地下空洞探測(cè)解決方案公布于

-01-0713:34

1.地下空洞的探測(cè)目的通過車載式雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)或便攜式探地雷達(dá)，定時(shí)對(duì)道路重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行地毯式普查探測(cè)，提前發(fā)現(xiàn)隱伏在地下的危險(xiǎn)空洞隱患，提前預(yù)警，在災(zāi)害發(fā)生前及時(shí)采用方法處治除險(xiǎn)，防患于未然，避免地下空洞事故的發(fā)生。

2.

地下空洞探測(cè)根據(jù)的原則規(guī)范（1）《都市工程地球物理探測(cè)規(guī)范》(CJJ7-)；（2）《公路工程物探規(guī)程》（JTG/TC22-）；（3）《地質(zhì)災(zāi)害防治工程監(jiān)理規(guī)范》(Dz／10222-)；（4）《衛(wèi)星定位都市測(cè)量規(guī)范》（CJJT73-）；（5）其它現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及原則。3.

地下空洞災(zāi)害現(xiàn)狀近年來，隨著都市建設(shè)的快速發(fā)展，各都市城區(qū)頻繁發(fā)生地下空洞災(zāi)害事故，造成了重大的生命財(cái)產(chǎn)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響。災(zāi)害事故的調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明，地下空洞重要發(fā)生在以下重點(diǎn)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)及其周邊影響區(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邊影響地區(qū)；（4）地下溶洞發(fā)育地區(qū)。由于地下管線大多位于都市道路下方區(qū)域，并且道路交通動(dòng)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(diǎn)區(qū)域的道路范疇內(nèi)。4.地下空洞探測(cè)的原理和技術(shù)4.1

探測(cè)技術(shù)對(duì)于引發(fā)坍塌災(zāi)害事故的道路下方隱伏的空洞進(jìn)行探測(cè)作業(yè)，由于交通繁忙，環(huán)境干擾大，慣用的工程物探辦法，如高密度電法、淺層地震法、瞬變電磁法等難于施展，難以避免都市地上和地下空間的多個(gè)干擾因素，應(yīng)用效果較差，成本高，速度慢，難以大范疇?wèi)?yīng)用。探地雷達(dá)含有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施方便、抗外部環(huán)境干擾、作業(yè)快速便捷、探測(cè)效率高，分辨率高、實(shí)施成本低廉等優(yōu)勢(shì)，成為道路塌陷災(zāi)害普查探測(cè)的首選技術(shù)手段和唯一現(xiàn)實(shí)可行的辦法，同時(shí)探地雷達(dá)也是唯一在國內(nèi)外都市地下空洞普查探測(cè)的工程實(shí)踐中大量應(yīng)用并獲得成功的工程物探辦法。4.2

地下空洞的探測(cè)原理探地雷達(dá)（GroundPenetratingRadar，GPR）是中淺層目的體的有效探測(cè)設(shè)備，采用電磁波辦法探測(cè)含有電性差別的兩種地下介質(zhì)的分界面。GPR探測(cè)運(yùn)用反射、速度測(cè)距、層析成像等三種基本辦法：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別的兩種介質(zhì)的分界面（地層界面或目的體）產(chǎn)生反射波，接受天線可接受統(tǒng)計(jì)反射波的波形、振幅及達(dá)成時(shí)刻（雙程走時(shí)），并以雷達(dá)圖象的方式顯示探測(cè)成果；根據(jù)測(cè)量的雙程走時(shí)和波速計(jì)算出目的體深度；持續(xù)測(cè)量測(cè)線各點(diǎn)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的體的特性。目的體與周邊土壤介質(zhì)有足夠的電性差別（導(dǎo)電性及介電性），就會(huì)產(chǎn)生反射波。不同形狀的目的體的反射波形含有不同的特性。由于空氣的介電常數(shù)為1、周邊土壤的介電常數(shù)約為9，地下空洞與周邊土壤的介電常數(shù)差別明顯，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(cè)出地下空洞。當(dāng)電磁波通過正常土層與土體缺點(diǎn)的交界面時(shí)，必然發(fā)生較強(qiáng)的反射，從而能夠根據(jù)反射波圖像特性來擬定土體缺點(diǎn)的平面位置、埋深、分布范疇等特點(diǎn)。只要地下管線、土體疏松、空洞等地下目的體與周邊土層之間存在足夠的電性差別就能被探地雷達(dá)發(fā)現(xiàn)。地下空洞的波形特性體現(xiàn)為：（1）

