地质雷达在城市地下管线探测中的应用.pdf

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1、·24·科技论坛地质雷达在城市地下管线探测中的应用莫永文陈丽王自东林旭（辽宁省有色地质局一○八队，辽宁沈阳110121）摘要：从地质雷达工作原理、技术特点、参数设置和处理解释等方面着手，通过对地质雷达在城市地下管线探测结果进行分析，提出了地质雷达的检测方法，阐述了地质雷达检测技术在地下管线探测中的实用性能，为同类工程实践提供参考。关键词：地质雷达；城市地下管线；探测1概述表1探测场地地下介质介电常数一览表随着城镇化的快速推进，城市地下管线的数量和规模越来越

 大，构成状况越来越复杂。近年来，各地由地下管网问题引发的城市

2、内涝、道路塌陷、管线爆裂等事故呈高发态势。同时，不少管线年代久远，现存资料可能已经不足。所以地下管线普查意义大、责任重。!"#$但是因为不掌握地下管线的基本信息，城市道路屡屡被挖开，不少%!$城市出现群众反映强烈的“马路拉链”。因此采用无损检测技术非常&’(#)*+,必要，地质雷达正是这种使用高频电磁波探测地下介质分布的无损&’-*","探测仪器。./’0*$1"#2基本原理23","地质雷达是一种使

3、用高频电磁波探测地下介质分布的非破坏3.3管线地质雷达探测资料解释性探测仪器。它通过剖面扫描的方式获得地下断面的扫描图像（见在工作中为确定管线的地下空间位置而做探地雷达探测剖面，图1）。雷达通过在地面上移动的发射天线向地下发射高频电磁波，在特征点上及附近至少做两条探测剖面。同时在同一探测剖面上进在地下旅行的电磁波遇到不同的电性界面时，就会发生反射、透射行重复观测，以便得到真实、明显的管道异常。在探测过程中，结合和折射。电介质间的电性差异越大，反射回波能量也越大。反射到地已有的管线调绘资料和探测资料进行现场分析，最后根据雷达探测面的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线

4、接收后，通过雷达主的异常特征做出合理的管线探测解释成果机精确地记录下反射回波到达的时间、相位、振幅、波长等特征，再以下是本次工程中有代表性的两个剖面。通过信号叠加放大、滤波降噪、图像合成等数据加工处理手段，形成图2剖面位于某水泥路面上，探测目标为600mm玻璃钢中水地下剖面的扫描图像。通过对雷达图像的判读，便可得到地下目标管。雷达剖面显示，在剖面前进方向的4.48m处，为正向同相轴的拱物的分布位置和状态。形异常，且异常弧度较大，判定为目标中水管，计算埋深为1.18米。其位置与埋深经验证与实际相符。

图3剖面位于某水泥路面上，探测目标为200mm铸铁燃

5、气管。雷达剖面显示，在剖面前进方向的4.18m处，为正向同相轴的拱形异常，弧度很大，判定为目标燃气管，计算埋深为1.14m。其位置与
埋深经验证与实际相符。图1地质雷达探测工作原理图3工程实例该测区位于青岛市市内，测区内需探查管线种类：给水、排水、燃气、电力、电信、热力、不明管线等7大类15种。本次雷达探测的目标管线，一般埋深较浅，均在0.5~4.0m之间。3.1地球物理特征图2中水管道400MHz雷达剖面图采用地质雷达进行探测时，发射的雷达波在地下介质中传播。当地下介质比较均匀时，雷达波基本不发生反射或反射能量很弱；当地下介质中存在管线时，雷达

6、波会在管线周围界面发生反射，反射波形态与地下介质管线的材质，直径，埋深，填充物质等因素有密切的关系。因此，从探测到的雷达反射波的曲线形态、振幅强度、相位等特征可以判断地下介质的形态、性质及空间分布等。管道内充填的液体、气体等介质与围岩的介电常数差异是地质雷达探测的地球物理前提。从表1中能得出目标管线体与周围介质的介电常数有明显的差异。3.2工作方法与技术图3燃气管道400MHz雷达剖面图根据探测要求及场地实际情况，主要横切管线走向布置地质雷4结论达剖面。工作方式采用GPR反射波剖面法，采用连续测量方式，介结合实地勘查，通过对实测资料的认真分析解释，本次地质雷电常数8

7、~15。探测时采用中心频率为270MHz、400MHZ的天线，时达城市管线检测工作取得了良好的地质效果，达到了预期的目的，窗50~75ns。充分验证了地质雷达检测技术在地下管线探测中的实用性能。作者简介：莫永文（1986-），男，广西桂林人，本科学历，从事物探勘查，工程物探方面的工作。