DB13JT-城鎮(zhèn)道路塌陷隱患探測和風險預警技術(shù)標準

術(shù)語和符號2.1術(shù)語2.1.5脫空常見于混凝土路面、半剛性瀝青路面以及白改黑路面等剛性或半剛性面層下方，一般表現(xiàn)為平面尺寸大于凈空高度的特點，其凈空高度一般小于0.5m。2.1.6通過對省內(nèi)部分城鎮(zhèn)道路管理養(yǎng)護單位調(diào)研，并對省內(nèi)城鎮(zhèn)道路塌陷隱患進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，凈空高度大于0.5m的洞體對道路安全威脅相對更大，處置方式與凈空較小空洞也有所不同。所以，為便于塌陷隱患定性、更好地指導探測和養(yǎng)護工作，對空洞凈空高度按0.5m進行劃分。

3基本規(guī)定3.0.1城鎮(zhèn)道路塌陷隱患是嚴重威脅市民出行的安全隱患，城市地下空間的探測技術(shù)難度高、安全責任大，且得到的探測結(jié)果具有非接觸、非視覺可視的特點，因此，作業(yè)前要盡量充分收集資料，選用最合理的探測方法。3.0.2本條貫徹了國家關(guān)于市政設(shè)施精細化養(yǎng)護的要求，根據(jù)城鎮(zhèn)道路塌陷隱患探測的情形，把探測類型歸納為定期探測、專項探測和應(yīng)急探測，從而制定更精準、更經(jīng)濟、更科學的技術(shù)方案。3.0.3塌陷隱患探測所采用的初測和復測方式對應(yīng)了不同的探測階段，當工作量小時，建議直接采用復測的方式。1初測工作建議對測區(qū)進行全面探測，根據(jù)探測成果、現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果和資料分析結(jié)果，確定重點探測區(qū)域；2重點探測區(qū)包含：歷史事故發(fā)生的區(qū)域、管線密集區(qū)、地面明顯變形區(qū)和初測中發(fā)現(xiàn)的疑似塌陷隱患異常區(qū)域等。3.0.4由于道路塌陷隱患嚴重威脅市民人身和財產(chǎn)安全，而地球物理技術(shù)探測技術(shù)難度高、安全責任大。因此，為規(guī)范探測技術(shù)、保證探測質(zhì)量，應(yīng)該選用具備政府行政許可的檢驗檢測資質(zhì)的單位進行探測作業(yè)。3.0.6城鎮(zhèn)道路下方存在地下管線、國防光纜、人防設(shè)施等保密設(shè)施，為了防止探測到的地下保密信息外泄，應(yīng)該對地下探測數(shù)據(jù)嚴格管理。

4探測分類定期探測4.1.2為了更精準養(yǎng)護，本條參照《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》CJJ36，把定期檢測道路分為重點道路、常規(guī)道路和一般道路三類，并對應(yīng)不同探測周期。專項探測4.2.3本條明確規(guī)定了專項探測的范圍和時間。應(yīng)急探測4.3.5本條規(guī)定了應(yīng)急探測的流程。

5技術(shù)準備5.0.2收集與探測有關(guān)的資料有助于制定更有針對性的探測方案，選擇更有效的探測方法，設(shè)定更好效果的探測參數(shù)。