本應(yīng)持續(xù)的地層同相反射波組出現(xiàn)中斷、不持續(xù)現(xiàn)象；（2）

由于內(nèi)充空氣，空洞中的反射波強(qiáng)度變?nèi)酰踔撩摽詹糠值姆瓷洳ńM消失；（3）

空洞與周邊地層的反射波組特性差別明顯。

5.地下空洞探測(cè)的設(shè)備

普通地，地下空洞探測(cè)雷達(dá)采用200～400MHz屏蔽天線，其水平分辨率可達(dá)成0.05-0.2m，對(duì)于地下空洞的最小分辨率為0.2×0.2×0.2m，探測(cè)深度普通為3.0-6.0m，可探測(cè)頂面深度不大于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(cè)。

便攜式探地雷達(dá)是傳統(tǒng)的人工探測(cè)模式，普通采用200-400MHz單天線探地雷達(dá)，探測(cè)速度慢，合用于小面積的地下空洞探測(cè)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(cè)寬度3.75m，探測(cè)巡航速度每小時(shí)10-20公里，可對(duì)地下隱伏空洞進(jìn)行多天線的多點(diǎn)同時(shí)聯(lián)合掃描和測(cè)量，普通用于大面積的地下空洞普查。

4.地下空洞探測(cè)實(shí)施方案4.1

地下空洞探測(cè)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(chǎng)踏查，掌握普查探測(cè)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(cè)作業(yè)、數(shù)據(jù)成果分析解決的參考和根據(jù)。4.3

探測(cè)方案擬定探測(cè)工作目的和作業(yè)原則、普查探測(cè)工作人員機(jī)構(gòu)組織、儀器設(shè)備配備、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)綱程、質(zhì)量保障方法、安全文明作業(yè)保障方法、普查探測(cè)成果格式和原則等。4.4

測(cè)線布置根據(jù)普查探測(cè)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)狀況，設(shè)計(jì)布置探測(cè)線?；驹瓌t為按車道進(jìn)行探測(cè)線布設(shè)，采用車載式探地雷達(dá)可在單個(gè)車道上同時(shí)同時(shí)完畢四條測(cè)線的探測(cè)，可對(duì)車道完全覆蓋；采用便攜式探地雷達(dá)對(duì)單個(gè)車道需布置兩條測(cè)線，基本覆蓋車道。對(duì)于人行步道等個(gè)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(bǔ)充探測(cè)。4.5

現(xiàn)場(chǎng)普查探測(cè)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(cè)現(xiàn)場(chǎng)，以每小時(shí)10-20公里的巡航探測(cè)速度，逐車道對(duì)道路地下隱伏的空洞進(jìn)行地毯式全覆蓋普查探測(cè)，通過車載大型雷達(dá)天線陣列對(duì)地下目的進(jìn)行多點(diǎn)聯(lián)合探測(cè)和測(cè)量，發(fā)現(xiàn)空洞隱患并對(duì)其位置、深度、延展范疇進(jìn)行精確測(cè)定。對(duì)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(bǔ)充探測(cè)。4.6

數(shù)據(jù)解決與成果評(píng)價(jià)普查探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)外業(yè)工作獲得的探測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)多信息分析判讀，對(duì)其中的空洞隱患異常點(diǎn)位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加密復(fù)核探測(cè)掃查加以認(rèn)定和擬定，根據(jù)危險(xiǎn)和危害程度不同綜合評(píng)價(jià)后進(jìn)入普查探測(cè)成果報(bào)告。4.7

成果報(bào)告通過復(fù)核確認(rèn)的普查探測(cè)數(shù)據(jù)，通過綜合評(píng)價(jià)后形成普查探測(cè)成果報(bào)告，報(bào)告內(nèi)容涉及地下空洞隱患的位置、深度、范疇、雷達(dá)圖像、災(zāi)害評(píng)價(jià)和處治建議等。5.工程案例下列