid van de geofoons. Ondanks de energie van de ontstekers was het signaal niet goed te ontvangen als het schot in het gesloten deel van de casing plaatsvond. Bij opnamen waarbij de ontsteker ter hoogte van het buisfilter wordt gehangen, zijn de registraties met de seismische conus wel goed. Met behulp van de ontsteker als bron konden de propagatiesnelheden en dempingsfactoren voor zand worden bepaald in het dieptetraject onder MV - 15 m. Uit de metingen met het hydrofoonarray (zie 3.5) voIgt de propagatiesnelheid voor klei (MV - 9 m) alsmede voor het zand bij de overgang van de gesloten casing naar het buisfilter (MV - 15 m). Omdat het volgende boorgat veel verder wegstaat (40 m), behoorde een bepaling van de demping met behulp van de hydrofoons echter niet tot de mogelijkheden. Deze zijn daarom gebaseerd op de metingen met de seismische conus. In tabel 2 zijn de resultaten van de experimenten te Delft weergegeven.
25
Tabe12. Akoestische grondparameters te Delft. diepte (MV-m)
materiaal
propagatiesnelheid (m/s)
demping (dB1m)
9
klei
1480
niet gemeten
15
grof zand
1680
niet gemeten
18
grof zand
1750
1,2
24
grof zand
2000
0,4
3.7
Gasdetectie te Delft
Omdat akoestische grondparameters worden bemvloed door de aanwezigheid van gas in de ondergrond zijn op 15 maart 1999 op het terrein van NITG TNO te Delft aanvu1lende gasmetingen uitgevoerd. Deze metingen zijn uitgevoerd met de mobiele gaschromatograaf (PEVOYAGER). De kalibratie is uitgevoerd met behulp van een kalibratiegas bestaande uit 1 % methaangas in lucht. De meting en zijn uitgevoerd in de kleilaag tot MV - 16,2 m. De monsters worden gestoken en hebben een lengte van 0,2 m. In tabel 3 zijn de resultaten van de gasmetingen weergegeven. Geconc1udeerd kan worden dat er vanaf MV - 10m een substantiele hoeveelheid methaangas aanwezig is. Dit zou een aannemelijke verklaring zijn voor de ervaring dat hoge resolutie seismische metingen in het verleden op deze locatie geen resultaat opleverden. Tabel 3. Gasmetingen te Delft. type monster
methaan (%)
klei, zwak siltig, zandlaagjes
< 0,1
7,0-7,2
klei, zwak siltig
10,0 - 10,2 13,0 - 13,2 14,0 - 16,2
klei, zwak siltig
< 0,1 13,2
klei, zwak siltig
6,1
klei, matig siltig
5,4
diepte monster 4,0
3.8
- 4,2
Metingen te Rucphen
In Rucphen is uit geologisch oogpunt aannemelijk dat zich hier geen gas in de ondergrond bevindt. Ook het goed verlopen van hoge resolutie seismiek op deze locatie wordt verklaard door de afwezigheid van gas. Op deze locatie zijn grondparameters bepaald van een nietgashoudende ondergrond. In Rucphen is gebruik gemaakt van een bestaand, verbuisd boorgat (no: 49F 378, 89-142-60378-49) van circa 200 meter diep. Gezien de mogelijke demping van de signalen in de ondergrond is naast de vonkbron ook de ontsteker in te zetten, om zeker te zijn van voldoende bronsignaal. Als ontvangers zijn hydrofoons in het bestaande boorgat geplaatst en is de seismische conus van GeoDelft weggedrukt. De metingen zijn uitgevoerd op 22 maart 1999. In figuur 2 is de meetopstelling schematisch weergegeven. In het bestaande boorgat, waarin de vonkbron zich ook bevindt, zijn tussen MV - 2 m en MV - 26 m 13 pas sieve hydrofoons opgehangen met een interval van 2 m. De seismische conus is dezelfde als beschreven in 3.6.
26
Het gat voor de ontstekers bevindt zich op 10 meter van het boorgat. De seismische conus is op respectievelijk 3 en 10 meter van het bestaande boorgat weggedrukt. De ontsteker is op respectievelijk MV - 2, 4, 6 ,8 en 10 m ingezet. Hierbij was de diepte van de bovenste geofoonset gelijk aan de diepte van de bron. De maximaal haalbare conusdiepte bedroeg MV - 11,5 m. De hydrofoonkabel blijft gedurende deze schoten op dezelfde diepte hangen. Hierna is de vonkbron op diepten van MV - 6 tot en met - 16 m in het boorgat afgeschoten. De hydrofoonkabel bewoog per schot steeds mee. De geofoonsets in de conus bevonden zich gedurende deze schoten permanent op diepten van respectievelijk MV - 10 m en MV - 11 m. Deze meetsessie is uitgevoerd voor de seismische conus op zowel positie 1 als 2.
Boorgat
10 m
3ml
10m
0
0
e
Sondeerconus positie 2
Sondeerconus positie 1
ontsteker
Fig. 2. Meetopstelling te Rucphen, ten behoeve van grondparameterbepaling. Na de analyse van de data zijn de propagatiesnelheden en de demping op dezelfde wijze bepaald als bij de metingen in Delft (zie 3.6). In tabel 4 zijn de akoestische grondparameters weergegeven, zoals die uit de beschikbare datasets konden worden afgeleid. Tabel 4. Akoestische grondparameters te Rucphen. diepte (MV -rn)
0-6 6 - 10 8
3.9
rnateriaal
zand zand zand
propagatiesnelheid
1350 1600 -
(rnls)
I
dernping (dB/rn) 0,2
Conclusies en aanbevelingen
Propagatiesnelheid De propagatiesnelheid in zand, gemeten in Rucphen, varieert van 1350 m/s in het ondiepe gedeelte van MV naar MV - 6 m, tot 1600 m/s tussen MV - 6 m en MV - 10 m. De propagatiesnelheden in zand in de ondergrond van Delft sluiten daarbij aan: van 1680 m/s op MV - 15 m
27
naar 2000 mls op MV - 24 m. De toename van de snelheid met de diepte is te verwachten in het licht van de toenemende grondspanning met de diepte. De propagatiesnelheid van de klei te Delft bedraagt 1480 m/s; wat lager dan zand op een vergelijkbare diepte. Demping De meting en bevestigen het beeld dat een gashoudende ondergrond grotere demping geeft. Op 18 meter diepte in Delft wordt circa 5 % methaan aangetroffen en bedraagt de demping 1,2 dB/m. In het gasvrij veronderstelde zand van Rucphen wordt 0,2 dB/m vastgesteld. Andere aspecten Uit de experimenten in de boorgaten in Delft is wederom naar voren gekomen dat buisgolven een destructieve invloed op de kwaliteit van de data hebben. De metingen in de filterbuis hebben in tegenstelling tot de gesloten casing geen hinder van buisgolven. Deze bevinding leidt tot de suggestie een stalen open wikkeldraadtilterbuis als nieuwe behuizing voor de Speurneus te overwegen.
28
4.
ONTWERP
4.1
Inleiding
VOOR TWEEDE PROTOTYPE
SPEURNEUS
Op basis van de ervaringen bij de ontwikkeling en de toepassing van het eerste prototype [5] en de in hoofdstuk 2 en 3 beschreven metingen is een nieuw ontwerp gemaakt voor een tweede prototype Speurneus. In dit ontwerp zijn de volgende aspecten (opnieuw) expliciet aan de orde gekomen:
-
het mechanisch ontwerp van de sondebehuizing, waarbij twee belangrijke functionele eisen zijn dat de behuizing akoestisch transparant is en niettemin een voldoende grote treksterkte heeft om onderdeel te vormen van de boorstreng van een HDD; het al of niet noodzakelijk zijn van een kabelverbinding naar het maaiveld, ten behoeve van de besturing, voeding en/of datatransmissie; alsmede de mogelijke uitvoeringen hiervan; de architectuur van een datalog-systeem.
Andere ontwerpaspecten uit de eerste fase zijn niet gewijzigd. De opname vindt richtingsgevoelig plaats met behulp van een array van hydrofoon-ontvangers, in langsrichting om de herkenbaarheid van reflecties te krijgen/vergroten, in dwarsrichting om richtingsgevoeligheid rondom te verkrijgen. De orientatie van de sonde wordt bepaald met een aantal hellingopnemers. Het principe van de verwerking is gebaseerd op een handmatige identificatie van herkenbare echosignalen ('events ') in meerdere ontvangstkanalen en het via correlatie berekenen van de richting van waaruit het signaal afkomstig is. 4.2
Constructief
ontwerp
Bij de constructie van het eerste prototype [5] is voor de behuizing sterk de nadruk gelegd op de gewenste elektr(omagnet)ische eigenschappen in combinatie met een zeer grote treksterkte. De overwegingen daarvoor in die fase waren de mogelijkheid van toepassing van standaard EM- en grondradarapparatuur en de eenvoud van een type behuizing. Daarnaast was voor een schatting van de benodigde treksterkte uitgegaan van de op de rig gemeten krachten bij het intrekken van een productpijp. Het resultaat van deze overwegingen was een ontwerp uitgevoerd in glasvezelversterkt kunststof (GVK). Uit de metingen met het eerste prototype bleek dat de GVK-buis akoestisch ongunstige eigenschappen heeft. De akoestische metingen werden overheerst door buis- en boorgatgolven, die zo prominent waren dat reflectiesignalen niet meer goed konden worden waargenomen. Tevens is de directe overspraak van bron naar ontvanger door de stijve behuizing te groot. Bij het ontwerp van de behuizing is de koppeling van bron en ontvangers derhalve een belangrijk onderwerp. De wanddikte van de GVK-behuizing was tamelijk groot om de vereiste treksterkte te verkrijgen. Hierdoor beyond de bron zich in een stijve bus, waarin een interne resonantie werd gegenereerd. Het kunststof-karakter van de behuizing is voor de akoestische metingen niet van belang en de constructie zou van staal mogen zijn. Hierdoor zijn de treksterkteproblemen veel geringer en kan een open constructie worden gebruikt.