6探測方法6.1一般規(guī)定6.1.1本標準推薦的地球物理方法包括探地雷達法、高密度電阻率法、瞬態(tài)面波法、地震反射波法和瞬變電磁法，塌陷隱患本身的參數(shù)差異、規(guī)模及現(xiàn)場的實施條件是進行探測工作的前提。1塌陷隱患尺寸相對于其埋藏深度或探測距離應(yīng)具有一定的規(guī)模，以塌陷隱患產(chǎn)生的異常信號能被準確探測和識別為準。一般要求塌陷隱患尺寸相對于其埋藏深度或探測距離之比要大于1：10；2地球物理性質(zhì)差異包括介電差異、電阻率差異、波阻抗差異等；3不同的地球物理方法對探測的實施條件有不同的要求，例如探地雷達法要求避開強電磁干擾、地震方法避開強震干擾等。6.1.3本條規(guī)定了塌陷隱患探測可供選擇的工作方法，敘述了探測方法的應(yīng)用范圍，每種探測方法都有自己的適用條件和適用范圍，針對性地選擇探測方法，可以取得事半功倍的效果。根據(jù)各地區(qū)的地下介質(zhì)介電性質(zhì)差異，探地雷達可探測地下5.0m深度范圍內(nèi)的塌陷隱患，在地下水位較高或介質(zhì)含水量較大時，探地雷達的信號衰減加劇，有效探測深度會減小。在城市塌陷隱患探測中，當要求探測深度不大于5.0m，探測環(huán)境相對簡單時，優(yōu)先采用探地雷達法；當要求探測深度較大時，建議采用探地雷達法探測5.0m以內(nèi)的塌陷隱患，采用其他有效的物探方法探測深部的塌陷隱患，而當探測環(huán)境復雜時，建議采用多種方法進行組合探測。6.2二維探地雷達法6.2.1探地雷達法基于電磁輻射原理探測地下塌陷隱患，如果含水率較高，或土質(zhì)中有鐵磁性物質(zhì)時，會導致塌陷隱患上方介質(zhì)電導率較大，從而影響雷達的輻射效應(yīng)，導致探測深度降低。6.2.2車行道初測時，為保障探測過程安全可靠、探測區(qū)域全面覆蓋、雷達與定位數(shù)據(jù)一致，必須使用車載探地雷達設(shè)備。6.2.3城鎮(zhèn)環(huán)境下，影響探地雷達探測效果的主要因素為天線主頻、地下介質(zhì)特性、環(huán)境干擾因素。地下介質(zhì)特性是固定不可選擇的，天線主頻可以根據(jù)測試結(jié)果合理選擇，環(huán)境干擾可以通過選擇屏蔽型天線降低影響。6.2.8本條對探地雷達法測線的布設(shè)進行了規(guī)定。1在城鎮(zhèn)道路上進行探測時，基于效率和安全性考慮，機動車道采用車輛拖曳形式進行探測，非機動車道采用人工拖拉方式進行探測，所以測線沿車道行進方向進行布設(shè)；3在隧道、管道內(nèi)部進行探測時，考慮到隱患可能位置和探測效率，建議在隧道、管道正上和斜上部位沿軸線布設(shè)測線。6.2.16本條對探地雷達法探測有影響的干擾源分為三類，并列出了一些典型的具體干擾源。6.2.18本條對探地雷達數(shù)據(jù)處理進行了規(guī)定，數(shù)據(jù)處理的目的是壓制干擾、突出有效目標的信號，要根據(jù)干擾類型或需要的處理效果合理選擇數(shù)據(jù)處理方法，也要對數(shù)據(jù)處理參數(shù)有足夠的理解，避免過度處理。6.2.19二維探地雷達探測的塌陷隱患可參考表1進行識別。表1二維探地雷達探測塌陷隱患典型識別特征塌陷隱患波組特征振幅相位與頻譜典型圖譜空洞1近似球形空洞反射波組表現(xiàn)為倒懸雙曲線形態(tài)；2近似方形空洞反射波表現(xiàn)為正向連續(xù)平板狀形態(tài)；3繞射波明顯。整體振幅強，雷達波衰減很慢。1頂部反射波與入射波同向，底部反射波與入射波反向，底部反射不易觀測；2頻率高于背景場。脫空1頂部一般形成連續(xù)反射波組，似平板狀形態(tài)；2多次波、繞射波較明顯。整體振幅強，雷達波衰減很慢。1頂部反射波與入射波同向，底部反射波與入射波反向，底部反射不易觀測；2頻率高于背景場。