探地雷达在地下管线探测中的应用研究

为一种蓬勃兴起 的电磁技术被广 泛应用 于探 测地下 管 道。 探地雷达具有速度快、 效率高、 准确度 高、 对地下管道无损害等优点。 探地雷达越 来越成 为城市建设 中不可缺少的设备。在城市的规 划和发展 过程中，我们都需要了解地下管线的状况 以便更好 的建设我们 的城市 。 本文主要 从探 地雷达 的原理 以及探地雷达在 管线探测 的应用 等方面 来 研究探地 雷达技术， 以便我们更好 的来使用此项技术。
摘 要： 探 地雷达是如今被 广泛应用 的电磁 技术， 它可用 于检 测各种材料 ， 可确定 金属或非 金属 管道 、 下水道、 缆线 、 缆线 管道 、 孔 洞、 基础层 、 混凝土 中的钢筋及 其它地下埋件 的位置 。 它还可检 测不 同岩层 的深度 和厚度 。 探地雷 达应 用的范围极广 ， 在 城市地下管线 探 测过程 中它 不仅 能够用来探测 金属 管线 ， 还 能用 来探测水泥管等 ， 具有许多 以前 管线探测仪器所不具备 的优 点 。 本文试 图从探地雷 达的原理 以及探地 雷达在管线探测 的应用等方 面来研 究探地雷达技术 ， 以便更好 的应用 此项技术 。 关键词 ： 探地雷达 ； 原理 ； 管 线探 测 ； 探测步骤 ； 应 用
３ 探地 雷达 使用 过程 中的原 理
４ ． ２ 探测雷达在 非金属管道 中的应用
在 以往的城市工程建设 中会遇到很多麻烦 ， 原因就 是常用 的地 下管 线探测仪只能探测到金属材质 管线 ， 而对 于那 些非金属 的管线管线仪是 探测不 到的， 随着科 技的进步， 越来越 多的管道采用 了非金属合成材 料 替代 了金属材料 ， 探测雷达 的出现 及普 及让这个 问题得 到了解 决。电导 率 以及介 电常数是主要影 响着探地雷达的探测效果的参数 。城市地下的 非金属 管道与它周围 的空气 、 植物、 土层等 介质 在一定程 度上有某些 差 异 。地面上经由天线发射 出来的 电磁波会受到非金属管道周围介质 的影 响， 同时还 会受到非金属 管道管壁厚薄 的影 响， 以及还会 受到天线频 率 的影响 。 电磁波受到这些影响后势 必会影响到反射波的效果（ ４ １ 。 介质的电 导率与吸收系数是正 比关系 。在实 际的地下 障碍物探测过程 中， 由于 不 同的地段其地下介质会有差异很大 的变化 ， 所 以工作人 员多采用让探地 雷达在不 同的剖面位置进行正确地探 测。
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探 地 雷达在地 下管线探测 中的应 用研 究
张 立
（ １ ． 天津市普迅 电力信息技术有 限公 司 天津
肖 洪 江
３ ０ ０ ３ ８ ４ ２ ｂ 京市怀柔测绘所 北京 １ ０ １ ４ ０ ０ ）
探地 雷达的定义 ： 探 地雷达是一种 电磁技术 ， 最近 十年才蓬 勃发展 起来 ， 由于其众 多的优点被工程技术人员所 青睐。 探地 雷达具有速度快 、 效率 高、 准确度高 、 对地下管道无损害等优点。 探地雷达的工作 原理并不 复杂 。探 地雷达主要利用的是高频 电磁波 ， 其波段主 要是在 １ ０ ６ １ ０ ９ Ｈｚ 之 间【 ≈ 。 探测地雷在工作 时需要一个发射器， 此发射器 具有发射天线 的功 能， 而且特定仪器要用宽频带短脉冲的形 式， 然后再发射进入地下 。