29
In verband met de tijdsduur van de metingen is het gewenst om te kunnen meten tijdens het doortrekken van de sonde. Ben eerste idee was de constmctie zo te maken dat de benodigde treksterkte wordt verkregen door een centrale trekstang, waarop de bron en de ontvangers zijdelings en akoestisch gelsoleerd gemonteerd zijn. De gehele sonde moet daarbij wel zo geconstrueerd zijn dat de buitenzijde Iglad' is, zodat eventueel instorten van het gat geen aanleiding geeft tot vastlopen, en ook zo, dat de sonde geen aanleiding geeft tot instorten van het gat. Tijdens de in hoofdstuk 3 beschreven metingen in een boorgat op het NITG-terrein diende zich een andere mogelijkheid aan in de vorm van de metalen wikkeldraadconstructie, waaruit het filter was geconstrueerd. Gezien de afmetingen heeft deze een berekende treksterkte van ongeveer 18 ton, voldoende in vergelijking met de 10 ton in het ontwerp [5]. Daarbij is de 10 ton een bovengrens, gezien het feit dat hierbij gedacht is aan de kracht op de rig, inc1usief de kracht op de mimer en de wrijvingskracht langs honderd(en) meters productpijp. Op de Speurneus za1 alleen een trekkracht werken ten gevolge van de boorstreng die meegetrokken wordt. Voor dit doel is een trekkrachtmeting ontwikkeld en toegepast ter plaatse van de Speurneus. 4.2.1 TrekkrachtTineung Om de trekkracht te meten die op de Speurneus kan werken, moet er tussen de Speurneus en de koppeling met de boorstangen, veelal de mimer van de horizontaal gestuurde boring, een meetinstrument voor de trekkracht worden geplaatst. Randvoorwaarde is dat de diameter van
zo I n trekdoos niet groter is dan de diameter van de Speurneus. Voor dit doel is een trekkrachtdoos ontworpen en geconstrueerd. De trekdoos bestaat uit twee roestvrijstalen cilinders die gescheiden zijn door een rubber afdichting. Aan de beide gesloten uiteinden zit een oog, waaraan door middel van D-sluitingen aan de ene zijde de ruimer en aan de andere zijde de Speurneus wordt gekoppeld. In de trekdoos bevindt zich een trekkrachtmeter en een datalogger. Het systeem is zo afgesteld dat bij een trekkrachtvariatie van meer dan 0,05 kN de gemeten trekkracht samen met de tijd wordt opgeslagen. Het systeem werkt dus onafhankelijk van een externe verbinding naar het maaiveld. Na beeindiging van de boring wordt de logger uitgelezen en de opgetreden trekkrachten via de tijdregistratie gekoppeld aan de positionering van de Speurneus. Opgemerkt wordt dat een (uitbreiding van een) dergelijk systeem mogelijk kan worden toegepast voor de volledige data-opslag van een Speurneus, zodat geen externe verbinding naar het maaiveld nodig is voor de data-acquisitie en -opslag. 4.2.2 Veldproefte Lienden Om een indruk te krijgen van de trekkrachten, die in de praktijk optreden, is de trekdoos ingezet bij een lopend werk van 3D-boring te Lienden. In de gemeente Lienden, op een locatie nabij de toekomstige Betuweroute, moet het trace van een gasleiding worden omgelegd. In het trace zijn een aantal horizontaal gestuurde boringen gepland. Een daarvan kruist een lokale weg en twee sloten. De lengte van de boring bedraagt horizontaal gemeten 146,7 m. De maximale gronddekking ter plaatse van de kruising bedraagt circa 5,7 m. Het trace heeft niet alleen een verticale maar ook een horizontale kromtestraal van circa 200 m. De uitwendige diameter van de gasbuis die erin getrokken is bedraagt 168,3 rom met een wanddikte van 6,3 rom. De diameter van de gasbuis is derhalve iets kleiner dan de diameter van de akoestische Speurneus.
30
De trekkrachtproef is op 9 juni 1999 uitgevoerd, Na het uitvoeren van de honzontaal gestuurde boring en het ruimen van het gat, is de trekdoos tussen ruimer en gasbuis geplaatst. In figuur 3 is de meetopstelling weergegeven. Het geheel is er met nOTIl1alewerksnelheid doorlreen gewQkken. In bi.j1,*gce E zijnde gemeten tr~chWt1 w~g~even. Op de l1orironffile as staat de ltmgte v$ d~Wg:ettOkkengasbuis uitgezet. Opde verticaleas srnande gem~en trek-
!:US$~n
en
Indemetihg it; .hetdoonrokp-r0ce8 met het naelke 3 lnereratkoppelen van een boothuis en net aan de achterzijde aanbrengen van een boorbuis te herkermen. Opvallend is de variatie in de trekkracht. Na atkoppeling wordt eel'st langzaam en daarna snel getrokken. Dit verklaart de twee trekkrachtniveaus die zich elke 3 meter manifesteren. De maximaal gemeren trekkracht bedraagt circa 10 kN. De totale trekkracht uitgeoetend door de rig is handmatig bijgehouden. Deze bedroeg maximaal circa 4.5 a 5 ton (45 1150 kN). Het versdill in trekkracht tussen rig en trekdoos is toe te schrijven aan het effect van de ruimer voor de trekdoos die het reeds gebool'de gat weer voldoende groot maakt. Met deze meting is een indruk verkregen van de tl'ekkrachten die een rol spelen bij het doortrekken van een productiepijp bij een gestumde boring. In vergeHjking met de krachten op de Spelll11eus is dit waarschijruijk nog steeds een bovengrens, omdat de wrijving van 150 m productpijp meer zal zijn dan van een boorstreng. Wel blijk'1 dat de kracl1ten na de eerste 40 m geleidelijk oplopen en met een ontwerplengte van 500 m [5] moot rekenillg worden gehouden met een verden: toename. Voor de Speumeus is het van belang om nog een proof te doen, waarbij bij de eerste ruimslag van het boorgat de trekdoos tussen ruimer en boorstangen wordt geplaatst. Met de ontwikke1detrekdoos is het eenvoudig nog een keer met een horizontale boring 'mee te liften'.
31
4.2.3 }(abel~rvoer In de Speurneus zit apparatuur die om een verbinding vraagt met externe apparaten. Dit kan een opslagmedium zijn (ontvangzijde) of een aansturend mechanisme (bronzijde). Aan het maaiveld komen deze verbindingen over het algemeen tot stand door middel van kabels. Een kabelverbinding is om diverse redenen minder wenselijk in een Speurneus:
-
-
bekabeling in/door de boorbuis: bij het aan- en afkoppelen van buizen zit bekabeling in de weg; bekabeling om/buiten de buis: bij het doortrekken is er een grote kans op beschadiging van de kabel (treksterkte/schuren langs boorgatwand); grote kabellengte (tot 500 m) is slecht hanteerbaar.
In de praktijk van de gestuurde boringen wordt voor het lokalisatiesysteem gewerkt met een kabelverbinding door de buis, die telkens doorgeknipt en weer verlengd wordt. Dit is een werkbare procedure, omdat er slechts een ader doorverbonden hoeft te worden. Voor het systeem van de Speurneus is derhalve het gebruik van een enkele kabel wel mogelijk, mits deze eenvoudig kan worden verlengd. Het probleem zit in het aantal kabels en mogelijk het type kabel (glasvezel). Het aantal verbindingskabels is te reduceren door alle opnemers aan te sluiten op een datalogger die in de Speurneus ingebouwd is. Om de data van meerdere opnemers te kunnen opslaan, moet de datalogger een grote opslagcapaciteit (orde enkele gigabytes) bezitten. Ben globale schatting van de benodigde datacapaciteit is de volgende. Bij de akoestische Speurneus zullen circa 12 opnemers worden ingezet. Met elke 0,1 m een registratie en een tracelengte van circa 500 m zijn er 5000 registraties per opnemer, met twaalf opnemers zijn er 60.000 registraties. Elke registratie bevat circa 1000 samples (meetwaarden) van 32 bits. Met 8 maal stacken bedraagt de totale benodigde opslagcapaciteit voor een akoestische Speurneus dan circa 2 GB. Dit is wel veel, maar met de huidige opslagcapaciteit zeker haalbaar zodat remote data-opslag een reele mogelijkheid is. Hierbij is verondersteld dat de opnemers alleen registreren wanneer de bron wordt aangestuurd. De bron autonoom laten werken, zodat geen kabelverbinding nodig is, is een wat lastiger probleem. Met behulp van een afstandsmeter zou de bron zo kunnen worden aangestuurd dat deze bijvoorbeeld elke 0,1 m wordt geactiveerd. Echter, de bron heeft vermogen nodig om te kunnen functioneren en dat te blijven doen. De energie die hiervoor nodig is zou in principe door accu's kunnen worden geleverd, maar de omvang van de accucellen legt wel een beslag op de constructie van de Speurneus. Ben andere optie is om de energievoorziening voor de akoestische bron vanaf het maaiveld te laten verlopen. Omdat het niet wenselijk is om meer dan een draadverbinding door de buis te laten lopen, moet de wand van de boorbuizen als tweede ader kunnen functioneren. Hierbij moeten wellicht wel wat veiligheidsmaatregelen in acht worden genomen. Wellicht is het een oplossing om twee aders door de buizen te laten lopen; hierbij maakt het niet uit hoe de aders aan de verlengkabel worden aangesloten (geen specifieke plus en min). Ben belangrijke overweging tot slot is nog dat het vanuit kwaliteitsoverwegingen gewenst is de meting on line te kunnen monitoren. In de praktijk van de seismiek (en evenzo in andere veldmetingen) wordt de data globaal beoordeeld door de operator tijdens de metingen. Ook al kan
32
uit tijdsoverwegingen op dat moment geen voUedige analyse worden gemaakt, er kan wel worden beoordeeld of de datak-waliteit in orde is en zonodig wordt op basis daarvan de meetlayout aangepast. Of
Voor ~t ophangen van de SpeUffieusfue~m boorgat is Wet GeoDeift eenapm'te oonstructie geffi~t. Voor gebroik in eetl hotiwntaal gestum'deboringk'Unnen dezelfde koppelsrokken gebruikt w'Ordenals hij de experimenten met deG'lK "behuizmgin Papendrecht [5]. 4.2.5 Layout van de Speurneus Voor de bevestiging van de hydrofoons in deze sondebehuizing is dezelfde kunststof construetie gebruikt als b~jhet eerste prototype in Papendrecht [5]. In figuur 5 is schematiseh de opbouw van de Speurneus weergegeven. In totaal zitten er 17 hydrofoons in de Speurneus.