疏松體嚴重1頂部形成連續(xù)反射波組；2多次波較明顯；3波形結(jié)構(gòu)雜亂，同相軸很不連續(xù)。整體振幅強，衰減很慢。1頂部反射波與入射波同向，底部反射波與入射波反向；2頻率高于背景場。一般1頂部形成連續(xù)反射波組；2多次波不明顯；3波形結(jié)構(gòu)較雜亂，同相軸較不連續(xù)。整體振幅較強，衰減較慢1頂部反射波與入射波同向，底部反射波與入射波反向；2頻率略高于背景場。富水體1頂部形成連續(xù)反射波組；2兩側(cè)繞射波、底部反射波、多次波不明顯。頂部反射波振幅強，衰減很快。1頂部反射波與入射波反向，底部反射波與入射波同向；2頻率低于背景場。6.3三維探地雷達法6.3.1三維探地雷達天線通道數(shù)多，從十幾到幾十通道都有，在寬度不到2m的天線模塊中，每通道的接收天線和發(fā)射天線達不到最佳收發(fā)距離，天線頻率也做不到太低，一般最低頻率到200MHz，基于這兩個原因，三維探地雷達探測深度要小于二維探地雷達，探測深度一般小于3.0m。6.3.7影像記錄設(shè)備安裝在檢測平臺前端目的是記錄道路表面狀況，在數(shù)據(jù)解釋時路面和地下綜合分析；安裝在后端可以實時監(jiān)視檢測設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)檢測過程中發(fā)生的突發(fā)情況；安裝在右側(cè)是為了記錄道路環(huán)境，在發(fā)現(xiàn)塌陷隱患時輔助現(xiàn)場定位。6.3.13三維雷達測線束有固定寬度，數(shù)據(jù)覆蓋率為雷達測線束覆蓋的面積與測區(qū)總面積之比，如果檢測過程控制不當，會造成測線束之間有空隙，此時，數(shù)據(jù)覆蓋率達不到100%。6.3.16三維探地雷達塌陷隱患解譯可以參考表2。6.3.17三維探地雷達地上和地下干擾排除可以參考表3。表2塌陷隱患分類及其三維探地雷達圖譜特征塌陷隱患圖像特征振幅相位與頻譜水平切片順延切片垂直切片空洞不規(guī)則多邊形，反射強度與周圍明顯不連續(xù)倒懸雙曲線形態(tài)或平板狀形態(tài)，兩端繞射波明顯倒懸雙曲線形態(tài)或平板狀形態(tài)，兩端繞射波明顯振幅強頂部反射波與入射波同向，底部反射波與入射波反向；頻率高于背景場脫空不規(guī)則多邊形，反射強度與周圍明顯不連續(xù)倒懸雙曲線形態(tài)或平板狀形態(tài)，兩端繞射波較明顯倒懸雙曲線形態(tài)或平板狀形態(tài)，兩端繞射波較明顯振幅強頂部反射波與入射波同向，底部反射波與入射波反向；頻率高于背景場疏松體嚴重疏松體不規(guī)則多邊形，反射強度與周圍較不連續(xù)平板狀形態(tài)，有輕微繞射波平板狀形態(tài)，有輕微繞射波振幅較強頂部反射波與入射波同向，底部反射波與入射波反向；頻率高于背景場一般疏松體平板狀形態(tài)，繞射波不明顯平板狀形態(tài)，繞射波不明顯振幅略強頂部反射波與入射波同向，底部反射波與入射波反向；頻率高于背景場富水體不規(guī)則多邊形，反射強度與周圍明顯不連續(xù)平板狀形態(tài)，繞射波不明顯平板狀形態(tài)，繞射波不明顯振幅強頂部反射波與入射波反向，底部反射波與入射波同向；頻率低于背景場表3干擾目標分類及其三維探地雷達圖譜特征異常體圖像特征振幅相位與頻譜水平切片順延切片垂直切片金屬管線線狀延伸分布，反射強度與周圍明顯不連續(xù)倒懸雙曲線形態(tài)多次波明顯同相軸連續(xù)多次波明顯振幅強反射波與入射波反向頻率高于背景場非金