某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(yán)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(hù)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(jìn)行類似地段的路基病害探測.而地質(zhì)雷達(dá)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(dá)（GroundPenetratingRadar,簡稱GPR足近年來應(yīng)用于淺層地質(zhì)構(gòu)造、路基路面檢測的一項新技術(shù)，具特點(diǎn)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(diǎn)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(kuò)展。圖1,路面下路基中的缺損檢測圖地質(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(qiáng)度與波形將隨所通過介質(zhì)的電性質(zhì)（如介電常數(shù)Er）工程試驗

3、檢測有限公司及幾何形態(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(dá)接收到信號的大小與雷達(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(dá)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(dá)系

4、統(tǒng)包括硬件（主機(jī)、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(dá)系統(tǒng)（圖2）0在資料的處理上，配備了RADAN6.僚列雷達(dá)軟件，特別針對各種地質(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(jìn)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(jī)，可在施工現(xiàn)場進(jìn)行實

5、時數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，操作平臺可選Windows2000/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16MH*J2.2GHz,本次預(yù)報工作主要選用100MHz400MH尊率的天線；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(dá)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(jìn)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DS吸據(jù)快速采集系統(tǒng)；8 .時基精度

6、：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：466x395x174mm左右，重量：10kg；13 .電源：整個檢測系統(tǒng)只需一個電源系統(tǒng)12VDC11T5VDC14 .具有位置自動伺服系統(tǒng)，便于信號的準(zhǔn)確接收；15 .迭加：可選232768個掃描。（三）地質(zhì)雷達(dá)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(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，配屬100MHz勺屏蔽天線進(jìn)行了探測；雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射器峰值電壓為1000V;采用1.5米天線距，測點(diǎn)距為0.5米；現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集過程中，要求雷達(dá)天線與水平面垂直，發(fā)射與接收天線

7、相互保持平行，位于同一豎直平面內(nèi)，并盡可能與學(xué)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(jī)械設(shè)施盡可能遠(yuǎn)離（離開學(xué)子面30米以外）學(xué)子面，以減少其對地質(zhì)雷達(dá)探測的干擾影響。地質(zhì)雷達(dá)超前探測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，從緩慢到聚變的過程，塌陷是聚變的表現(xiàn)。沒有必然的原因預(yù)示什么末日等。簡單的講主要還是天災(zāi)人禍，人禍多于天災(zāi)！提問者評價我觀察了一些這些塌陷現(xiàn)象，普遍表現(xiàn)為圓形深坑

8、，和施工后期維護(hù)不當(dāng)，或地面自然沉降等關(guān)系不大。5成果解釋路基填筑時全線采用的填料與施工工藝基本相同，因此沿線路走向材質(zhì)應(yīng)該是均勻的，雷達(dá)圖像特征也應(yīng)基本相同即路基介質(zhì)對雷達(dá)波反射形成的同相軸應(yīng)該是連續(xù)的“路基出現(xiàn)病害后，不同填料結(jié)構(gòu)界面破壞、變形口這些病害會引起雷達(dá)波的急劇衰;咸和強(qiáng)烈反射的發(fā)生3在雷達(dá)剖面圖上表現(xiàn)為振幅變化、同相軸不連續(xù)”另外由于病害區(qū)段介質(zhì)電性與周圍明顯不同，在雷達(dá)剖面圖上可能表現(xiàn)為圖像紊亂曾分析雷達(dá)剖面圖像反射波的衰減、同相軸連續(xù)性和波形形狀等，可得到病害類型、位置、范圍.嚴(yán)重程度等信息。51正常剖面由于介質(zhì)的均勻性，正常路基分布區(qū)的雷達(dá)波反射形成的同相軸層序清冊，水平

9、、均勻、連續(xù)，無雜亂較強(qiáng)的反射信號，見圖4所示。圜4正常剖面52空洞異常空洞的形成原因可能是由于初期建設(shè)壓實度不夠或后期其他因素造成，在雷達(dá)剖面上表現(xiàn)為較強(qiáng)反射,反射波組錯斷出現(xiàn)多組反射,且兩端存在弧形繞射，見圖5所示。圖5.空洞異常.nflmtnhifixH5tifttrItimj力53不密實異常不密實區(qū)介質(zhì)通常不均勻j與周圍的介質(zhì)之間存在一定的差異由于土層疏松,較多小孔隙分布或含水量不均勻，在雷達(dá)波形圖中表現(xiàn)為反射波較多、規(guī)模小、不連續(xù)、反射能量強(qiáng)弱變化較大，整個剖面較為縈亂，與正常的雷達(dá)圖象相比層狀同相軸少，與空洞異常相比，兩端的繞射幅度較小,甚至察覺不出，她型不密實異常如圖6所示。圖6

10、.不密實異常54沉陷異常路基沉陷，各結(jié)構(gòu)面將不同程度的下沉，雷達(dá)剖面上的反射界面起伏不平，至5字形，反射波被扭曲,連續(xù)性差，從圖7可見基層已破壞,路基損壞較嚴(yán)重.55管道養(yǎng)病害）異常管道異常特征類似于空洞異常雷達(dá)圖像，但是反射更強(qiáng)，多次波比較明顯，波形更規(guī)則，同相軸更對稱，尺圖8所示。管道異常雖然不屬于病害異常,但是管道附近由于回填壓實度不夠或水管漏水造成回填土的流失,導(dǎo)致管道附近的波形較為紊亂，路基不密實,嚴(yán)重時會形成空洞口M494W3CIitJ21134圜了沉陷異常他0圖E管道異常56鋼筋網(wǎng)酢病害）異常電磁波對鐵磁性的物質(zhì)感應(yīng)特別明顯，鋼筋網(wǎng)異常主要表現(xiàn)為反射強(qiáng)烈，甚至出現(xiàn)多次反射避，鋼筋間隔疏時同相軸呈小見