33
Speurneus met metalen wikkeldraadtilterbuis 70,0 17 hydrofonen D
vonkbron
0000000
000
0
,,9 18 tlm 21
8
7
6
5
4
3
2 " 26 tlm 29
300,0
0
20
40
60
80
100cm Hydrofoon 1 tlm 9 Hydrofoon 18 tlm 29
Schaal 1 op 20
: met versterker : passief
Fig. 5. Schematische weergave van het prototype Speurneus. In tabel 5 zijn de posities van de verschillende hydrofoons in de Speurneus aangegeven. Tabel5. kanaalnr. 1 - 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 - 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
34
Posities van hydrofoons in de Speurneus. positie hydrofoon LO.Vvonkbron (m) niet in gebruik 0,7 0,7 0,7 0,7 2,3 ?-,-' " 2,3 2,3 niet in gebruik 2,0 1,85 1,7 1,55 1,40 1,25 1,1 0,95 0,8
type hydrofoon
functie
passieve passieve passieve passieve passieve passieve passieve passieve
hydrofoon hydrofoon hydrofoon hydrofoon hydrofoon hydrofoon hydrofoon hydrofoon
nummer nummer nummer nummer nummer nummer nummer nummer
versterkte versterkte versterkte versterkte versterkte versterkte versterkte versterkte versterkte
1 2 richtingsgevoeligheid axiaal 3 4 9 10 richtingsgevoeligheid axiaal 11 12
hydrofoon hydrofoon hydrofoon hydrofoon hydrofoon hydrofoon hydrofoon hydrofoon hydrofoon
4 5 6 7 8 9 10 11 12
9 hydrofoons in lengterichting ten behoeve van azimuthale richtingsgevoeligheid
Tweemaal vier passieve hydrofoons zijn gemonteerd op schijven in het vIal
Fig. '7.Centrecing v~de
vonkbtonin de Speurneus
35
36
5.
TEST MET DE SPEURNEUS IN WATER
5.1
Inleiding
Voor het beproeven van het ontwikkelde prototype wordt in eerste instantie een relatief eenvoudige situatie gekozen: een nader te definieren reflector die wordt waargenomen door het prototype-array. In de zandplas nabij Nootdorp, waar in de eerste fase van L 300 testmetingen zijn uitgevoerd met de GVK-behuizing [5], worden nu met de nieuwe behuizing testmetingen uitgevoerd. Als potentiele reflectoren worden de ponton naar de meetcabine, het wateroppervlak en de bodem aangemerkt. De testmetingen hebben de volgende doelstellingen: 1. Vaststellen of de behuizing adequaat functioneert. Hierbij gaat het om de geringe overspraak van bron naar ontvanger c.q. een voldoende hoge signaal/overspraakverhouding in een eventueel beperkt tijdsbestek, alsmede om de mate waarin eigentrillingen in de sondeconstructie worden opgewekt. 2. Vaststellen van de mate waarin doelobjecten richtingsgevoelig kunnen worden ge'identificeerd. 3. Vaststellen van de respons van een object/objecten met afmetingen die in de praktijk moeten worden waargenomen. De metingen zijn uitgevoerd op 20 mei 1999. 5.2
Meetopzet
De Speurneus is gebruikt in de uitvoering die is beschreven in 4.2.5. am na te gaan hoe het bronsignaal kan worden geoptimaliseerd, zijn voor de vonkbron twee uitvoeringstypen getest: een open bron en een bron met manchet. De eerste geeft een sterker signaal en is in de eerdere testen met de TNO-FEL-waterbak toegepast. De vonkbron met manchet zou volgens de fabrikant een beter bronsignaal afgeven, ten koste van de sterkte van het signaal. De meting en zijn uitgevoerd met het SUMMIT seismisch opnamesysteem van NITG TNO met 17 remote opname-units. Voor de vonkbron is de Geomesstechniek impulsgenerator SWG 505-S toegepast die wordt getriggerd vanuit de centrale besturingseenheid van het SUMMITsysteem De experimenten met de Speurneus zijn uitgevoerd vanaf een drijvend ponton. Het ponton heeft een breedte van 2 m en een hoogte van 1 m. am logistieke redenen zijn alle metingen uitgevoerd met de Speurneus horlzontaal in het water. AIle metingen zijn in duplo uitgevoerd. De schoten zijn opgenomen met een 'sampling rate' van 0,125 ms, voldoende om frequenties tot 4000 Hz correct te digitaliseren. Er zijn zes meetseries in het water uitgevoerd (zie tabe16).
37
Tabel 6. Experimenten met de Speurneus in water. positie vonkbron
diepte Speurneus (m)
meetserie
vonkbron
1
zonder manchet midden boven Speurneus
5
van 4,5 naar 1 elke 0,5
16
2
zonder manchet zijkant boven Speurneus
5
van 4,5 naar 1 elke 0,5
16
3
met manchet
midden boven Speurneus
5
van 4,5 naar 1 elke 0,5
16
4
met manchet
zijkant boven Speurneus
5
van 4,5 naar 1 elke 0,5
16
5
zonder manchet in Speurneus
van 1 naar 6 elke 0,5
als diepte Speurneus
23
6
met manchet
van 1 tot bodem elke 0,5
als diepte Speurneus
27
5.3
in Speurneus
diepte vonkbron (m)
aantal metingen
Resultaten
De data is als SEGY-files op Exabyte tape geschreven en vervolgens met het ProMAX 2D seismisch processing softwarepakket verwerkt. In bijlage C zijn de resultaten van de meting en voor hydrofoonnummer 12 (kanaalnr. 18, zie tabel 5) weergegeven. Op de verticale as is de reflectietijd weergegeven, op de horizontale as de diepte van de vonkbron (meting 1 tot en met 4) respectievelijk de Speurneus (meting 5 en 6) (aangegeven onderaan elke figuur). Per diepte is tweemaal een opname gemaakt en ook weergegeven. Hierdoor is de reproduceerbaarheid van het bronsignaal vastgelegd. Meetserie 1 Uit de meting en voIgt dat de relevante reflecties tot circa 15 ms binnenkomen. Dit komt, met een geluidssnelheid van 1500 mis, overeen met een looppad van 22,5 m. De frequentieinhoud van de signalen ligt in de orde van grootte van 500 Hz. In de data is de inductiepiek van het bronsignaal (bij 0 ms) en de eerste aankomst voor de verschi11ende diepten (1 - 3 ms) duidelijk zichtbaar. Tevens is een sterke reflectiepuls zichtbaar met dezelfde (positieve) polariteit als de eerste aankomst (6 - 10 ms). Gezien het verloop van de echotijd met de diepte is dit een echo aan de waterbodem. De waterdiepte ter plaatse blijkt ongeveer 10 m te zijn. Een tweede reflectie treedt op in het tijdvenster van 10 - 15 ms. Deze wordt in de series 5 en 6 duidelijker zichtbaar. Meetserie 2 De vonkbron is nu aan het uiteinde van de Speurneus geplaatst, op een iets grotere afstand van hydrofoonnummer 12, die ongeveer in het midden zit. Afgezien van een minieme tijdsvertraging verandert er niets aan het beeld van de geregistreerde reflecties. Meetserie 3 en 4 Bij deze metingen is de vonkbron voorzien van het rubber manchet. De amplitude van het ontvangen signaal is hier aanmerkelijk zwakker dan in meetserie 1 en 2, waarbij de manchet niet is toegepast. Het verwachte voordeel van een betere signaalvorm is niet vastgesteld. De tweede reflectie is nu niet meer waarneembaar.
