试分析地质雷达在地下管线探测中的应用

试分析地质雷达在地下管线探测中的应用

谭润辉

广东环粤勘测有限公司528200

摘要：近年来，随着城市现代化的发展，地下管线的密集度越来越大，在大量的城市地下施工过程中，它们的安全直接关系到经济建设、市民生活，同时，也影响到施工人员的人身安全。因此，如何在施工时，避免破坏这些地下管线就变得越来越重要。地质雷达作为一种高分辨探测技术，能够探明施工区段地下管线、线路的敷设情况，避免由于不明地下管线的分布而造成施工时挖断管线带来的损失，确保施工安全，近年来得到了普遍的应用。

关键词：地质雷达；地下管线探测；应用

引言：城市地下管线是现代城市的主要传导设备、重要的基础设施，担负着信息传输、能源输送等工作，而地下管线属于隐蔽性工程，我国现有的地下各类管线资料残缺不全，精度不够，给建设施工造成很大的不便。由于大量非金属管线的广泛应用，使用传统金属管线探测仪无法满足探测要求，因此对于非金属管线和较深管线来说地质雷达的作用就更加重大。

1.地质雷达概述

地质雷达（GPR）通过分析和研究电磁波在地下介质中的传播规律与波场特点来探查明地下介质的构造。地质雷达的工作方式是通过发射天线T发射主频为106～109Hz的高频电磁波，使用接收天线R接收从地下反射回来的高频电磁波地质雷达具备以下优点：①它是一种无损原位探测技术，可以在各种工程现场安全使用；②具有良好的抗干扰能力；③能够提供现场实时的直观成像剖面，并且能够获得令人满意的探测深度和分辨率；④数据采集方便快捷，作业效率高。

2.当前地下管线探测现状分析

2.1探测效率及质量差

目前，我国的地下管线探测，在很大程度上还依靠人力探测，利用传统的探测工具进行地下管线的维修和养护，这样的探测方式，往往耗时耗力，且所产生的价值微小，面对快速发展的城市化建设，难以提供快捷、优质的服务。同时，毕竟地下管线维修和养护人力资源是有效的，且部分人员的综合素质较差，缺乏系统的技术支持，容易造成人为失误，最终导致不可估量的严重后果，影响到居民的正常生活秩序。

2.2传统的地下管线探测技术操作困难

传统的地下管线探测，往往需要耗费大量的人力、资金、材料等，存在严重的手动探测现象，相关工作人员需要深入地下进行探测，容易造成人身安全隐患，且由于操作复杂，往往容易导致操作失误，甚至部分工作人员对操作技巧的熟悉度并不高，部分员工按照自己的经验来执行，缺乏科学性，容易引发一系列的问题。

2.3分辨率低，难以准确的掌握地下管线的实际分布情况

传统的地下管线探测技术的分辨率较低，图像比较模糊，对地下管线的分布状况不能完整的呈现，甚至呈现片段化、零散化状态，对于地下管线的实际分布的呈现，往往影响设计图纸的准确构建，因此，影响到整个施工效率及质量，并且在施工中，难以避免的会发生不可预知的稳态，再进行修复，往往会对居民的正常生活秩序造成较为长久的负面影响，不利于优质城市的建设。

基于以上地下管线探测现状的分析，传统的地下管线探测方面有着诸多弊端，而地质雷达探测具有无损快捷、探测准确且连续、分辨率高，图像清晰等特点，在地下管线探测中起着十分重要的作用。

3.某地下管线探测工程中地质雷达的应用

某市区地下管线补测工程中燃气管线大多数都为塑料管线，少数给水管线为塑料管线，所以在收集资料后，该工程确定以地质雷达探测为主要手段进行探测。

3.1平行管线异常的判别

3.1.1城市地下管线探测中，平行埋设的地下管线在实际探测中经常遇到。探地雷达采用剖面法探测，目标管线的异常只能通过对单个剖面的分析解释来确定。由于管线密集埋设，剖面记录除显示目标管线异常外，含有许多非目标管线异常及浅部不均匀干扰异常，有些异常形态和规模几乎与目标管线一样，且相互叠加，无法准确判别哪个目标管线异常，因此，探测解释前现场了解目标管线的大致位置和埋深及剖面记录范围内可能存在的其它管线的规格、材质、位置、埋深等情况，有助于排除非目标管线异常，准确判定目标管线异常。

3.1.2根据给水砼管探测记录剖面，图像显示在水平位置为0.89m、1.25m和2.22m有3处异常，埋深分别为0.73m、1.57m、0.83m。由已探测管线及现场调查分析可知，第1个异常和第3个异常为电信，中间异常即为目标管线给水。

3.2不均匀介质干扰异常解释

城市道路路基及管道上覆回填土层中通常夹杂着许多块石、砖头等建筑垃圾，这些孤立的块石砖头与周围土质在电性特征上存在一定差异，在雷达剖面上形成复杂干扰异常，影响目标管线异常的识别。在外业探测过程中，可在测点附近改变测线位置多次施测比较；在异常解释时，应充分了解目标管线规格、材质、埋设情况及其反射波的异常形态、规模及波形特征，结合管道的连续性、干扰的随机性的特点，从众多干扰中，识别出连续出现、波形特征稳定的目标管线反射异常。在干扰严重路段可采用钎探或开挖验证。由于管线规格较干扰体大，因此异常形态规模也较干扰异常大。

3.3地表建筑物干扰的判断

城市地下管线一般敷设在人行道至第一排建筑物前，雷达探测地下管道时，雷达波除了下地下传播外，还有部分雷达波传向空中，地下管线的雷达反射波与建筑物的雷达反射波同时被雷达接收机收到，异常都反映在雷达剖面图上，因此在判读雷达图像时首先要排除建筑物的干扰。建筑物干扰异常一般为强烈的斜线，长度较长，范围较大。

3.4排水管沟探地雷达异常判别

3.4.1由于排水方沟顶部是平面的，探地雷达探测断面的雷达图像不会显示出与圆形管道相似的曲线形状，判断其平面位置和埋深难度较大。正确分析管沟雷达图像的突破口在于找准方沟的两个顶端沟边上，雷达图像上若有两个相似的、相互对称的坡度异常，且两异常之间距离与管沟宽度一致，即可确认两沟顶边的位置。管沟位于马路车行道下，规格为4000mm×2500mm，顶盖板为0.2m厚预制水泥板。探地雷达剖面图的上层异常，为正向连续同向轴板状体异常，正向同向轴对应内部空间顶界面，按波速v=0.09m/ns界面到地面厚度为1.2m，方沟宽度为4000mm。

3.4.2以上几种情况是我们在使用探地雷达探测管线常碰到的现象，为尽量避免这些情况给我们的探测带来错误，我们就需要在不同的地方多做些雷达断面，以及在情况允许的条件下适当开挖验率。

结束语：通过采用地质雷达对地下管线的探测，现场地下管线位置的记录得到了准确的反映。由于地质雷达在应用过程中效率高、无损伤并能实时展示地下图像，适合在城市各种场合使用，但当前施工场地和地下地质条件比较复杂，因此要综合考虑现场的实际情况，采用多种物探方法，相信随着人们对地质雷达进一步研究，它必将成为城市管线探测的最有效工具。

参考文献

[1]朱军锋.地质雷达在地下管线探测中的应用[J].中国科技财富.2011.

[2]邹斌.地质雷达在地下管线探测中的应用研究[J].大科技.2016.

[3]杨剑，李华，探地雷达在城市地下管线探测中的应用[J].物探化探计算技术.2010.