屬管線線狀延伸分布，反射強度與周圍較不連續(xù)倒懸雙曲線形態(tài)多次波不明顯繞射拖尾短同相軸連續(xù)振幅較強反射波與入射波同向頻率高于背景場燈桿線狀投影倒懸雙曲線形態(tài)繞射拖尾較長倒懸雙曲線一半形態(tài)振幅略強反射波與入射波反向頻率略高于背景場過街天橋條帶狀延伸分布，反射強度與周圍較不連續(xù)倒懸雙曲線形態(tài)多次波明顯繞射拖尾較長同相軸連續(xù)多次波明顯振幅較強反射波與入射波同向頻率高于背景場井蓋圓形亮斑，反射強度與周圍極不連續(xù)從地面開始多次反射極強從地面開始多次反射強烈振幅極強相位不適用頻率高于背景場井室矩形，反射強度與周圍不連續(xù)平板狀形態(tài)繞射拖尾較長平板狀形態(tài)拖尾不明顯振幅較強頂部反射波與入射波同向頻率高于背景場鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格狀分布，反射強度與周圍明顯不連續(xù)密集雙曲線形態(tài)繞射拖尾較長密集雙曲線形態(tài)繞射拖尾較長反射波與入射波同向頻率高于背景場道路分層均勻平面分布同相軸連續(xù)無繞射拖尾同相軸連續(xù)無繞射拖尾反射波與入射波同向頻率略高于背景場箱涵條帶狀延伸分布，反射強度與周圍較不連續(xù)平板狀形態(tài)繞射拖尾較長同相軸連續(xù)多次波明顯振幅較強頂部反射波與入射波同向頻率高于背景場6.4高密度電阻率法6.4.1本條第4款測區(qū)內(nèi)強干擾指的是地下輸電線路、附近的變電站和配電箱等干擾源。6.4.3本條對高密度電阻率法工作布置進行了規(guī)定。1最小電極距建議同預期的水平分辨率相當；排列長度建議大于6倍的最大要求探測深度。6.4.4使用高密度電阻率法探測時，電力管線、配電設(shè)施等產(chǎn)生離散電流會對人工電場形成噪聲干擾，測線附近的低阻體及地下建（構(gòu)）筑物影響人工電場電流的傳導，呈現(xiàn)異常反應(yīng)，需要結(jié)合現(xiàn)場踏勘情況，剔除假異常。本條對城鎮(zhèn)通常環(huán)境下進行高密度電阻率法探測的主要干擾源進行了統(tǒng)計。6.4.5本條對高密度電阻率法的質(zhì)量檢查及評價進行了規(guī)定：4質(zhì)量檢查統(tǒng)計的均方相對誤差的計算公式如下：（2）（3）式中：M——某項目的均方相對誤差；n——某項目的測點個數(shù)；mi——第i個測點的相對誤差；ρai——第i個測點的基本觀測值；ρ′ai——第i個測點的檢查觀測值。6.5瞬態(tài)面波法6.5.2使用瞬態(tài)面波法數(shù)據(jù)采集時，采用的道數(shù)越多，數(shù)據(jù)的精度就越高、頻率成分就越豐富，但提取的頻散曲線是整個排列下的平均效應(yīng)，因此排列不宜過長，一般采用12道~24道即能滿足探測需要。為提高工作效率建議選擇12道進行數(shù)據(jù)采集。但進行有效性實驗時，建議采用24道或更多道數(shù)進行全排列探測，以確定觀測系統(tǒng)的最佳參數(shù)。6.5.3由于塌陷隱患探測需要相對豐富中高頻的面波成分，故建議選擇4Hz~20Hz的檢波器。6.5.5滾動采集的排列、震源等參數(shù)應(yīng)保持不變，必要時可以用多條測線組成測網(wǎng)。測線間距和測點間距相當，以能夠有效控制目標體規(guī)模為原則。