38
Meetserie 5 De vonkbron, zonder manchet, is nu in de Speurneus ingebouwd. De Speurneus als geheel wordt in deze meetserie verplaatst, in tegenstelling tot in de voorgaande meetseries waar alleen de vonkbron van positie veranderde. De directe golf en de reflectie van de bodem zijn goed zichtbaar. Op schotnummer 87 (rechts in de figuur van bijlage C), waar de afstand tussen bodem en Speurneus circa 2,5 m bedraagt, is de looptijd van de reflectie korter (circa 4 ms) dan op het laatste schotnummer (afstand bodem-Speurneus circa 7,5 m). Merkwaardigerwijs is in de registraties geen reflectie aan het wateroppervlak te zien. Deze zou zich moeten manifesteren als een signaal met een 'tegengesteld' reflectiepatroon. Immers op schotnummer 0 (rechts) is het wateroppervlak 6 m weg en op het laatste schotnummer slechts 1 m. Het ontbreken van een oppervlaktereflectie wordt mogelijk verklaard door de directe nabijheid van het pontonoppervlak. De reflectie aan het vrije oppervlak (lucht) en het harde staal/betonoppervlak van het ponton, dat met zijn bodem slechts weinig in het water steekt, hebben in principe een tegengestelde polariteit van reflectie en beide een reflectiecoefficient van vrijwel 100 %. Deze zouden elkaar juist kunnen opheffen. Een tweede reflectie van de bodem op een verder van de bron verwijderde plaats op het hellend vlak van de oever is in deze metingen duidelijk te zien. Deze tweede reflectie heeft een maximum looptijd van circa 11 ms, hetgeen overeenkomt met een looppad van 16,5 m. De tweede reflectie verdwijnt wanneer de Speurneus dieper in het water hangt en een minder groot oppervlak van de zijdelings gelegen oever wordt aangestraald. De reproduceerbaarheid tussen de duplometingen bedraagt ongeveer 0,5 ms. Enkele uitschieters (b.v. bij 4,5 m diepte) hangen samen met problemen met de ophangconstructie onder het ponton. Meetserie 6 Ten opzichte van meetserie 5 is hierbij de vonkbron voorzien van een manchet. Ook deze metingen laten duidelijk zien dat de energie van de schoten veellager ligt. De verst van de vonkbron geplaatste passieve hydrofoons (nummers 26 t/m 29) ontvangen soms zelfs de directe aankomst niet (niet in figuur). Dit geeft wederom aan dat mogelijke voordelen van een beter signaal met manchet niet opwegen tegen de voordelen van een krachtiger vonkbron zonder manchet. 5.4
Conclusies
Na het uittesten van de Speurneus met de vonkbron, zowel binnen als buiten de behuizing, is vast komen te staan dat de wikkeldraadbehuizing voor de Speurneustoepassing voldoende akoestisch transparant is. De buisgolven, die bij de eerder toegepaste GVK-behuizing de kwaliteit van de data ernstig verstoorden, treden niet op. De vonkbron moet zonder manchet worden uitgevoerd. Alleen dan wordt er voldoende akoestische energie uitgezonden om reflectoren op enige meters afstand te kunnen waarnemen. De waterbodem alsmede het schuine talud van de zandplas zijn duidelijk gedetecteerd. De kwaliteit van deze meetdata is zodanig dat het zinvol is de Speumeus in deze zelfde uitvoering te testen in een boorgat in de grond.
39
40
6.
TEST MET DE SPEURNEUS IN GROND
6.1
lnIeiding
De Speumeus zal te zUner tijd vanuit min of meer horizontaal lopende boorgaten worden ingezet om lokale objecten (obstakels) en eventueel grondlaagovergangen te detecteren. Voor het uittesten van de werking van de Speurneus in een boorgat in grond is vooralsnog volstaan met metingen in verticale boorgaten. Deze zijn veel eenvoudiger te maken, hetgeen uit kostenen tijdsoverwegingen gunstig is. Wat betreft de interactie van de Speurneus met de omHggende grond is een dergelijk boorgat geheel vergelijkbaar. Hooguit het aspect van detectie van grondlagen blUft onderbelicht, omdat deze loodrecht op het verticale boorgat Eggen. De experimenten zijn uitgevoerd met behulp van twee boorgaten. In een boorgat wordt de Speumeus opgehangen (zie fig. 8), in een tweede kunnen objecten worden aangebracht. De locatie die hiervoor js uitgekozen is derelfdeals die btj de bepaling vande groooparameters re Rnepl1en(me hoofdstuk 3). Varldeze locatie zijn groOOgegevens bekend. die tentijde van het maken van het boorgat beschikbaar kWiIDlen.
41
Door de firma Haitjema zijn twee verticale boorgaten gemaakt tot circa 20 meter diep, met een diameter van respectievelijk 0,5 men 0,35 men een onderlinge afstand van 3 meter. De boorgaten bevinden zich op respectievelijk 8 en 5 meter afstand van het bestaande boorgat (zie fig. 9). Het grote boorgat is in eerste instantie bedoeld voor het plaatsen van alle geselecteerde objecten, het kleine voor de Speurneus. Aanvullend is ook een aantal metingen uitgevoerd met de objecten in het kleine en de Speurneus in het grote boorgat om de invloed van de grootte van het boorgat te beoordelen.
3m
5m
0
0..........................................................................................................................................................
Boorgat 2, diameter: 0,5 m diepte: 20 m
Boorgat I, diameter: 0,35 m diepte: 20 m
Bestaand boorgat no: 49F 378, 89-142-60378-49
Fig. 9. Opstelling te Rucphen ten behoeve van de Speurneus in de grond.
Fig. 10. Plaatsing van de objecten in het boorgat: stalen casing (links) en stalen boorbuis (rechts) .
42
Fig. 11. Pl$t$J~:1g VWideheipa
In tahd 7 zijn de objecten weergegeven die gebruikt zij11om ills reflector te dienen (zie ook fig. 10 en 11). Naast het grote boorgat is ook het kleine boorgat gebruikt voor het plaatsen van de objecten, met uitzondering van de vierkante betonnen heipaal (25 x 25 em) die daarvoor te groot was. Tabel 7. Objecten ills reflector in het boorgat. type object
afmL'tingen (m)
heipaal (heron)
6,0 x 0,25 x 0,25
casing (staal)
4,2 x 0,36
boorpijp (staal)
3,2 x 0,16
balk (hout)
7,0 x 0,14 x 0,07
6.2
Meetapparatu.m-
De configuratie in de Speurneus is beschreven in 4.2.5. Opgemerkt moet worden dat hij de inbouw van de vonkbron in de Speurneus cen stukje isolatie tussen de elektroden was afgebroken. Na afloop van de metingen bleek de isolatie verder te zijn afgebrokkeld. Dit zou cen nadelig effect op de continulteit van het bronsignaal k-ulmen hebben, Uit de literarnur is illt type problemen met sparkers bekend; er Zij11daarvoor sparker-systemen ontwikkeld die na iedere vonk de e1ektrodedraad vemieuwen en zo cen beter te reproduceren puIs leveren.
43
6.3
Meetseries
De metingen zijn op 16 juni 1999 uitgevoerd. Er zijn 10 meetseries uitgevoerd, waarvan de parameters in tabel 8 zijn samengevat. In totaal zijn er ruim 300 metingen uitgevoerd. Tussen de zevende en de achtste meetserie is de Speurneus van het kleine boorgat naar het grote boorgat overgezet. De objecten, met uitzondering van de heipaal die te groot was, zijn vervolgens in het kleine boorgat geplaatst. De objecten zijn per meetserie op een vaste diepte gehangen; vervolgens is de Speurneus omhoog en omlaag bewogen in het andere boorgat. De aanduiding van de diepte van de Speurneus is gerelateerd aan de positie van de elektrode van de vonkbron ten opzichte van het maaiveld. De diepte van het object refereert aan het midden van het object. In het geval van de betonnen heipaal van 6 m lengte betekent een diepte van het object van 10 m dat de heipaal zich dus van MV - 7 tot - 13 m in het boorgat bevindt. Het boorgat was steeds gevuld met boorspoeling. Tabel8.
Meetseries voor metingen in grond. diepte van object
meetserie
object
1
heipaal (heton)
10
2
heipaal (heton)
3
opmerkingen meetinterval van - tot (m onder MV) Speumeus in kleine boorgat
15
- 17 4 - 17
geen object (boorspoeling)
niet van toepassing
4 - 17
Speumeus in kleine boorgat
4
casing (staal)
10
4 - 17
Speumeus in kleine boorgat
5
casing (staal)
15
4 - 17
Speumeus in kleine boorgat
6
balk (hout)
10
4
7
10
8
boorpijp (staal)
10
- 17 4 - 17 4 - 16
Speumeus in kleine boorgat
boorpijp (staal)
9
boorpijp (staal)
15
4 - 16
Speumeus in grote boorgat
10
geen object (boorspoeling)
Diet van toepassing
4 - 16
Speumeus in grote boorgat
6.4
2
Speumeus in kleine boorgat
Speumeus in kleine boorgat Speumeus in grote boorgat
Evaluatie van de meetresultaten
In bijlage D zijn de resultaten van verschillende meetseries weergegeven. Op de verticale as staat de tijd in ms weergegeven. Op de horizontale as is bovenin het nummer van de meting (FFID) weergegeven (totaal 319 metingen) alsmede het hydrofoonnummer (CHAN). Voor de positie van de hydrofoons in de Speurneus wordt verwezen naar figuur 5 en tabel 5. In alle uitgevoerde metingen is de ontsteker in de vonkbron als positie van de Speurneus aangemerkt. Daaronder, vanaf 0,7 m, bevinden zich de hydrofoons. De metingen worden gekenmerkt door een hoog niveau van stoorsignalen. Deets is dit tijdens de metingen al opgemerkt en enigszins verbeterd door het aanbrengen van een aarding. Ais voorbeeld van de optredende stoorsignalen is een ruismeting (FFID = 1) naast een willekeurige meting met akoestische vonkbron gezet (FFID = 86). Het ruisschot laat duidelijk stoorpulsen zien die iedere 10 ms optreden. Het vermoeden is dat deze stoorpulsen worden veroor-
44
zaakt door een zwevende aardspanning. In de metingen kunnen dus zowel de akoestische pulsen als de elektrische stoorpulsen aanwezig zijn. De data is opgenomen met een sampling interval van 1/16 ms (0,0625 ms) en als voIgt met het ProMAX 2D seismisch processing softwarepakket verwerkt:
-
-
omzetten van veldtape naar ProMAX seismisch formaat; inlezen en geschikt maken voor de ProMAX database (traces en schoten); bepalen van de eerste aankomst ('first-break picking') op kanaalll om tijdsverschuivingen per schot te corrigeren. De eerste aankomsttijd van kanaal 11 wordt gelijk gemaakt aan 0,47 ms (0,7 m/15oo m/s); filteren van de frequentie om de lage frequenties (0 - 500 Hz) eruit te halen. Het gebruikte filter is een Ormsby bandpass filter van 400-500-2500-3000 Hz;
- normeren van de traces op de energie van de eerste aankomst; - 'true-amplitude' plots van de traces (zonder automatische schaling). Door zowel schot-displays ('Common Shot Gathers') als ontvanger-displays ('Common Receiver Gathers ') te maken, is meer inzicht gekregen in de data dan mogelijk is in het veld tijdens de metingen. De volgende bevindingen komen uit de metingen naar voren:
-
Er is geen inductiepuls op het tijdstip nul. In tegenstelling tot de metingen in Nootdorp is er geen inductiepuls te zien aan het begin van de seismische records. Dit duidt erop dat er geen overspraak plaatsvindt tussen de vonkbron spanningskabel en de meetapparatuur.
