地下空洞探測解決方案[優(yōu)選材料]

1、地下空洞探測解決方案發(fā)布于2015-01-07 13:341.地下空洞的探測目的通過車載式雷達(dá)探測系統(tǒng)或便攜式探地雷達(dá)，定期對道路重點區(qū)域進(jìn)行地毯式普查探測，提前發(fā)現(xiàn)隱伏在地下的危險空洞隱患，提前預(yù)警，在災(zāi)害發(fā)生前及時采取措施處治除險，防患于未然，避免地下空洞事故的發(fā)生。2.地下空洞探測依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（1）城市工程地球物理探測規(guī)范(CJJ7-2007)；（2）公路工程物探規(guī)程（JTG/T C22-2009）；（3）地質(zhì)災(zāi)害防治工程監(jiān)理規(guī)范(Dz10222-2006)；（4）衛(wèi)星定位城市測量規(guī)范（CJJT73-2010）；（5）其它現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)程、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。3.地下空洞災(zāi)害現(xiàn)狀近年來，隨著城市

2、建設(shè)的快速發(fā)展，各城市城區(qū)頻繁發(fā)生地下空洞災(zāi)害事故，造成了重大的生命財產(chǎn)損失和嚴(yán)重的社會影響。災(zāi)害事故的調(diào)查統(tǒng)計表明，地下空洞主要發(fā)生在如下重點區(qū)域：（1）管線（特別是帶水管線）密集區(qū)、暗渠集中區(qū)，老化管線、滲漏管線集中區(qū)；（2）深基坑施工地區(qū)及其周圍影響區(qū)域。管線（特別是帶水管線）密集區(qū)、暗渠集中區(qū)，老化管線、滲漏管線集中區(qū)；（3）地鐵軌道交通工程施工沿線及其周圍影響地區(qū)；（4）地下溶洞發(fā)育地區(qū)。由于地下管線大多位于城市道路下方區(qū)域，并且道路交通動荷載直接加劇了坍塌災(zāi)害的發(fā)育發(fā)展，因此，絕大多數(shù)的地下空洞災(zāi)害事故都發(fā)生在上述重點區(qū)域的道路范圍內(nèi)。4.地下空洞探測的原理和技術(shù)4.1探測技術(shù)對于

3、引起坍塌災(zāi)害事故的道路下方隱伏的空洞進(jìn)行探測作業(yè)，由于交通繁忙，環(huán)境干擾大，常用的工程物探方法，如高密度電法、淺層地震法、瞬變電磁法等難于施展，難以避免城市地上和地下空間的各種干擾因素，應(yīng)用效果較差，成本高，速度慢，難以大范圍應(yīng)用。探地雷達(dá)具有現(xiàn)場實施方便、抗外部環(huán)境干擾、作業(yè)快速便捷、探測效率高，分辨率高、實施成本低廉等優(yōu)勢，成為道路塌陷災(zāi)害普查探測的首選技術(shù)手段和唯一現(xiàn)實可行的方法，同時探地雷達(dá)也是唯一在國內(nèi)外城市地下空洞普查探測的工程實踐中大量應(yīng)用并取得成功的工程物探方法。4.2地下空洞的探測原理探地雷達(dá)（Ground Penetrating Radar，GPR）是中淺層目標(biāo)體的有效探測

4、設(shè)備，采用電磁波方法探測具有電性差異的兩種地下介質(zhì)的分界面。GPR探測利用反射、速度測距、層析成像等三種基本方法：發(fā)射天線在地面以寬頻帶短脈沖的形式向地下發(fā)射高頻電磁波，入射波在存在介電性差異的兩種介質(zhì)的分界面（地層界面或目的體）產(chǎn)生反射波，接收天線可接收記錄反射波的波形、振幅及到達(dá)時刻（雙程走時），并以雷達(dá)圖象的方式顯示探測結(jié)果；根據(jù)測量的雙程走時和波速計算出目標(biāo)體深度；連續(xù)測量測線各點的反射波，形成雷達(dá)圖像。探地雷達(dá)以反射波波形的形式來反映地下目標(biāo)體的特征。目標(biāo)體與周圍土壤介質(zhì)有足夠的電性差異（導(dǎo)電性及介電性），就會產(chǎn)生反射波。不同形狀的目標(biāo)體的反射波形具有不同的特征。由于空氣的介電常數(shù)為