当电 磁波还没有遇到地下 目标 时，这些地下 目标 具有存 在电性差异等特点 ， 电磁波会在介质 中广泛传播 ， 但是 当电磁波 遇到地下 目标时它就会发生 反射现 象 ， 电磁波理 所应 当会被 反射 回来， 反射 回来后会被地面 上的接 收天 线所 接收 回来 ， 工作人员必须 根据 接受到 的电磁 的振幅强度 ， 雷达 的波形 以及双程时间等参数来深入分析【 引 。通过软 件便能准确而无误的 把地下管线的形态、 空间位置 、 结构和埋深等计算 出来 。 通过以上各个步骤的实行 ，探测地下管线 的 目的基本上 就完 成了。 简单而言探 地雷达的工作 原理就是 由工作 人员在地面上将 高频 电磁波 由天线发射 到地 下， 当电磁 波遇到地下的存在着 电性差异 的障碍物 时电 磁 波会立 即发射 返回地面 ， 然后 被地面上 的天 线所接受到 ， 然 后会 由地
点。以下为探测雷达的原理图
２ 对于地下管线各方面的研究以及地下管线的探测步骤
２ ． １ 地下管 道的研究
熊 鬣精
要想使探地雷达更快速 、 高效、 准确地探测出地下管道 ， 工作人员就 必须对地 下管线 的分布和类型进行更为深入的研究。地下管道的分类是 多种多样 的 ， 管线 种类主 要有 ： 给水 、 排水 、 电力 、 各 种通讯 、 天然气 、 热 力、 工业 等。 给水 、 排 水大 多分布在行车道上， 电力、 通讯、 热力、 天然气基 图 １探地雷达工作流程示意图 本上埋设在 人行道 和绿 化用地 下， 如果按照材质分得话主要有最常用 的 ４ 探 地 雷达在 地 下管线探 测方 面的应 用 金 属管道 ， 水泥 管道 管线 大多分布在道路及两侧人行道下方和绿化带 ４ ． １探测雷达对地下金属 管线的探测 中， 非开挖 管道主要集 中在跨 路、 跨桥 、 跨河 和穿越居 民房屋 地段 ， 了解 在探地雷 达技术产生之前 工程探测人 员主要是用地 下管线仪 来对 了管道的分类 ， 那 么在探测过程 中会有的放矢。 金属管线进行 定位定 深。随着 城市化建设步伐的加快， 地下管道的敷设 ２ ． ２ 地 下管道探测的步骤 也 日益增多 ， 在城市 建设过程中对地下 管线的定位 、 定 深并完善地 下管 地下管道探测 的第一个步骤就是收集大量 的相关 资料 。 ① 资料主要 网资料成为 了工程建 设中的一个焦 点， 在一定程度上影响了城市生活节 是一些地下 的管线 图，以及管道在设计之前所规划的管线 图和施工 图， 奏和质量 。常规地下管线探测仪 的有一定的局限性， 深度大 、 大管径和金 以及在施 工过程 中需要注意的一些细节 。 ②要派技术人员去探测地进行 属材质连续性对 其定位 精度有 着严 重的影 响， 对于有 些地下金属管连续 实地踏勘 。要仔细观 察路况 ， 看一下公路上的车辆来往的多少， 人 口流动 性较差或 口 径又 相当大，用地 下管线仪来探 测那 么效果就会很不理想。 的快慢 以及各条 道路的地下管 线分 布状况 。③利 用仪器进行准 确的检 而在这种条件 下使用探底 雷达就比较容易进行精确探测， 金属管线周 围 验 。在进行检验 时一定要选取最 精确 的仪器， 以便于提高探地雷达 的工 的介质 的介 电常数有很 大的区别， 因此 当地 面上的电磁 波经过天线发射 作效率。 ④对地下管线进行探测【 １ ｌ 。 在探测过程中应该本着从 简单到复杂 ／ 到地面 以下时遇 到障碍物就会 反射 回来， 而且反射的强度会 很大。然后 的原则进行探测 ， 同时在选择探测 方法时一定要选择既有效成本又低 的 工作人员会对反射 回来 的电磁波进行 分析 ， 最终轻而 易举地探 测到金属 方 法 。探 测 完 之 后 要 进 行 及 时 的 数 据 处 理 。 管线的所在位置、 深度及其 管径大小 。