- Grote variatie in de eerste aankomsttijden. Deze duidt op verschillen in timing tussen het moment dat de meetapparatuur opneemt en het moment dat de vonkbron een schot lost. Aangezien deze tijdsverschuivingen per schot constant zijn, kunnen deze worden verwijderd door voor een kanaal de eerste aankomsttijden te bepalen en deze tijden te gebruiken als anker om het gehele schot op de juiste tijd terug te schuiven. De ge'interpreteerde eerste aankomsttijden van kanaal 11 (op 70 cm afstand van de vonkbron oftewel 0,47 ms in tijd) liggen voor de 319 schoten in een bandbreedte van 0,5 tot 3 ms met uitschieters tot 17 ms. - Wanneer de schoten aldus opgelijnd zijn en reflecties zichtbaar zouden zijn van het andere boorgat en/of het vreemde object in het boorgat (3 meter van de Speurneus), moeten deze reflecties tussen 3 en 4,5 ms liggen (bij geluidssnelheden van 1500 - 2000 m/s). - De stoorpulsen op de seismische records zijn breedbandig en frequentiefiltering kan dus niet helpen om de elektrische stoorenergie ten opzichte van de akoestische energie te verzwakken. - De amplitudes (uitwijkingen) van het signaal op de verschillende kanalen zijn soms geclipped en laten dus niet de echte uitwijkingen zien die de hydrofoon heeft gemeten. De oorzaak van deze resultaten is van elektrische aard en niet te verhelpen door (frequentie-) filtering. - De energie van de eerste aankomst op de verschillende schoten varieert. Dit komt allereerst door de schaling van de seismische data die normaliter per individueel spoor gebeurt en derhalve varieert met het aantal en energie van de aanwezige stoorpulsen op ieder trace. De figuren in bijlage D tonen het resultaat van de bovenstaande verwerking voor elk van de 10 meetsessies. De linkerplot stelt de opgenomen data weer van een passieve hydrofoon (kanaal 11) die het dichtst bij de vonkbron geplaatst is en de rechterplot van een versterkte
45
hydrofoon (kanaal 21) verder weg van de vonkbron. Ais de meetsessies 3, 6 en 10 als de 'nulmetingen' worden beschouwd, tonen de andere metingen geen significante verschillen hiermee. Bij vergelijking van kanaa111 met kanaal21 blijkt dat veel 'reflecties' van de vonkbron zelf komen in plaats van het andere boorgat. Dit blijkt uit het feit dat de 'reflecties' een constante tijd na de eerste aankomst bij beide hydrofoons aankomen. Zoals de plots voor meetserie 6 laten zien, is er een groot verschil in de opnamen van schoten voor nummer 200 en vanaf schot 200. De oorzaak hiervan is puur elektrisch: vanaf schot 200 is de aarde-aansluiting van de vonkbrontrigger verbonden met het chassis van de meetwagen om de spanning op de triggerkast teniet te doen. Het blijkt echter dat deze meettecbnische aanpassing niet aile met de meting zelf verband houdende verschijnselen wegneemt, zoals de clipping van de amplitudes; van een goede aarding is dan ook geen sprake. Gezien de kwaliteit van de gemeten signalen, kunnen deze metingen daarom geen uitsluitsel geven over de vraag of er wel of niet reflecties zichtbaar zijn van de vreemde objecten en/of het boorgat.
46
7.
CONCEPT DATA-ACQUISITIE
7.1
Inleiding
EN -OPSLAGSYSTEEM
In dit hoofdstuk wordt een opzet beschreven van een data-acquisitiesysteem dat in het prototype van de Speumeus kan worden ingebouwd. Aanvankelijk lag het in de bedooling om het prototype Speumeus volledig operationeel te hebben. In verband met de beschikbare tijd is besloten om de experimenten met het tweede prototype uit te voeren met standaard acquisitieapparatuur aan het maaiveld en normale bekabeling. Gezien de eerder getroken conc1usies zal de data-inwinning en -opslag geheel of grotendeels in de Speumeus zelf moeten gebeuren. Op basis van de uitgangspunten voor het prototype Speumeus, zoals beschreven in het basisprojectplan [1] heeft TNO-TPD voor dit doel een data-acquisitiesysteem ontworpen. In dit hoofdstuk worden respectievelijk de specificaties, het ontwerp, de componenten en de software beschreven van het systeem. 7.2
Specificaties
De metingen vinden plaats tijdens het boorproces van het horizontale boorgat. Tijdens het terugtrekken van de boorstreng bij de eerste ruimerdoorgang is direct achter de mimer de Speumeus geplaatst. Gelijktijdig met het terugtrekken wordt de omgeving rond het boorgat ge'inspecteerd. In dit proces is de aanwezigheid van meerdere kwetsbare kabelverbindingen naar het maaiveld niet wenselijk. Bij bestaande meetsondes is er hooguit sprake van een simpele eenaderige kabel die steeds kan worden doorgeknipt en weer worden doorverbonden wanneer een volgende boorstang wordt aangebracht. Deze kabel loopt binnen door de boorbuizen en is zo beschermd tegen beschadiging bij het doortrekken. Het is wenselijk om voor de Speumeus aan te sluiten op dit bestaande systeem. Dit houdt in dat het geheel zoveel mogelijk autonoom moot worden: voeding van de bron en data-opslag in de Speumeus. De prototype Speumeus bestaat uit een akoostische bron, 18 hydrofoons en 4 orientatiesensoren. De laatste sensoren zijn zogenaamde inc1inatiesensoren die de stand van de Speumeus bijhouden. De positie van de Speumeus wordt gekoppeld aan het boorsysteem en opgeslagen in de tijd. Zodoende kan aan de hand van de tijdsynchronisatie de data op positie worden gebracht. Op basis van het bovenstaande za1 de volgende hardware in de Speurneus worden ingebouwd:
-
per hydrofoon een AD-converter, die de signalen opslaat: 16 bits, samplerate maximaal 20 tot 40 kHz, tracelengte 1024 samples, 1 schot per 5 seconden (repetitiefrequentie van de bron), bij een doortreksnelheid van 0,05 mls levert 100 traces per meter;
-
een interface om de 4 inc1inatiesensoren uit te lezen; een data-opslagsysteem. De data-transfer rate en de totale hoeveelheid data zijn relatief laag: respectievelijk 8 tot 36 kb/s en ongeveer 180 Mb (5000 metingen over een traject van 500 meter, iedere 0,1 m een meting). Hiervoor zijn drie data-opslagmiddellen voorhanden: Solid State (klein in afmetingen, laag in benodigd elektrisch vermogen en robuust), Flash Memory kaarten en IDE-flash drives;
47
-
een centraal besturingssysteem dat de taken coordineert; een apparaat om een trigger op te pikken die vanaf het maaiveld wordt gegeven. Met deze trigger moot de akoostische bron worden geactiveerd en de data-acquisitie voor deze meting;
- software om het systeem aan te sturen. Wellicht enkele eenvoudige tools voor diagnose, test, kalibratie en het instellen van benodigde settings. Met betrekking tot de afmetingen geldt dat alle hardware in een buis met een binnendiameter van 0,2 m past. Het systeem moot functioneren in een natte omgeving onder een statische druk van maximaal 3 bar. Hiermee wordt rekening gehouden bij het inbouwen van het uiteindelijke systeem in de Speurneus. De heersende temperaturen zijn niet extreem voor de te gebruiken elektronica.
7.3
Systeem ontwerp
Het systeem zal worden opgebouwd uit PC/104 componenten. Na een recent gemaakte inventarisatie door TNO-TPD van de PC/104 componenten is de keuze gevallen op de lijn van AMPRO (leverancier LPV). Het ligt voor de hand hier op aan te sluiten en er is dan ook gekozen voor de PC/104-plus core module CM3-P5i-73 van AMPRO. Aan de hand van deze module en van bovengenoomde specificaties is een globaal systeemopzet gemaakt. Deze bestaat uit de volgende componenten: 1. 2. 3. 4. 5.
core module; data-opslag; PC/I04 power supply sensor inwin-board; triggerdetector.
De componenten 1 t/m 3 vormen samen de PC/104 configuratie. Onderstaand worden de PC/104 configuratie, het sensor inwin-board en de triggerdetector nader behandeld.
7.4
Componenten
7.4.1 PC/104 configuratie De core module CM3-P5i-73 is een PC/104-plus CPU (Pentium) module. Deze module heeft de volgende aansluitingen/bussen, die voor het aansluiten van de overige componenten worden gebruikt: 1. PCI-bus, voor het sensor inwin-board. 2. IDE-bus, hieraan kan een disc worden aangesloten. Als disc wordt een PCMCIA flash disc genomen. De disk on chip is 8 Mb maximaal, wat weinig is. Om deze redenen is besloten op de IDE-bus 2 flash disc's aan te sluiten: een voor programma's en een voor data-opslag. 3. I/O-bus, hiervan wordt de RS232 gebruikt voor een terminal of PC voor diagnose, test, kalibratie en voor het instellen van de benodigde settings, zOals blanking time na de trigger, sample rate en tracelengte. De trigger kan ook via deze bus worden ingevoord.
