某市市政道路路基病害探測(cè)工作方案

1、*市市政道路路基病害探測(cè)工作方案1、市政道路路基概況近年來(lái)，全國(guó)多地相繼出現(xiàn)路面塌陷等地質(zhì)事件的報(bào)道屢見(jiàn)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(guò)渡開(kāi)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(yán)重會(huì)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(hù)管理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)大量路面塌陷下沉地段并及時(shí)加以維修處理，形成這些路面塌陷下沉的原因大部分是因?yàn)楣艿榔茡p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(jìn)行類似地段的路基病害探測(cè).而地質(zhì)雷達(dá)正是探測(cè)路基病害最有效的手段之一。2、路基病害探測(cè)技術(shù)方法地質(zhì)

2、雷達(dá)(Ground Penetrating Radar，簡(jiǎn)稱GPR)是近年來(lái)應(yīng)用于淺層地質(zhì)構(gòu)造、路基路面檢測(cè)的一項(xiàng)新技術(shù)，其特點(diǎn)是快速、無(wú)損、連續(xù)檢測(cè)，并以實(shí)時(shí)成象方式顯示地下結(jié)構(gòu)剖面，使探測(cè)結(jié)果一目了然，分析、判讀直觀方便。因探測(cè)精度高、樣點(diǎn)密、工作效率高而倍受關(guān)注。隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。圖1，路面下路基中的缺損檢測(cè)圖地質(zhì)雷達(dá)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(gè)天線向地下發(fā)射無(wú)載波電磁脈沖，另一個(gè)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(shí)，其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨所通過(guò)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(shí)間、幅度和波形等信息，來(lái)探測(cè)路基疏松、路基脫空和路基空洞等路基病害。在實(shí)際的外業(yè)施工過(guò)程中，因?yàn)槭姓坊访嫦路降叵鹿芫W(wǎng)縱橫交錯(cuò)，地下介質(zhì)變化較為復(fù)雜，影響因素眾多， 可以看出，雷達(dá)接收到信號(hào)的大小與雷達(dá)天線的特性、地層的衰減、目標(biāo)體的深度和反射特征以及雷達(dá)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(cè)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(cè)深度越淺，分辨率越高；天線頻率越低，則探測(cè)深度越深，分辨率越低。因此，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)存在著探測(cè)深度與分辨率的取舍或優(yōu)選問(wèn)題。（二）儀器設(shè)備及技術(shù)參數(shù)地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)包括硬件

4、（主機(jī)、天線、傳輸電纜等）和軟件（現(xiàn)場(chǎng)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(guó)產(chǎn)SIR系列地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)（圖2）。在資料的處理上，配備了RADAN6.6系列雷達(dá)軟件，特別針對(duì)各種地質(zhì)異常情況可以進(jìn)行多道平均，同相軸追蹤，信號(hào)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(qiáng)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(dá)屬工程現(xiàn)場(chǎng)非破壞性的高頻電脈沖全數(shù)字化地面探測(cè)系統(tǒng)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：1雙通道實(shí)時(shí)數(shù)字采集處理器，可同時(shí)記錄2個(gè)通道的數(shù)據(jù)，并可同時(shí)進(jìn)行4組數(shù)據(jù)后處理。自帶軍品級(jí)全金屬外殼筆記本計(jì)算機(jī)，可在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和

5、數(shù)據(jù)處理，操作平臺(tái)可選Windows 2000/NT/XP。2. 主機(jī)可適配所有高中低頻的各類雷達(dá)天線，頻率范圍從16MHz到2.2GHz，本次預(yù)報(bào)工作主要選用100MHZ，400MHZ頻率的天線； 3. 顯示方式：實(shí)時(shí)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(lái)表示信號(hào)的幅度和極性； 4. 采樣率可達(dá)5ps； 5. 量程增益范圍：-20100dB，自動(dòng)或用戶可選；增益曲線分段可以從18進(jìn)行選擇，本次工作隨不同情況動(dòng)態(tài)選??； 6. 濾波器：自動(dòng)或用戶可選；包括垂直時(shí)間域?yàn)V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(shí)基精度：0.02% ；9. 信噪比：> 110dB； 10. 動(dòng)態(tài)范圍：120dB； 11. 記錄長(zhǎng)度：自動(dòng)或用戶可選，08000ns； 12. 尺寸：466 x 395 x 174mm左右，重量：10kg； 13. 電源：整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)只需一個(gè)電源系統(tǒng)12VDC，1115VDC；14. 具有位置自動(dòng)伺服系統(tǒng)，便于信號(hào)的準(zhǔn)確接收； 15. 迭加：可選232768個(gè)掃描。（三）地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)方法與技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)采用GSSI公司生產(chǎn)的SIR- 20地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，配屬100MHZ的屏蔽天線進(jìn)行了探測(cè)；雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射器峰值電壓為1000V；采用1.5米天線距，測(cè)點(diǎn)距為0.5米；現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，要求雷達(dá)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(shí)際探測(cè)時(shí)要求隧道內(nèi)施工的臺(tái)車等較大型機(jī)械設(shè)施盡可能遠(yuǎn)離（離開(kāi)掌子面30米以外）掌子面，以減少其對(duì)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的干擾影響。地質(zhì)雷達(dá)超前探測(cè)資料的處理主要包括：零飄校正、增益補(bǔ)償、頻譜分析、濾波處理、及時(shí)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(guò)渡開(kāi)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(guò)程