城市地下空洞检测理论与技术方法

3.2城市工程物探方法介绍
a)地震体波法
地震体波法是通过一定的观测系统（图3为单排列多次覆盖观测系统）接收来自 探测区域的回波信息，从而反演推断探测区域内部结构、构造的方法。其主要包括反 射波法、折射波法、散射波法，且不同方法均可利用纵波和横波两种体波；反射波法 与散射波法对较小反射界面都能有较明显反应，适用于地下空洞、地下异常构造的探 测；折射波法对延续较长的构造界面有较好的反映，一般用于基岩面的追踪探测。
精品课件
3.2城市工程物探方法介绍
大类
方法细分
方法特点
地震体波法
①反射波法；②折射波 法；③散射波法
城
市
地震面波法
工
程
物
直流电法
探 （网络并行电法）
方
Baidu Nhomakorabea
法
地质雷达法
①稳态法；②瞬态法 ①AM 法；②ABM 法 ①测点法；②扫描法
瞬变电磁法
①重叠回线；②中心回 线；③定源回线
不受低阻金属及电磁干扰影响；探测深 度大；分辨率高；方法理论成熟。
城市地下空洞探测理论与 技术方法
汇报人：余森林 时 间： 2017.10.25
精品课件
提纲：
1 城市地下空洞探测的必要性 2 城市地下空洞形成原因分析 3 地下空洞探测理论方法 4 4 地下空洞探测典型案例 5 城市地下空洞探测应用前景及经济效益
精品课件
1要性
城市地下空洞探测必
地下空洞灾害表象（地表塌陷、墙体破裂等）； 地下空洞灾害带来的损失及不良影响； 政府相关职能部门高度重视
精品课件
3
城市地下空洞探测方法
城市地下空洞探测物性基础； 城市地下空洞探测方法介绍
精品课件
3.1城市地下空洞探测物性基础
地下空洞与周围介质存在着巨大的物性差异，如密度差异、导电导磁性差异、放射性差 异等，从而为各种方法应用于地下空洞探测提供了物性基础：
（1）地下空洞等地下异常的介质密实度与正常地层或介质存在差异，这为地震波类和重 力勘探方法的实施提供了地球物理条件和探测可能性；
不受低阻金属及电磁干扰影响；浅层探 测；分辨率高；成果直观。
并行采集，同步完成高密度电法多种装 置的数据采集；效率高；体积效应。
方便快捷；分辨率高；浅层探测。
方便快捷；对低阻异常体反映明显；体 积效应。
精品课件
其他
①跨孔震波CT；②跨孔 观测系统布置在孔中，数据信噪比高；
电法CT
观测系统接近异常体，探测精度高。
（2）地下空洞等地下异常的导电性与正常地层或介质存在差异，这为电磁法类勘探方法 的实施提供了地球物理条件和探测可能性；
（3）地下空洞等地下异常的磁性与正常地层或介质存在差异，这为高精度磁法勘探方法 的实施提供了地球物理条件和探测可能性；
（4）地下空洞等地下异常的放射性与正常地层或介质存在差异，这为放射性测量方法的 实施提供了地球物理条件和探测可能性。
精品课件
1.3政府相关职能部门高度重视
近年来，由地下空洞导致地面塌陷的事故频发，目前全国遭受地面塌陷灾害的城市超过 50个：
2013年到2015年深圳共发生579起地面塌陷事故，几乎平均2天便发生1起地陷事故[1]； 2015年10月29日到11月16日，短短19天内南京市玄武区北京东路就连续发生5次塌陷[2]； 哈尔滨也出现过20天发生9次地面塌陷事故的情况[3] ； …… 地面塌陷事故频发，严重威胁着各地的经济建设和人民生命财产安全，多地政府相关职 能部门高度重视，并将地下空洞探测及治理作为防范地面塌陷的主要手段。
1.3政府相关职能部门高度重视
2013年8月30日，深圳市政府办公厅出台了《
地面坍塌事故防范治理专项工作方案的通知》，
提出市、区发展改革和财政部门要连续安排地面
坍塌防治工作专项资金，保障地面坍塌防治工作
顺利推进。
2016年12月3日，兰州市城乡建设局针对市区
道路塌陷举行媒体见面会，兰州将城市安全地理
（1）安全方面：道路塌陷、建筑物倒塌等灾害往往直接带来巨大的人员伤亡威胁； （2）经济方面：地面建筑的破坏、基础设施的损毁以及灾害后地面残骸的处理都会带来 巨大的经济损失； （3）生活方面：交通线路、电力电缆等基础设施的损毁，给城市居民的生活带来极大不 便，影响城市居民的生活质量； （4）社会方面：道路塌陷、建筑物倒塌以及基础设施破坏等，给城市的市容市貌带来巨 大损害，城市幸福指数下降，影响城市发展。
[1]人民网. http://sz.people.com.cn/n2/2016/0218/c202846-27756560.html [2]凤凰网. http://js.ifeng.com/news/detail_2015_11/20/4576012_0.shtml
精品课件
[3]人民网. http://scitech.people.com.cn/n/2012/0831/c1007-18882662.html
精品课件
图3 单排列多次覆盖观测系统示意图
3.2城市工程物探方法介绍
b)地震面波法
精品课件
3.2城市工程物探方法介绍
信息系统列入2017年城建计划，组织专业人员，
投入专业设备，对道路及地下管网开展全面探测
，防患于未然。
……
各地区政府相关职能部门积极推动地下空洞
精品课件
探测，预防地面塌陷灾害发生。
2因分析
城市地下空洞形成原
精品课件
2地下空洞形成原因分析
地下空洞形成原因整体可分为自然地质因素、人为生产活动因素，具体可细分为： （1）地表松散地层或半松散地层等在重力作用下，松散层逐渐密实，厚度减小，形成脱空； （2）地下水长期溶蚀形成地下空洞； （3）大量开采地下水，引起孔隙水压力降低和有效应力增大，致使含水层被压缩，形成脱空； （4）地下人工管道（供水、排水）泄漏，引起冲刷淋滤，形成空洞； （5）路基或地基施工时期回填不密实（含暗塘、暗沟），经重力作用形成脱空； （6）由于高压震动（卡车、列车行驶、重型器械工作等）导致松散土层液化，形成脱空。
精品课件
1.1城市地下空洞灾害表象
精品课件
图1 地面塌陷
1.1城市地下空洞灾害表象
精品课件
图2 墙体破裂
1.2地下空洞灾害带来的损失和影响
城市地下空洞灾害在初现端倪时若不及时进行有效控制和治理，往往会进一步导致地面 大范围塌陷，甚至引起地面建筑物倒塌、基础设施损毁等一系列严重次生灾害，给城市带来 多方面不利影响。