48
7.4.2 Sensorinwin-board Het sensor inwin-board verzorgt het inwinnen van de data van de sensoren: 18 hydrofoons (analoge uitgang) en 4 inclinometers. Voor deze inclinometers zaI een omzetting worden gereaIiseerd om ook een analoge spanning te verkrijgen. Er is een PC/104 AD module met 16 kanalen, gemultiplexed, 12 bits, conversietijd 33 flS. De conversietijd van 33 flS per kanaal is te traag voor de verlangde snelheid. Voor de Speurneus wordt gedacht aan maximaal 40 kHz, voor aIle 18 hydrofoons tegelijk, tracelengte 1024 samples. Er za1 dus een board worden ontwikkeld, dat deze hydrofoon- en inclinometersignalen kan inwinnen. Vervolgens moet er een keuze worden gemaakt over de manier van inwinnen van de hydrofoonsignalen. De mogelijke opties zijn: 1. Muliplexen van de hydrofoonsignalen en een gemeenschappelijke ADC. Bij 40 kHz 00tekent dat per kanaal het selecteren van het kanaal, het bemonsteren en het converteren van dit kanaal slechts 1,38 fls beschikbaar is, wat erg kort is. Er is tot heden geen converter gevonden die dit aan kan. 2. ledere hydrofoon zijn eigen ADC. Het voordeel van deze optie is dat de hydrofoons aIle gelijktijdig kunnen worden bemonsterd (geen faseverschil). Er is een ADC gevonden die 100 k samples per seconde aan kan (16 bits) en een seriele uitgang heeft (dus weinig aansluitingen en dus klein is). Er wordt gekozen voor optie 2 in verband met de afmetingen en de verkrijgbaarheid. De OOsturingvan de ADC kan met een EPLD worden verzorgd (start converteren, het serieel binnenhalen van de geconverteerde data, het in een vaste sequence in een fifo plaatsen en er een header bij plaatsen). Er is een chip (PCI controlled, fabr: AMCC, type S5933) waarmee de communicatie tussen de EPLD en de PCI-bus wordt verzorgd. 7.4.3 Triggerdetector De trigger (waarmee de bron wordt gestuurd) wordt boven het maaiveld gegenereerd. De enige gaIvanische verbinding met de apparatuur boven het maaiveld en de Speurneus is de twee-aderige voedingskabel. Over deze voeding moet de trigger worden gestuurd aIs een kleine (enkele 0,1 fls) powerdip. Deze dip wordt door de triggerdetector herkend en aIs triggersignaal aan de core module gegeven.
7.S
Software
De software zaI bestaan uit een eenvoudige user interface dat wordt geiinplementeerd op de RS232 poort. Hierdoor is het mogelijk om de Speurneus in te stellen. Er wordt een menu op een terminal (of PC met bijvoorbeeld PROCOMM) afgebeeld, waarin de gebruiker de verschillende benodigde instellingen kan geven. Daarna wordt een meetsessie gestart en wordt data ingewonnen en opgeslagen. De gegevens (of een subset van de gegevens) zijn ook op de terminal zichtbaar te maken om te controleren of het apparaat goed functioneert.
49
Het is wellicht noodzakelijk om een Real Time Operating Systeem toe te passen. Hierbij zijn er verschillende mogelijkheden, zoals Pharlap en WindowsCE 3.0. Met beide is ervaring opgedaan. Pharlab is al eerder toegepast in een soortgelijk systeem als de Speumeus: een onderwater data-acquisitiesysteem.
50
8.
CONCLUSIES
8.1
Logistiek
8.1.1 Behuizing De behuizing van de Speurneus moet de trekkrachten van een HDD kunnen weerstaan en compatibel zijn met de geofysische tool(s) die worden ingezet. Een niet-metallische behuizing is van belang bij de inzet van elektromagnetische tools. In verband met de grote verwachte trekkrachten is als materiaal voor de behuizing GVK (glasvezelversterkt kunststot) gebruikt met een wanddikte van circa 10 mID. Voor de elektromagnetische tools functioneert deze behuizing conform de verwachtingen. Voor de akoestische bronnen blijkt de dikwandige en stijve buis bezwaarlijk. Er ontstaat een sterke en langdurige buisgolf die andere signalen overstemt. Hiervoor is een alternatieve behuizing ontwikkeld, bestaande uit een wikkeldraadfilterbuis. Hiermee wordt de akoestische transparantie van de behuizing gecombineerd met voldoende treksterkte. Dit heeft geleid tot een behuizing, waarbij verstorende buisgolven de metingen niet meer overheersen. Door het metallisch karakter is deze behuizing niet geschikt voor elektromagnetische tools. Ten aanzien van de trekkrachten kan het volgende worden opgemerkt. Het aanvankelijk bestaande beeld van trekkrachten tot 20 ton en meer is bij nader inzien gebaseerd op de fase waarbij een (groter) gat wordt opgeruimd en/of een (lange) productpijp wordt doorgetrokken. Aangenomen mag worden dat bij het doortrekken van een Speurneus de op de rig geregistreerde kracht primair veroorzaakt wordt door de ruimer. Om na te gaan welke kracht op de Speurneus werkt is met een trekdoos de kracht tussen ruimer en productpijp geregistreerd, waarbij een kracht tot circa 1 ton is waargenomen na 100 m. Hoe maatgevend dit is voor de situatie van een Speumeus met 100 a 500 m boorstreng erachter is niet geheel duidelijk. In elk geval is 20 ton een extreem hoge schatting. 8.1.2 Lokaal meten Met remote meten is bij de ttekkrachtexperimenten enige ervaring opgedaan. Op afstand meten en achteraf via de tijd de metingen koppelen aan de positie blijkt goed mogelijk. Bij een data-acquisitietool voor de geofysische metingen worden (veel) hogere eisen gesteld aan de hoeveelheid data, maar met de modeme IT-technologie is dat geen probleem. Hiervoor is een systeemontwerp gemaakt. Als bezwaar van volledig remote meten is geformuleerd dat er geen on-line monitoring mogelijk is op het meetproces. Bij normale toepassing van geofysica wordt dit als belangrijk gezien, omdat met veranderingen aan de bron en/ of ontvangers en het zonodig herhalen van metingen een beter resultaat kan worden gegenereerd. In het geval van de Speurneus is die winst gering, omdat de ingrijpmogelijkheden maar beperkt of nihil zijn wanneer de sonde eenmaal de grond in is. Voor het meenemen van een meetkabel met de boring (in principe geschikt voor 'onbeperkte' lengte) is geen bevredigende oplossing voorhanden. In de eerste serie experimenten is de kabel meegenomen in een 'productpijp', maar dit is voor grotere lengten niet praktisch, evenmin als het inrijgen in (bijvoorbeeld) een washover-pijp. Mogelijke oplossingen zijn het fixeren van een (versterkte) meetkabel aan de buitenzijde van de meegetrokken boorstreng of
51
het na elke boorstang knippen en plakken van de kabel; dit is echter niet uitvoerbaar wanneer de kabel meer dan een, hooguit twee aders heeft. De eindconclusie is derhalve dat volledig remote meten de aangewezen weg is.
8.2
Geofysische logs
De geofysische logs zijn als 'extra' metingen aan het project toegevoegd, omdat zij niet de afbeeldingspotentie hebben van de grondradar of de seismiek. Zij leveren echter zeer nuttige informatie in het kader van de interpretatie omdat zij exact op de plaats van het trace van de (pilot)boring langs de gehele lengte gedetailleerde informatie over de grondslag geven. 8.3
Afbeeldingsmethoden
8.3.1 CTrondrGUtar In de eerste serie experimenten is een commercieel beschikbare, niet-richtingsgevoelige boorgatgrondradar ingezet. De aangebrachte obstakels zijn deels waargenomen. Het 'rij~e' verticale metalen buizen is in de grondradarmetingen te herkennen aan de hyperboolstaarten, de twee andere obstakels zijn door de demping in de kleilaag niet waarneembaar. De penetratie van de grondradar is de beperkende factor, zelfs met de hier toegepaste nietrichtingsgevoelige antenne. Een richtingsgevoelige boorgatantenne heeft een duidelijk lagere opbrengst (ca. 30 dB); deze is voor algemene toepassing in Nederlandse grondslag dus niet geschikt. Wel is de niet-directionele antenne bruikbaar voor de detectie van obstakels, waarbij de aanwezigheid hiervan wordt aangetoond zonder de exacte positie. De gevoeligheid is te verbeteren door de invloed van de sterk geleidende boorgatspoeling te verkleinen (ander materiaal, minimale diameter van boorgat). 8.3.2 Akoestiek Tijdens de experimenten zijn zowel een vonkbron als een piezobron getest. De piezoelementen bleken in de praktijk minder bedrijfszeker en hebben bovendien een veel geringere amplitude. Dit laatste is een overwegend bezwaar. In het tweede deel van de experimenten is daarom alleen de vonkbron toegepast. Bron Bij de experimenten in water (Nootdorp) heeft de vonkbron goed gefunctioneerd: er is een korte en schone puls met voldoende energie om een duidelijke reflectie aan de waterbodem te genereren. Onduidelijk is de reden waarom het wateroppervlak niet als een duidelijke reflector in de metingen optreedt. Bij de metingen in grond (Rucphen) is gebleken dat de eigenschappen van het vonkbronsysteem onvoldoende eenduidig vastliggen. Er treedt veel variatie in het (bron)signaal op, zodat zelfs bij gelijkblijvende omstandigheden geheel verschillende echo's lijken te ontstaan. De oorzaak hiervan is ten minste tweeledig: a. de interactie van het vonkproces in de bron en de ontvangelektronica heeft (een deel van de) metingen sterk beInvloed; door een betere veldopstelling is dit in de toekomst te voorkomen; b. de interactie van de bron met de omliggende grond.