5、1、周圍土壤的介電常數(shù)約為9，地下空洞與周圍土壤的介電常數(shù)差異明顯，能夠在兩者交界面處產(chǎn)生明顯的反射波，因此探地雷達(dá)能夠有效探測出地下空洞。當(dāng)電磁波經(jīng)過正常土層與土體缺陷的交界面時，必然發(fā)生較強的反射，從而可以根據(jù)反射波圖像特征來確定土體缺陷的平面位置、埋深、分布范圍等特點。只要地下管線、土體疏松、空洞等地下目標(biāo)體與周圍土層之間存在足夠的電性差異就能被探地雷達(dá)發(fā)現(xiàn)。地下空洞的波形特征表現(xiàn)為：（1）本應(yīng)連續(xù)的地層同相反射波組出現(xiàn)中斷、不連續(xù)現(xiàn)象；（2）由于內(nèi)充空氣，空洞中的反射波強度變?nèi)?，甚至脫空部分的反射波組消失；（3）空洞與周圍地層的反射波組特征差異明顯。5.地下空洞探測的設(shè)備一般地，地下空

6、洞探測雷達(dá)采用200400MHz屏蔽天線，其水平分辨率可達(dá)到0.05-0.2m，對于地下空洞的最小分辨率為0.20.20.2m，探測深度一般為3.0-6.0m，可探測頂面深度小于6m的地下空洞。地下空洞可采用車載式和便攜式兩種探地雷達(dá)來進(jìn)行探測。便攜式探地雷達(dá)是傳統(tǒng)的人工探測模式，一般采用200-400MHz單天線探地雷達(dá)，探測速度慢，適用于小面積的地下空洞探測以及地下空洞詳查和確認(rèn)。車載式地下空洞災(zāi)害預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)，采用大型雷達(dá)天線陣列技術(shù)，有效探測寬度3.75m，探測巡航速度每小時10-20公里，可對地下隱伏空洞進(jìn)行多天線的多點同步聯(lián)合掃描和測量，一般用于大面積的地下空洞普查。4.地下空洞探

7、測實施方案4.1地下空洞探測工作流程4.2背景資料調(diào)研通過檔案資料調(diào)研和現(xiàn)場踏查，掌握普查探測作業(yè)區(qū)域內(nèi)的地層地質(zhì)、地下管線、地鐵等地下工程施工、深基坑施工、地下人防工程、地下構(gòu)筑物的信息資料，作為普查探測作業(yè)、數(shù)據(jù)成果分析處理的參考和依據(jù)。4.3探測方案確定探測工作目標(biāo)和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、普查探測工作人員機構(gòu)組織、儀器設(shè)備配置、現(xiàn)場作業(yè)綱程、質(zhì)量保障措施、安全文明作業(yè)保障措施、普查探測成果格式和標(biāo)準(zhǔn)等。4.4 測線布置依據(jù)普查探測區(qū)域現(xiàn)場情況，設(shè)計布置探測線?；驹瓌t為按車道進(jìn)行探測線布設(shè)，采用車載式探地雷達(dá)可在單個車道上同步同時完成四條測線的探測，可對車道完全覆蓋；采用便攜式探地雷達(dá)對單個車道需布

8、置兩條測線，基本覆蓋車道。對于人行步道等個別不適合車載雷達(dá)系統(tǒng)作業(yè)的區(qū)域可通過隨車配備的 便攜式探地雷達(dá)補充探測。4.5現(xiàn)場普查探測作業(yè)車載式地下空洞災(zāi)害預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)入普查探測現(xiàn)場，以每小時10-20公里的巡航探測速度，逐車道對道路地下隱伏的空洞進(jìn)行地毯式全覆蓋普查探測，通過車載大型雷達(dá)天線陣列對地下目標(biāo)進(jìn)行多點聯(lián)合探測和測量，發(fā)現(xiàn)空洞隱患并對其位置、深度、延展范圍進(jìn)行準(zhǔn)確測定。對于人行步道等不適合車載雷達(dá)系統(tǒng)作業(yè)的區(qū)域，采用隨車配備的便攜式探地雷達(dá)可進(jìn)行人工方式的補充探測。4.6數(shù)據(jù)處理與結(jié)果評價普查探測現(xiàn)場外業(yè)工作取得的探測數(shù)據(jù)，經(jīng)多信息分析判讀，對其中的空洞隱患異常點位進(jìn)行現(xiàn)場加密復(fù)核探測掃查加以認(rèn)定和確定，根據(jù)危險和危害程度不同綜合評價后進(jìn)入普查探測成果報告。4.7成果報告經(jīng)過復(fù)核確認(rèn)的普查探測數(shù)據(jù)，通過綜合評價后形成