浅谈雷达检测在管线探测与路面分层应用

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1、浅谈雷达检测在管线探测与路面分层应用　　【摘要】：在简述雷达基本原理和探测方法的基础上，结合各种检测实例介绍了探地雷达在管线探测、路面分层(各结构层厚度)等市政工程检测方面的应用。【Abstract】：Basedonthebasicprincipleanddetectionmethodoftheradar,combinedwithavarietyoftestingexamplesofgroundpenetratingradarindetectionofpipeline,pavementlayer(thicknessofthestructure)applic

2、ationofmunicipalengineeringdetection.【关键词】：雷达检测；管线探测；路面分层；天线【Keyword】：Radardetection；pipelinedetection；LayeredPavement；antenna中图分类号：U41文献标识码：A文章编号：1、引言随着我国城市建设的飞速发展，由于原有城市地下管线资料欠缺严重，进行开挖施工时,稍有不慎就会挖到管线,往往造成很大的损失,因此，开挖施工前查明地下管线并确定具体分布、埋深及走向非常重要。雷达检测以其轻便、快捷、准确等特点，已成为地下管线勘察的首选方法。7以往工程

3、验收时要想知道路面各层厚度,就要随机钻孔取芯检测，但钻孔取芯法对面层具有一定的破坏性，其检查频度受到严格限制。而利用地质雷达就可以在路面上进行连续无损检测,其检测结果与取芯结果相当一致，检测结果不仅在具体点位上相当精确，而且其对指定区段的总评也非常可靠。2、工作原理探地雷达（GroundProbingRadar，简称GPR）是利用高频电磁波（106—109Hz）以宽频带短脉冲，向地下发送并接收目标体的反射波，探测地下目标或介质分布的一种勘探地球物理方法。因与探空雷达技术相似，故亦称“地质雷达”。探地雷达由主机、天线和配套软件等几部分组成，探测时，利用发射天

4、线发射高频宽带电磁波，当电磁波遇到电性不同的分界面时，就会产生反射，为接收天线所接收。然后通过雷达转换卡将脉冲电信号转换成数字信号，并传送给雷达主机；最后经过一系列的滤波、去噪等处理，得到形象的连续雷达剖面，达到探测识别地下目标物的目的(见图2.1)。图2.1探地雷达基本原理示意图（被测的隐蔽物体在雷达图中表现为一条“双曲线”）2.1管线的探测方法7对地下管线进行探测时，将雷达天线在地面上拖动，高频电磁波由天线进入土层中。当电磁波遇到地下的各种材质的管道（金属、PE或水泥管等）时，产生反射，并被接收天线所接收。管线的位置可以直接由天线的定位系统给出，深度可

5、以由以下公式得出：d=v*t/2式中：d为地下管线的深度；v是电磁波在地下的传播速度；t为电磁波的双程传播时间。因为电磁波的传播时间可以直接在雷达图上读出，所以只要知道波速，就可以准确的得到管线的深度。某一地区的土壤中的电磁波速度通常可以用以下两种方法得到：①在现场通过一个已知管线的深度，然后由上式反推出电磁波在该地区土壤中的传播速度；②对于介质中的波速，可以由公式v=C/ε1/2得到。其中，C为电磁波在空气中的传播速度(30cm/ns)，ε为介质的介电常数。因此，只要得到该地区土壤的介电常数，就可以算出电磁波在地下的传播速度。2.2路面分层的探测方法路面

6、分层的探测方法和管线的探测方法是一致的，所不同的是：管线探测是电磁波遇到管道反射，而路面分层探测是电磁波遇到分层界面反射。2.3常用天线为80MHz、200MHz、400MHz、600MHz、1600MHz、2000MHz和多频率天线阵，频率越低，可探测深度越深。另外，两个或两个以上的天线还可以组合成天线阵，这样就可探测各深度的目标。3、管线探测实例73.1金属管线探测实例使用意大利RIS雷达系统及600MHz天线在公路边缘处探测金属自来水管，探测方向垂直于公路。图3.1为实测得到的雷达图，图中方框表示自来水管的位置，管线顶部的埋深为1.1米。经过实际开挖

7、验证，该结果和实际情况吻合。图3.1金属自来水管探测雷达图3.2PVC管线探测实例使用600MHz天线在某小区测量PVC自来水管道。图3.2为实测得到的雷达图，图中方框表示PVC自来水管的位置，管线顶部的埋深约为0.75米。图3.2PVC自来水管探测雷达图3.3水泥管线探测实例使用600MHz天线在某市政工地检测水泥管。图3.3为实测得到的雷达图，图中方框表示水泥管的位置，水泥管管顶深度为1.3米。图3.3水泥管探测雷达图3.4地下光缆的探测实例图3.4雷达检测图中方框表示两管线，和实际开挖结果吻合3.5地下复杂管线探测实例7以下是使用200MHz+600

8、MHz天线进行管线探测的例子，该区域管线纵横交错，且管线之间相距很