52
Naast gerichte verbeteringen aan de bron, aan te brengen in samenspraak met de fabrikant, is meer ervaring met deze bron nodig om de oorzaak van de problemen beter in kaart te brengen. Ontvanger Er zijn twee typen hydrofoons toegepast in de Speurneus: geofoons met en zonder voorversterker. In de resultaten blijkt het weinig uit te maken welk type wordt gebruikt, zolang ervoor wordt gewaakt dat de versterker niet overstuurd wordt. In principe is het voordeel van voorversterkte hydrofoons dat elektromagnetische mis (radio, GSM) relatief minder aanwezig is in de data dan bij opname met geofoons zonder voorversterker. Een bezwaar is dat de versterkers actieve elementen zijn die een voedingsspanning nodig hebben, hetgeen de apparatuur ingewikkelder maakt. 8.3.3 Dataverwerking Voor de verwerking van de Speurneusdata heeft een standaard seismisch pakket tot op heden voldaan. Voor de detinitieve uitvoering moet een verwerking worden ontwikkeld en ge'implementeerd voor de richtingsgevoelige opname en een weergave in de cilindrische geometrie. Dit is toepasbaar voor zowel de akoestiek als de grondradar In algemene zin wordt opgemerkt dat bij een akoestische frequentie van 1 a 2 kHz een meetdichtheid van 1 meetpunt per 0,5 m (ongeveer A/2) te laag is gebleken. De stelling dat deze meetdichtheid voldoende zou zijn is een (te) ideaal beeld. Door storende invloeden is het eerder gewenst een dichtheid van ongeveer A/4 aan te houden. Het meerkanaals inwinnen (azimuthaal) is essentieel in de interpretatie om de reflectiesignalen te kunnen interpreteren en toekennen aan objecten. Deze schijnbare redundantie van meetdata is noodzakelijk. 8.4
Grondgedrag
In de loop van het project is een aantal malen discussie ontstaan over de vraag of de aanwezigheid van gas verantwoordelijk kan zijn voor de grote demping van het seismische signaal. Hiervoor is een procedure ontwikkeld waarbij snel de relevante gegevens boven water komen, bestaande uit twee metingen met de seismische conus (twee afstanden vanaf de bron) en een meting in het veld van de aanwezigheid van methaan. De conclusie is dat bij 5 % gas in de grond (v/v) duidelijk meer demping optreedt dan zonder gas, maar de demping (1 dB/m) is niet zonder meer desastreus voor de metingen. De wisselwerking tussen akoestiek en de Nederlandse ondiepe grondslag blijft een onontgonnen gebied. Ook bij COB-project L 200 en bij toepassing van ondiepe seismiek in het algemeen is dit een temgkerend probleem. In het kader van een STW project bij TUDwiskunde zal hieraan de komende jaren aandacht worden gegeven. Ook onderzoek binnen het TUD-DIOC 'geotechniek en geofysica' is gerelateerd en mogelijk een belangrijke bron van informatie voor een eventueel vervolg. Het komende jaar wordt de Botlek Spoortunnel geboord. Hierbij vinden akoestische metingen plaats vanuit de voorkant van de TBM. In een vergelijkbaar systeem in Hamburg is ervaren dat de koppeling aan de grond slecht controleerbaar is: na stilstand is het signaal soms heel anders. Het is van groot belang deze meetresultaten nauwlettend te volgen om meer gevoel te krijgen voor de effecten van de Nederlandse bodem op de propagatie van akoestische golven.
53
54
BIJLAGE A
RESPONS VAN DE VONKBRON IN EEN W ATERBASSIN
55
Vonkbron tijd traces
vonkbron,auto
trig & 5kV->8104
B&K2610 -10dB,dx=2m,diepte=3.5m.
eerste
10 traces
0.2
0
-0.2
~a. E
'"
-0.4
-0.6
-0.8
-1
0
0.01
0.005
vonkbron,auto
0.015
0.02
trig & 5kV->8104
0.025 time (s)
0.03
B&K2610 -10dB,dx=2m,diepte=3.5m,
0.035
eerste
0.04
0.045
10 traces
0.2
0
-0.2
~a. E
'"
-0.4
-0.6
-0.8
-1
56
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01 time (s)
0.012
0.014
0.016
0.018
0.02
BIJLAGEB
RESPONS VAN DE VONKBRON IN EEN BOORGAT
57
trace
10
of
fldrOO011-13
rucvonk.
d(8rc)-12m.
d(hydrof)-22m
2
1.5
0.5
~~0 co -0.5
-1
-1.5
-2
0
0.02
0.04
0.06 time
trace
10
of
fldrOO011-13
(8)
rucvonk.
0.08
d(src)-12m.
0.1
0.12
0.14
0.018
0.02
d(hydrof)-22m
0.2
0.15
0.1
0.05
~~0 co -0.05
-0.1
-0.15
-0.2
0.006
0.008
0.01
0.012 time
58
(s)
0.014
0.016
BIJLAGE C
MEETRESULTATEN
. .
VAN DE SPEURNEUS
IN WATER
Nootdorp Meetsessies 1 tot en met 4 Nootdorp Meetsessies 5 en 6
59
Nootdorp
Vonkbron (zonder Speumeus
.
FFID
18
CHAM
manchet) 8 18
Meetsessies
1
t/rn 4
Vonkbron
midden boven 12
16
FFID'
FFID
18
18
CHAM
CHAM
(zonder manchet)
2. 18
links boven Speumeus
2.
28
32
FFID
18
18
18
CHAM
0
0
0
eerste ~' aankomst
5
IIIIIIIIJ\\\/Ill
7,5
5
7~
II>
3"
'is:
~Q.
3"
CI) 10
15
0CI)
~.! c..
.!!..
CI)
15
10
j
~]:
1
II>
~liS CI)
]:
1
1 , I 1\ I I I r t I I I I I
15
1
22.5
15
30
20
22.5
l
"
20 VVVVVVVV 4,5 4 3,5 3 2,5 2
Vonkbron
(met manchet)
"'FID
36
...
CHAM
18
18
VVVVVVVV 4,5 4 3,5 3 2,5
1,5 1m diepte vonkbron
midden boven Speumeus
'I" 18
..8 18
Vonkbron FFID
52
CHAM
CHAM
18
0
2
1,5 1m diepte vonkbron
links boven Speurneus
56 18
6.
6.
FFID
18
18
CHAM 0
0
eerste ~ aankomst
eerste ~aankomst
7,5
5
II>
15
~~10
7,5
5
~cO'
3"
(met manchet)
FFID
0
:30
I
CD CD
_. Q.
i ;
3" ~10
'8. CI)
II>
I
Un
J
(
t
I
(
I
J
,
0CI) 15
::e
~~]: 1
I
\'
,
i
j
i
]:
1 \
( \
III 15
II I I I I I ! I I I \ ; i i :
20
VVVVVVVV 4,5 4 3.5 3 2,5 2 1,5 1m diepte vonkbron
Q. CI)
::e
22.5 1
15
30
20
!
I
II
)1
! j
/
1:
1
!
22.5
1
30
VVVVVVVV 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1mdiepte vonkbron I8fk01
60
Nootdorp Meetsessies 5 en 6 Speumeus 107 18
FFID CHAM
met vonkbron 71 18
zonder manchet
79 18
75 18
83 18
87 18
FFID CHAM
0
0
eerste aankomst
7,5
5 eerste bodemrefleclie
-..
I» 8
Q: '3
.!.. 15
I
CD :IE
8
~
( I!
\
1 22,5
20
30
VVVVVVV'-.-IVVV 1 1,5 2 2.5 3 3,5 4
Speumeus FFID CHAM
98 18
94 18
4.5
met vonkbron 98 18
182 18
5
5,5 em diepte Speumeus
en manchet 1810 18
118 18
114 18
FFID CHAM
0
0
eerste .--... aankomsl
7,5
5
I» rB CD
Q: '3 !!.
~ Co
10
15
CD :IE CD (Q
~
1
1 15
~
20
30 '-.-IVVVVVVVVVVVV
1
1,5 2 2.5
3 3,5 4 4,5
5 5,5 6
7 7.4-8m diepte Speumeus Ho8g
8M
OIl
61
62
BIJLAGE D
MEETRESULTATEN
. .
. .
. . . . . .
.
V AN DE SPEURNEUS
IN GROND
Enkele Rucphen schoten Rucphen Meetsessie 1 Rucphen Meetsessie 2 Rucphen Meetsessie 3 Rucphen Meetsessie 4 Rucphen Meetsessie 5 Rucphen Meetsessie 6 Rucphen Meetsessie 7 Rucphen Meetsessie 8 Rucphen Meetsessie 9 Rucphen Meetsessie 10
63
Enkele Rucphen
Schoten
Echt schot
Ruisschot
FFID
1
CHAM
2
1
1 1
1
1 2
1
0 I .!
.1.
86
86
86
86
86
FFID
1
6
11
16
21
26
CHAM
.J
'(
f
86
.,.
I I
.. '.1.
5 electrische stoorpulsen
10
I ...l..
!lf
\
'1\\
lli
...
J
ill
11111 I !
10
,'
I
I
r
'
I '
1 I
,
!
1m II
I
'
15
i"
I!
I. f
I.
I "
!II
I
III,
fi~1
c:
3' .!2.
, III j(
II
.
II
.
I,
Hf
II,
~
1$
j
II
I
25
25
31L
30
35
:IS
40
40
4S
4S
50
150 Ko8g
64
8Clrk
03
1
Rucphen Meetsessie
Heipaal 9P 10m diepte in 050cm boorgat
Heipaal op 10m diepte in 050cm boorgat FFID
S1
43
3S
27
1S
7
CHAM
11
11
11
11
11
11
FFID CHAM
FFID
S1
43
3S
27
1S
7
FFID
CHAM
21
21
21
21
21
21
CHAM
0
0
0
0
5
5
5
5
c: 3'
'5: 3'
!
!
.!!?.
.!!?.
10
15
10
10
15
15
VVVVVVVVVVVV 6
7
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17m diepte vonkbron
10
15
VVVVVVVVVVVV 6
7
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17m diepte vonkbron Sl8ft(o.