6.5.7使用瞬態(tài)面波法探測時，常見的干擾源主要為低頻或中高頻率的震動，某些震動的頻率可能會與面波探測時所需要的頻率相近，且這些干擾是隨機的，數(shù)據(jù)采集時，會與震源所產(chǎn)生的震動一同被檢波器記錄下來，形成噪音干擾或假異常；地下管線、地下人防等地下建（構(gòu)）筑物，也會形成異常反應(yīng)，需要結(jié)合現(xiàn)場踏勘情況，剔除假異常。6.5.8半波長法中的取值0.5，此法認為面波速度代表半個波長深度以上介質(zhì)的平均值，在無其它資料時，可采用此方法。當場地具有已知的地質(zhì)鉆孔資料時，應(yīng)根據(jù)鉆孔資料標定值。視橫波速度，既不是面波的相速度，也不是橫波速度，但可以使得橫波速度在剖面上的變化凸顯出來，極大方便了地層巖性和構(gòu)造變化的有效識別和解釋。而且，經(jīng)實際的各種替換公式試算和實際探測數(shù)據(jù)的檢驗，公式（4）對視橫波的計算結(jié)果也最接近地層橫波速度的真實值。在進行地質(zhì)解釋前，應(yīng)收集盡可能多的已知鉆孔資料和其他物探成果資料，綜合已知因素后再進行地質(zhì)解釋。（4）式中：Vx，i——視橫波速度；Vr，i——面波相速度；ti——時間。6.6地震反射波法6.6.4探測前應(yīng)對所用地震儀、檢波器進行試驗檢查。重點檢查地震儀、檢波器一致性，通過試驗確定工作參數(shù)。采樣間隔是數(shù)據(jù)采集的重要參數(shù)，它與剖面的垂直分辨率有關(guān)。一般來說，采樣間隔越小，地震波形的記錄精度就越高，相應(yīng)的記錄長度??；反之，采樣間隔越大，對地震波形的記錄精度降低，相應(yīng)的記錄長度大。檢波器在水泥或瀝青路面安置時，應(yīng)用橡皮泥、黃油或熟石膏等將檢波器牢固粘于地面或采用鐵靴裝置安置，每個鐵靴的重量宜大于10倍檢波器的重量，以保證耦合良好。6.6.5地震映像探測時，附近的震動，會在數(shù)據(jù)采集時被檢波器記錄下來，形成噪音干擾或假異常；地下管線、地下人防等地下建（構(gòu)）筑物，也會形成異常反應(yīng)，需要結(jié)合現(xiàn)場踏勘情況，剔除假異常。6.7瞬變電磁法6.7.1瞬變電磁法易受到外界干擾影響，不應(yīng)在高壓線等強干擾源、強磁場附近布置，另外由于金屬會對接收信號造成影響，接收端也應(yīng)避免放在金屬物附近。6.7.2本條對瞬變電磁法儀器設(shè)備應(yīng)符合的條件進行了規(guī)定：考慮城鎮(zhèn)環(huán)境復雜性，對發(fā)射電流要求相對較高。6.7.6單點數(shù)據(jù)宜采用相對標準偏差進行數(shù)據(jù)質(zhì)量評價，其相對標準偏差計算公式為：（5）（6）式中：——第次觀測第道原始觀測數(shù)據(jù)；——n次觀測第道原始觀測數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。

7驗證與成因調(diào)查7.1風險驗證7.1.2空洞、脫空是嚴重威脅道路安全的塌陷隱患，對城市安全影響較大，故建議全部驗證。7.1.3驗證點的位置布設(shè)在塌陷隱患的中心部位或異常信號反應(yīng)最強位置，便于揭露塌陷隱患的類型、深度、規(guī)模。7.1.4對采用單一方法探測的塌陷隱患，當現(xiàn)場不具備驗證條件時，選用其他物探方法進行探測，可以從另一個角度增加數(shù)據(jù)解譯結(jié)果的可信度。7.1.5嚴重脫空包括：帶水管道、管溝、井體周邊、非開挖施工區(qū)上方脫空，或面積較大脫空，或與前周期對比新形成的脫空，這些脫空影響和危害較大。

8風險評估與預警8.1一般規(guī)定8.1.1本標