1、地质雷达探测技术在检测海堤防护质量工作中的应用摘要：详细介绍了惠州市大亚湾石化区 D1、D2 配套海堤地基采用了雷达探测过程与成果，说明了雷达探测在检测海堤防护质量系统工程中的可能性与有效性。 关键字：地质雷达探测；海堤；检测 中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号： 1 概况 石化区 D 地块海堤位于广东省惠州市大亚湾区内，检测场地内的地貌单元属海湾潮间带。石化区 D 地块场平总占地面积约为 112 万平方米，包括原陆域区（D2 地块，填土厚度约 1.0m） 、新回填区（D1 地块北区，填土厚度约 6.0m） 、水塘 I（淤泥厚度约 7.4m）以及大亚湾西区 D 地块海堤工程。大
2、亚湾西区 D 地块海堤加宽加长及防护区域，该处采用抛石挤淤后再进行爆破方法进行处理，海堤全长 1434.2 m,宽约 20m。 2 方法可行性分析 地质雷达亦称探地雷达（Ground Pentrating Radar，简称 GPR）是利用高频电磁波（106109Hz）探测地下介质电性分布的一种地球物理探测方法。其原理是利用高频电磁波以宽频带短脉冲的形式，在地面通过发射天线（T）将信号传入地下，经地层界面或目的体反射后返回地面，再由接收天线（R）接收其电磁波反射信号，通过对电磁波反射信号的时频特征和振幅特征进行分析，便能了解到地层或目的体的特征信息。 当电磁波在地下介质中的传播速度已知时（通过对
3、具体介质标定与已知资料的对比来确定） ，就可将测得的电磁波反射信号的时间值换算成反射体的深度值。其换算公式(1)为： (1) 式中：t电磁波反射信号的双程旅行时间； Z探测目的体的埋深； X天线距； V电磁波在介质中的传播速度。 当 X 相对于 Z 较小时有 t=2Z/V，即 Z=Vt/2。 结合已知的资料及现场的实际情况，可对时间剖面中各电磁波反射波组进行地质解释，从而达到探测的目的。雷达工作示意图如图 1 据前期钻探资料揭示，石化区 D 地块海堤原地表层淤泥厚度较大，空间分布不均匀，其下层为粘土。后经抛填块石、爆破挤淤处理。场地经抛石挤淤处理后，形成上部为结实的块石层，其介质不均匀，雷达检
4、测电磁波速度相应较高；下部为淤泥及粘土，其介质均匀，且呈饱和状态，电磁波透射率低。上下地层的这些物性差异为开展地质雷达检测工作提供了有利的前提条件。 3 方法技术与现场工作布置 31 方法技术 采用 Pulse EKKO 100 专业型地质雷达进行探测，由加拿大 Sensors & Software Inc.（探头与软件公司） 。 (1) 天线频率与移动方式: 鉴于精度及深度的要求，通过现场试验，选用中心频率为 100MHz 的天线以连续扫描方式工作。 (2)增益设置:增益设置的原则是非目标体有一定强度的信号，目标体有足够强度信号。正式采集之前，先在测线上不同测几个点，以对整条测线的增益水平有
5、一个大致的了解，采用人工分时段设置增益来保证目标体具较强信号且不致溢出。 (3)记录长度(时窗):根据目标体的大致深度与电磁波在土质介质中的经验速度所计算反射波的双程旅行时间的 1315 倍来作为记录时窗长度，以保证目标体异常完整，本次雷达探测时间窗口为 500ns，测点距为 0.2m。 32 工作布置 本次检测区段为 K0-158.8K0+220，其地质雷达测线每条长度为 15m，间距为 50m，共 8 条。其中 K0-050K0-150 共 3 条线为后期补测测线。 4 资料处理及成果解释 4.1 地质雷达数据处理 地质雷达数据处理流程如下： 调零点平均道平均选择增益时深转换解释成图。 其
6、中，时深转换是探地雷达数据处理的一个重要环节，经时深转换后的探地雷达时间剖面即可用于解释。 2、地质雷达检测结果解释 通过对地质雷达资料的处理、分析，地质雷达检测结果显示，场地受检测线的填石厚度为 6.3615.28m，淤泥厚度为 0.100.91m。 图 2 为测线 K0-15 实测地质雷达信号。地质雷达时间剖面图上显示，上部的电磁反射波强度大，可见多组振幅大的电磁反射波组，反映为块石层的波形特征，厚度为 6.9414.03m；下部的电磁反射波强度微弱，无杂乱的波形，反映为粘土的波形特征。 图 2 K0-15 实测地质雷达信号 地质雷达检测结果表 5 结论 通过这次实测，可以得知采用地质雷达
7、探测技术探测淤泥厚度及抛填石料是一个非常有效的方法，并有以下优点： 1）准确性高，通过地质雷达自动检层软件，可实现高精度分层，分辨率优于 1cm； 2）使用方便，雷达系统占地面积少，重量较轻，可随意在海堤上操作使用； 3）耗时少，雷达系统具有很高的扫描频率，可达 220 次/秒； 4）地质雷达技术具有高速的数据传输和归档保存能力。 地质雷达检测技术用于探测海堤淤泥厚度及抛填石料，目前处于起步阶段，还需进一步研究。由于淤泥的物理性质可分为若干层，当需要细分不同淤泥层时就比较困难，此时需要结合标定测试数量进行测量。 参考文献 【1】王兴泰.工程与环境物探新技术.地质出版社.1996 【2】莫撼，傅祥麟. 水文地质及工程地质地球物理勘查，北京：原子能出版社，1997 【3】李大心，探地雷达方法与应用，北京，地质出版社，1994