65
Rucphen Meetsessie 2 Heipaal op 1Sm diepte in 0SOcm boorgat
Heipaal op 1Sm diepte in 0SOcm boorgat
FFID
74
78
82
86
98
94
FFID
FFID
74
78
82
86
98
94
FFID
CHAM
11
11
11
11
11
11
CHAM
CHAM
21
21
21
21
21
21
CHAM
0
0
0
0
5
5
15
reflectie?
5
c:
c:
"3 ~
"3 ~
j
j
10
10
10
15
15
15
10
15
VVVVVVVVVVVV 6
7
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17m diepte vonkbron Ho8g"
66
os:
Rucphen
Enkel boorspoeling FFID121 CHAN
117 11
11
113 2.1
Meetsessie
3
in "SOem boorgat
18~
185
181
11
11
11
Enkel boorspoeling FFID CHAN
FFID121
CHAN
117
21
113
21
21
in "SOem boorgat
18~
185
21
21
181
FFID CHAN
21
0
0
0
0
5
5
5
5
10
10
10
15
15
Q: 3' ~
Q: 3' ~
j
j
10
15
vvvvvvvvvvvv 6
7
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17m diepte vonkbron
15
vvvvvvvvvvvv 6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17m diepte vonkbron Ho8g MItI: 08
67
Rucphen
Meetsessie
Metalen casing op 10m diepte in fIJ50cm boorgat FFID138 CHAM
134
138
142
14£
158
11
11
11
11
11
11
4
Metalen casing op 10m diepte in fIJ50cm boorgat
FFID CHAM
FFID138 CHAM
134 21
138
21
142
21
21
14£
158
21
21
FFID CHAM
0
0
0
0
5
5
5
5
10
10
10
15
15
0:
~
'3 ~
'3 ~
j
j
10
II I
15
VVVVVVVVVVVV 6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17m diepte vonkbron
15
VVVVVVVVVVVV 6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17m diepte vonkbron Hoea Hrtr. 07
68
Rucphen
Meetsessie
Metalen casing op 15m diepte in 12150cmboorgat
Metalen casing op 15m diepte in 12150cmboorgat FFID177 CHAM
173
169
165
161
157
11
11
11
11
11
11
5
FFID CHAM
FFID177 CHAM
21
173
1~9
165
161
157
FFID
21
21
21
21
21
CHAM
0
0
0
0
5
5
5
5
0:
0:
"3 ~
"3 ~
I
I
10
10
10
10
15
15
1S
1S
VVVVVVVVVVVV 6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17m diepte vonkbron Wrk08
69
Rucphen Meetsessie 6 Houten balk op 10m diepte in 1/J50cm boorgat
Houten balk op 10m diepte in 1/J5Ocmboorgat FFID186
198
194
198
Aarding aan meetwagen
... Aarding aan meetwagen ~82 286 218 FFID
FFID186
198
194
198
82
21
21
21
r 21
286218
FFID
21
0
0
0
~
5
5
5
5
~
-s:
"3 ~
"3 ~
j
j 10
10
ro
10
15
15
15
15
Hoeg
70
I8riI
Q8
Rucphen Meetsessie 7 Stalen boorpijp op 10m diepte in 050em
Stalen boorpijp op 10m diepte in 050em boorgat FFID235 CHAM
231
227
223
219
215
11
11
11
11
11
11
FFID CHAM
FFID235 CHAM
21
boorgat
231
227
223
219
215
FFID
21
21
21
21
21
CHAM
0
0
0
0
5
5
5
5
c: 3' ~
~
!
!
~
\
Ii
, t) I \ \
10
q'
i
I
\
I'
\
I
i
'
I I
' '
II I \
I i ,
'
!
10
15
15
I
d\ I j
I,
I111
(( ! j ' II I
i 11
I
.
I
\I
I
I, ! \
i (I I
'
Ii i I
i 11'
I\ \ Iii
I! d II II I!! II
i
( (I i ,
I
I
I!i ,
I
! i ! ill i III i ,IIII i i!!I \\ II \ i i i i Illl IIIII! ( i! I I
~
I
I
~
i
1
'
VVVVVVVVVVVV 6
7
10
I)
I
15
10
,
I !
: :
II
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17m diepte vonkbron
15
VVVVVVVVVVVV 6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17m diepte vonkbron Hoeg
71
arit
10
Rucphen Meetsessie 8 Stalen boorpijp op 10m diepte in 035cm boorgat FFID244 CHAM
248 11
11
252 11
256 11
268
264
11
11
Stalen boorpijp op 10m diepte in 035cm
FFID
FFID244
CHAM
CHAM
248 21
21
252
256
21
268
21
boorgat
264
21
FFID
21
CHAM
0
0
0
0
5
5
5
5
c: '3 ~
~ '3
j
j
.!e.
10
I ~\ ......\ r / ..\ 1\ \ T , r I I , \ I I \ \
10
I
10
I I r J . r\ \.(
I 1 I I \ I I I \ I I \ r
H
10
II(! W) II 'III Ip\i!tl/I, I, \
,\
/iiiii!\il'll(ii I. , I, 15
\ ~I \ II 1\ I \ i ! I I VVVVVVV\..-l 6 7 8 9 10 11 12
I II ! i 13
\iiIi
15
VVV 14 15 16m diepte vonkbron
15
.
1
VVVVVVV\..-l 6 7 8 9 10 11 12
1'1 1\
13
\"
"
15 VVV 14 15 16m diepte vonkbron "11
72
Rucphen Meetsessie 9 Stalen boorpijp op 15m diepte in 1IJ35cm boorgat FFID289 CHAM
285 11
281
11
1:1.
277
273
269
11
11
11
Stalen boorpijp op 15m diepte in 1IJ35cm boorgat
FFID
FFID289
CHAM
CHAM
285
281
21
21
21
277
273
21
21
269
FFID
21
CHAM
0
0
0
0
5
5
5
5
c: 3" ~
"E: 3" ~
j
j 10
1IIIIiIIJIIIIUII\Jllr
10
I
I
10
'(I ItIJ/IIIII\llrr~
,
111/
I
I
I
\ I\
\,[I:]
1(l1!\111
)i
11I1
,I
\111 iJ,III)1
I ,
.
III
I! 11
111 \
\
)
II
I
15
:
II
i
i
Iii
i II
\ IIII
i I i II
15
, I
15
15
i
VVVVVVVVVVV 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16m diepte vonkbron
VVVVVVVVVVV 6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16m dlepte vonkbron HMo 8M
73
12
Rucphen Enkel boorspoeling FFID298 CHAM
1~
in
11J35cm
Meetsessie
boorgat
Enkel boorspoeling
382
386
318
314
318
FFID
FFID298
11
11
11
11
11
CHAM
CHAM
0
"VH ,,,--nn
i
,
"H
I
~'\HttJ\
10
\ \ \ 1 r i I I \ 1 "1
386
318
314
318
FFID
21
21
21
21
21
CHAM
.-..n
'/~"'~
\)\
i
.
I Ir\I i \\ i
382
0
,
I
~)~I}~'rw~
1
21
in 11J35cmboorgat
0
0
,
10
1
10
I
I
..
.~~,f~I)1
1~~'(\\1\~r( ~.
11m! I \
10
\
I
II
I
I[ II , II III / I 1 II i \ Ii!
~vvvvvvvvvvv 6
7 8
'
IiI
I
,I)
II
15
t
\
10
'
Ii! ,11!i'
I!I I 111,llIlii/1 I \ \ I ( I \ I
,
~t
15
9 10 11 12 13 14 15 16m diepte vonkbron
I
i
, i
1
VVVVVVVVVVV 6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16m diepte vonkbron HoegWltl.13,
74
BIJLAGE E
TREKKRACHTPROEF
TE LIENDEN
75
z
~ Q Z
S ~
~
0 ~ ~ b3
u
< ~
~
~ ~ E-<
76
N , j
0 -'"
00
~-
\0
-
~"'"
....
-.:t
N
-!? [WIJ }q3e.IJp{3.1}
]L
1.
.....
"""'--
0
~<0;;;:
N I
"
0 0 \0 ......
0 0 "
0 0 N -'"
8 0 ......
0 0 00
0 0 \0
8 "
0 0 N
0
~ e "CI, "CI = S ~ =
LITERATUUR
1.
2.
3. 4. 5. 6. 7. 8.
CUR/COB, Basisprojectplan L 300, WL/mvdh 111095-18. CUR/COB, Gouda, 20oktober 1995. - CUR/COB-onderzoeksrapport L 320-02, Ontwerp wegdruksysteem in TBM. CUR/COB, Gouda, juli 1997. - CUR/COB-onderzoeksrapport L 320-05, Horizontaal sonderen met de Prikneus. Europaterminal Antwerpen. CUR/COB, Gouda, januari 1999. - Deen, J .K. van et al., Horizontal CPTs for reconnaissance before the TBM front, Proc 12thECSMGE, p. 2023-2030, Amsterdam, 1999. CUR/COB-onderzoeksrapport L330-01, Definitiestudie Radarinstrument Prikneus. CUR/COB, Gouda, december 1997. CUR/COB-onderzoeksrapport L 340-01, Roterende akoestische sonde voor horizontale verkenning. CUR/COB, Gouda, augustus 1997. CUR/COB-onderzoeksrapport L 330-02, Monitoring graaffront boorproces, ontwikkeling speumeusconcept. CUR/COB, Gouda, oktober 1998. Trabant, P.K., Applied high resolution geophysical methods, Reidel Pub1.Co, 1984. Literatuuronderzoek Monitoring Graaffront. CUR/COB, Gouda, juni 1996. Woods, R.D., Borehole methods in shallow seismic exploration. In: Woods, R.D. (Ed), Geophysical Characterization of Sites, prepared by TC 10 of ISSMFE, Oxford Publ Co, p. 91, 1994.
77
