某市市政道路路基病害探測工作方案

1、*市市政道路路基病害探測工作方案1、市政道路路基概況近年來，全國多地相繼出現(xiàn)路面塌陷等地質(zhì)事件的報道屢見不鮮，究其原因大部分是人為的施工工程后期的遺留影響，如過渡開采地下水，填湖修路，城市管網(wǎng)的失修破損滲水引起路基疏松、路基脫空和路基空洞等，嚴重會引起大面積塌陷。2013年上半年*市市政工程管理處在*市市區(qū)道路養(yǎng)護管理過程中發(fā)現(xiàn)大量路面塌陷下沉地段并及時加以維修處理，形成這些路面塌陷下沉的原因大部分是因為管道破損引起水滲漏而沖刷路基引起路基疏松、脫空，從而使得路面下凹，甚至塌陷。為防患于未然，應(yīng)進行類似地段的路基病害探測.而地質(zhì)雷達正是探測路基病害最有效的手段之一。2、路基病害探測技術(shù)方法地質(zhì)

2、雷達(Ground Penetrating Radar，簡稱GPR)是近年來應(yīng)用于淺層地質(zhì)構(gòu)造、路基路面檢測的一項新技術(shù)，其特點是快速、無損、連續(xù)檢測，并以實時成象方式顯示地下結(jié)構(gòu)剖面，使探測結(jié)果一目了然，分析、判讀直觀方便。因探測精度高、樣點密、工作效率高而倍受關(guān)注。隨著該項技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展。圖1，路面下路基中的缺損檢測圖地質(zhì)雷達方法是一種用于確定地下介質(zhì)分布變化的廣譜電磁波技術(shù)。如圖1所示，利用一個天線向地下發(fā)射無載波電磁脈沖，另一個天線接收由地下不同介質(zhì)界面反射的回波，利用電磁波在巖體介質(zhì)中傳播時，其路徑、電磁場強度與波形將隨所通過介質(zhì)的電性質(zhì)(如介電常數(shù)Er)

3、及幾何形態(tài)的變化差異，根據(jù)接收到的回波旅行時間、幅度和波形等信息，來探測路基疏松、路基脫空和路基空洞等路基病害。在實際的外業(yè)施工過程中，因為市政路基路面下方地下管網(wǎng)縱橫交錯，地下介質(zhì)變化較為復(fù)雜，影響因素眾多， 可以看出，雷達接收到信號的大小與雷達天線的特性、地層的衰減、目標體的深度和反射特征以及雷達的工作頻率和發(fā)射功率均有關(guān)系。在儀器性能和地下介質(zhì)一定的情況下，探測深度取決于工作頻率選擇及地層的衰減系數(shù)。一般天線頻率越高，則探測深度越淺，分辨率越高；天線頻率越低，則探測深度越深，分辨率越低。因此，地質(zhì)雷達技術(shù)存在著探測深度與分辨率的取舍或優(yōu)選問題。（二）儀器設(shè)備及技術(shù)參數(shù)地質(zhì)雷達系統(tǒng)包括硬件

4、（主機、天線、傳輸電纜等）和軟件（現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、后處理等）兩大部分。本次投入的設(shè)備為美國產(chǎn)SIR系列地質(zhì)雷達系統(tǒng)（圖2）。在資料的處理上，配備了RADAN6.6系列雷達軟件，特別針對各種地質(zhì)異常情況可以進行多道平均，同相軸追蹤，信號偏移，希爾波特變換，褶積與反褶積的濾波變換，傅立葉變換，強制增益變化等等一系列的手段，可以最大程度的保證資料處理的可辨讀性；SIR系列地質(zhì)雷達屬工程現(xiàn)場非破壞性的高頻電脈沖全數(shù)字化地面探測系統(tǒng)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：1雙通道實時數(shù)字采集處理器，可同時記錄2個通道的數(shù)據(jù)，并可同時進行4組數(shù)據(jù)后處理。自帶軍品級全金屬外殼筆記本計算機，可在施工現(xiàn)場進行實時數(shù)據(jù)采集和

5、數(shù)據(jù)處理，操作平臺可選Windows 2000/NT/XP。2. 主機可適配所有高中低頻的各類雷達天線，頻率范圍從16MHz到2.2GHz，本次預(yù)報工作主要選用100MHZ，400MHZ頻率的天線； 3. 顯示方式：實時彩顯，彩色/灰階行掃描，變面積/波形顯示，線性掃描方式中可使用256種色源來表示信號的幅度和極性； 4. 采樣率可達5ps； 5. 量程增益范圍：-20100dB，自動或用戶可選；增益曲線分段可以從18進行選擇，本次工作隨不同情況動態(tài)選??； 6. 濾波器：自動或用戶可選；包括垂直時間域濾波和水平濾波； 7. 掃描速率：每秒2800次掃描可選，具有DSP數(shù)據(jù)快速采集系統(tǒng)； 8.

6、時基精度：0.02% ；9. 信噪比：> 110dB； 10. 動態(tài)范圍：120dB； 11. 記錄長度：自動或用戶可選，08000ns； 12. 尺寸：466 x 395 x 174mm左右，重量：10kg； 13. 電源：整個檢測系統(tǒng)只需一個電源系統(tǒng)12VDC，1115VDC；14. 具有位置自動伺服系統(tǒng)，便于信號的準確接收； 15. 迭加：可選232768個掃描。（三）地質(zhì)雷達探測方法與技術(shù)現(xiàn)場探測采用GSSI公司生產(chǎn)的SIR- 20地質(zhì)雷達進行數(shù)據(jù)采集，配屬100MHZ的屏蔽天線進行了探測；雷達系統(tǒng)發(fā)射器峰值電壓為1000V；采用1.5米天線距，測點距為0.5米；現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集過程中，要求雷達天線與水平面垂直，發(fā)射與接收天線相互保持平行，位于同一豎直平面內(nèi)，并盡可能與掌子面貼近。實際探測時要求隧道內(nèi)施工的臺車等較大型機械設(shè)施盡可能遠離（離開掌子面30米以外）掌子面，以減少其對地質(zhì)雷達探測的干擾影響。地質(zhì)雷達超前探測資料的處理主要包括：零飄校正、增益補償、頻譜分析、濾波處理、及時間深度轉(zhuǎn)換等流程。城市里的塌陷大部分原因是人為的施工工程后期的遺留影響，如過渡開采地下水，填湖修路等。野外的主要是地質(zhì)災(zāi)害，泥石流，洪水等造成的潛在破壞，表現(xiàn)在內(nèi)應(yīng)力的釋放過程