1、地质雷达探测地下管线的应用【摘要】地质雷达在探测地下管线中起着重要的作用，我们只有分析地质雷达的工作原理特点，全面了解地下管线的类别和特点，并对地质雷达的异常解释进行分析，才能更好的做好探测地下管线的工作。 【关键词】 地质雷达；探测;地下管线；应用 中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 城市在建设、扩大规模以及信息化管理的时候,都需要对地下管线进行全面清晰的了解,将雷达技术应用于地下管线的勘探,使之有效的解决管线探查中的很多难题,确保相关施工项目的安全。文章就具体的工程,分析地质雷达在城市地下管线勘探中的应用。 二、地质雷达概况 1、地质雷达工作原理与特点地质雷达（
2、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 106109Hz 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：（一）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；（二）具有良好的抗干扰能力；（三）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；（四）数据采集方便快捷，作业效率高。 2、地质雷达探测工作方法 （一） 、现场踏勘及方法试验 在城市地下管线探测中，由于城市地形条件复杂，浅部地下介质极不均匀，管线布置密集，因此地质雷达探测及解释
3、工作变得相当复杂。针对地下管线的埋设状况，在测区内选择不同种类不同埋深的已知管线进行方法试验，以便了解所使用设备和采用的探测方法的有效性及选择最佳工作参数。同时，通过方法试验，了解各类管线反射异常的形态、规模及波形特征，目标管线所在地段的道路结构、地下介质、及其它管线对目标管线探测的影响。 （二） 、剖面探测 地质雷达探测地下管线采用剖面法，即发射天线和接收天线以固定间隔距离沿测线同步移动探测。在了解探测目标管线大致走向和位置的基础上，选择合适的场地布置测线，标志起始位置，测线方向应垂直目标管线走向。对于管线分支或转折，应在不同管线方向或分支方向布置测线，确定管线位置、走向后采用交汇法定特征点
4、 3、地下管线探测地下管线探测是为了得到关于地下管线的详细信息，包括其平面位置、走向、埋深等资料，从而进行地下管线图绘制，建立地下管网信息系统。 （一） 、地下管线类别与分布 城市地下管线类型一般可以按用途、材质及管形来划分。按用途可大体分为：给水管道；排水管道；燃气管道；热力管道；工业管道；电力管线；电信管线；综合管沟；人防。按材质划分有以下几种类型：金属管道；非金属管道（水泥管道和塑料管道） 。按管形来划分：圆形管道；方形管道；地沟（管沟） 。 地下管线的分布原则为：电力（或电信） 、燃气、工业、给水、雨水与污水管线等按平行次序从建筑物向道路中心分布；电信、工业、电力、燃气、给水、雨水及污
5、水管线由浅入深地垂直分布于道路断面。 （二） 、地下管线探测步骤 1）收集资料收集资料可以提高地下管线的探测效率，避免盲目作业。收集资料也是贯穿整个项目中的、不能省略的过程。需要搜集的资料包括：各种专业管线图；需要探测的管线设计与施工图、竣工图以及其他技术资料；相关人员记录资料；工区内测量资料。 2）现场踏勘根据收集的资料进行实地踏勘，详细调查各条道路地下管线分布情况、车流量、人口密度以及等级控制点的分布情况，为后续技术力量分配和作业方案的确定做准备。 3）仪器检验和方法试验选取典型路段进行仪器检验和方法试验，选取最佳探测方法和仪器设备，以便提高施工效率和质量。仪器检验和方法试验完成后编写仪器
6、检验和方法试验报告。 4）编写技术设计书编写详细的技术设计书是施工过程必要步骤，其内容包括：作业目的、任务、范围；人员组织和设备情况；测区环境分析：包括交通条件、气候条件和地下管线概况；测区地形和测量控制资料分析；地下管线探测：包括方法分析、工作方法和技术要求；地下管线测量：包括控制测量、管线点测量；数据采集与处理方法；地下管线图与成果表；地下管线普查质量管理；遗留问题与解决措施。 5）地下管线探测一般选取 1：500 的地形图进行实地分组分片作业。地下管线探测原则如下：从已知到未知；从简单到复杂；优先选用轻便、有效、快捷、成本低的方法；复杂条件下宜采用多种探测方法以提高精度。 6）数据处理地
7、质雷达在进行数据采集时，除了接收有效反射波外还会接收到各种干扰波。为压制这些干扰波，必须进行数据处理从而提高雷达记录的信噪比和分辨率，为地质雷达资料解释服务。 7）数据解释与管线图绘制根据数据处理结果图及相关资料信息，确定地下管线的位置、形态、结构和属性，并绘制各种地下管线图以及建立与完善地下管网综合管理系统。三、地质雷达异常解释 1、地质雷达反射波组的识别标志 地质雷达是通过位于地表的发射天线在沿测线移动过程中每隔固定距离向地下发射电磁波，由接收天线接收来自地下界面的反射并通过数字采样记录下来，以波形或彩色（灰阶）显示在屏幕上，形成完整的探测雷达剖面图像。在雷达剖面上，来自同一界面的反射波组
8、通常具有以下特性： 同相性：同一波组的相位特征沿剖面基本不变或有缓慢变化，同相轴为一平滑曲线； 相似性：同一波组波形特征基本保持不变； 特定波形特征：同一波组具有特定波形特征，不同波组波形特征差异较大。 根据以上识别标志可以从雷达剖面图像识别来自同一地质界面的反射波组。 2、地下管线异常的基本特征 （一） 、密集埋设管线异常解释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。地质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
9、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。（二） 、地层界面反射干扰异常解释 城市道路基础下土层在未经挖掘的情况下往往保持着原状土的层状结构，不同土层电性特征存在差异，从而在地层界面上产生反射。埋设管位置由于挖掘回填，层状结构被破坏，地层界面反射中断，随之出现向下弯曲的反射波图像。 （三） 、路面层状干扰异常解释 由于道路层状结构影响，雷达剖面记录上常常出现均匀分布水平反射条带，且条带的出现只与路面结构有关，地下不同界面反射与之叠加形成复杂
10、的探测雷达剖面。 （四） 、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。 四、结束语 本文对使用地质雷达探测地下管线原理及工作方法进行了分析，也介绍了使用中出现的异常解释，采用地质雷达方法探测地下管线的效果是明显的，地质雷达具备工作效率高、无损探测及实时地下成像的优点，适合进行城市地下管线探测，它必将成为城市地下管线探测的最有效工具。 参考文献 1张顺东.方成.黄圣株 地质雷达在桩底岩溶探测中的应用 2005 2 王亮 地质雷达在地下管线探测中的应用研究 2005
