地质雷达技术在地下管线探测中的应用

地质雷达技术在地下管线探测中的应用

发表时间：2019-05-14T09:14:58.227Z 来源：《建筑细部》2018年第21期作者：张淼

[导读] 并结合具体工程案例，对地质雷达技术在地下管线探测中的应用进行了简单的分析。

中航勘察设计研究院有限公司北京 100098

摘要：在城市快速发展进程中，地下管线逐步成为保障城市平稳运转的关键设施，其直接影响了城市给排水、居民供暖、信息传输等模块运行效率。而由于现阶段地下管线网络布局复杂程度较高，且运行年限不确定，隐藏着极大的安全风险。因此，本文以地下管线探测为入手点，阐述了地质雷达技术原理，介绍了地质雷达技术在地下管线探测中应用优势。并结合具体工程案例，对地质雷达技术在地下管线探测中的应用进行了简单的分析。

关键词：地质雷达技术；地下管线；探测

前言：地下管线类型较多，根据地下管线用途、尺寸、材料性质的差异，其使用的探测技术也具有较大差异。以往地下管线探测技术并不能有效确定地下管线铺设情况，也无法确定地下管线损伤程度。而地质雷达技术可以通过同相轴跟踪，获得清晰、全面的地下管线实际分布分布情况。因此，对地质雷达技术在地下管线探测中的应用进行适当分析具有非常重要的意义。

一、地质雷达技术应用原理

地质雷达技术主要依据电磁波传播理论，利用高频宽谱电磁波接收、发射的方式，判定地下介质分布情况。同时依据电磁不传播理论进行分析，可得出电磁波在地下介质传播阶段介质介电性质、介质相几何形态，进而根据具体数据计算公式，推算电磁场强度、相应波形特征变化。同时通过对探测后波形特征进行对比分析，还可得出地下管线分布特征[1]。

二、地质雷达技术在地下管线探测中应用优势

1、探测准确连续

地质雷达探测技术在地下管线探测中的应用，具有较高的准确性能，全面、清晰展现不同形态、性质、功能地下管线特征及铺设质量。同时利用地质雷达技术，可对地下管线分布情况进行连续性检测，保证整体探测结果的全面性。

2、无损便捷

地质雷达探测技术在地下管线中的应用，对于浅层探测目标具有较大的应用优势。同时其可利用先进互联网辅助技术，高效、快速的反射地下管线分布图，帮助地下管线安全隐患控制提供依据。

3、分辨率高且图像清晰

地质雷达技术本身具有较高的分辨率。且在最终呈现地下管线分布图可清晰展现地下管线分布情况，可为整体城市建设提供充足数据支撑。

三、地质雷达技术在地下管线探测中的应用

1、地下管线雷达探测项目概述

受某施工单位委托，要求探测砼材质、直径为580mm给水管道位置、走向、埋深。由于该区域路面经多次扩建，且管道埋设年代较久，普通地下管线探测方式无法发挥有效价值，因此，在该地下管线探测过程中主要采用SIR2500探底雷达系统，天线频率为400MHz。在该施工区域道路两侧、路中央设置两条测线方向。且每间隔18m进行一条横方向测线的设置。

2、地下管线地质雷达探测过程

首先，在雷达地质勘察工作开展前期，相关人员可根据该勘察区域具体情况，与施工单位沟通，了解待勘察目标管线分布状况一般特性。并收集施工单位地质勘察报告。据此，了解该施工区域基坑开挖情况及岩层分布特征，以便为后期地质雷达勘察结果验证提供依据。同时地下管线探测人员可采用实地调查的方式，综合调查该施工区域地形情况、金属物体分布情况[2]。并人工将地形变化剧烈区域填平。同时移开地质雷达测线周边金属物质，避免金属物质对地质雷达勘察准确性的不利影响。随后相关勘察人员可以在勘察区域进行定位标志点设置，以确定待测管道大致走向。并采用RD8500型地下管线探测仪，对目标管道周边不同类型金属管线分布情况进行探测。并标注对应管线位置。

其次，在地质雷达测量作业正式开展前期，为确定检查测量参数与预想结果相符程度，并构建目标体探底雷达图像特征，相关技术人员可进行局部测量实验工作，及时调整地质雷达测量参数不合理区域。并以介质中电磁波传播速度、界面反射系数为控制要点，确定探测实验及参数标定值，保证最终地质雷达勘察结果的精确度。如在本工程勘察期间，勘察人员以检查井部位为起始点，进行了参数标定探测实验。并根据检查井部位参数标定探测实验中显示的揭露岩层厚度、管线深度，进行了电性参数标定。具体标定结果如图1。

图2 某工程地质雷达探测剖面图

由于地质雷达发射天线、接收天线间距离及测点、管线间距离较小，可首先假定电磁波为同点发射、同点接收模式。此时在电磁波传播至管线表面时，管线、周边土体阻波抗可形成明显分界面。随后电磁波在这一分界面可产生反射电磁波，得出地下管线位置。据此，根据最终探测结果，勘察人员可在获得灰阶形式的图像之后，对灰阶形式图像进行增益模式处理，获得清晰的图像[4]。如图2所示，该工程地下管线中出现两处单边双曲线形态的反射波异常情况。其中一异常单边双曲线顶部为水平状态，另一异常单边双曲线顶部尖锐程度较高且信号强度较强，两者分别距离测线端点2.90m、10.50m，管顶深度分别为.50m、3.70m，相距6.50m。结合现场实地打钢钎验证调查结果，可得出前一处异常为管块结构埋设的不同类型的多根电力线路，异常单边双曲线顶部显示平顶为水泥管块宽度；而后一处异常为套管直埋方式埋设的电力管线，由于其内部具有两根电缆导致单边双曲线内部具有两根独立反射弧。

总结：

综上所述，地质雷达在地下管线探测中的应用，具有快捷连续、准确清晰、分辨率高的优良特点。因此，在建筑工程施工过程中，相关人员可利用先进的地质雷达探测技术，结合工程实际情况，合理设置雷达测线布置格局。结合具体测算公式，通过对地下测线结果进行分析，可得出地下管线实际分布情况及安全威胁，从而为地下管线铺设作业及其他相关工程建设工作顺利开展奠定基础。

参考文献：

[1]李琦.基于地下管线探测下的地质雷达技术研究[J].建筑技术开发，2017，44（14）：73-74.

[2]王继果，戴加东，周峰.综合物探在城市地下管线探测中的应用[J].福建建设科技，2017（5）：77-78.

[3]于雷.地质雷达工程应用综述[J].山西建筑，2017（23）：60-62.

[4]王明德.城市复杂管线探测技术与案例分析[J].铁道勘察，2017，43（5）：51-53.