工程探测中雷达技术的适用性

工程探测中雷达技术的适用性挖地雷达在岩土工程勘察中的应用实例（一）苏丹喀士穆炼油厂的应用实例苏丹喀士穆炼油厂所处的地理环境为沙漠性气候，常年高温，空气湿 度低。地处高原，炼油厂附近是开阔的戈壁滩，地形平坦。该地区的 地层主要是前寒武系的变质岩系列地层，并且侵入岩与变质岩相互交 错，使得岩性的分布情况变得十分复杂。为弄清楚炼油厂地区基岩的 分布情况，以及查明构造破碎带的规模，相关人员实行了勘察。首先 勘察人员在东西方向设置了 9条霍达测线，南北方向设置了 7条霍达 测线，一共16条测线。测线的交点处用来钻孔，这样分布霍达测线就 提升了钻孔效率，将原本的500个钻孔减少为63个钻孔，大大节约了 人力物力。经过试用挖地雷达技术勘察后，一共探测到了 16条剖面， 经过度析，大致上能够分析出炼油厂地区的基岩的分布情况。如前文 所说，侵入岩与变质岩相互交错，所以在雷达的不同区段上反映的反 射线强度差异较大，分析时要尽可能节选测线典型的区段来实行。这 里节选1号测线和2号测线实行简要举例分析。1号测线：在测线的 60110m范围，最浅2.6m，最深4.2m；在测线的220m310m范围内， 根据雷达上的反射线可分析出强风化带面起伏较大；在测线的0至30m 范围内，在深度1.7m以下探测到了强风化岩石；而在测线的180 270m范围内，因为雷达波形反射十分强烈，能够由此推测在深度7m以 下存有闪长岩。2号测线：整体分析岩面起伏不大，比较平缓。在测线 390425m内，分析在地面7m以下可能存有中风化岩石，雷达显示的 波线表现为反射强烈，主轴附近较周围介质连续性很差。测线515m附 近探测发现有缓倾破碎带。（二）GPR技术在路基路面工程中的应用实例在路基路面工程中，以前主要以钻孔取芯的方法来实行勘查，但是这 种措施的局限性非常大。经过长时间的使用后，容易出现很多问题， 比如路面隆起、破损等，严峻时需要封路实行整修或者重建。重修前， 需要了解砼板的破坏水准、路面基层的构造、路基土是否过湿、路面 各结构层厚度等相关信息。因为高级公路对路基路面的要求较高，以 前的老方法对路面容易造成很严峻的破坏，但是挖地雷达技术因为使 用的是电磁波，不但分辨率高，而且对路面没有任何损害。应用在路 基路面工程中能够准确探测出公路的平坦度、路基病害、路基密度等 情况。这样能够为路面的保养、重修等工程提供有效而且准确的参考 数据。（三）GPR技术在桩基工程中的应用实例随着社会城市化的提升，城市高楼、高层建筑以及桥梁等工程在城市 中越来越普遍。在这些工程的基础中也越来越多地应用到了桩基础。 在建设高层建筑前，需要全面详细地了解建筑位置附近的地质环境。 桩基工程之所以采纳GPR技术来探测，是因为钻探取样等以往的探测 方法既无法探测出桩基工程在施工中故障的成因分析，也无法探测出 桩基的长度，在探测桩身垂直度和持力层的位置等情况的时候效果也 达不到要求。而且传统的钻探法也无法准确获得大面积范围内的地下 岩石分布。利用GPR技术检测桩基础时，主要检测以下几个方面：工 程中桩基的承载力是否达标、桩基本身的结构强度、桩基的结构完整 性。而GPR技术因为其准确、无损的特点在桩基工程占据了独特的优 势。近来，部分科学家在瑞士的喀斯特地貌地区实行的实验就充分证 明GPR技术在探测中的良好效果。中国方面，科研人员在深圳、厦门 等沿海城市利用GPR技术勘察孤石、土洞等地下介质时也取得非常显 著的效果，进步很大。（四）GPR技术在隧道工程中的应用实例随着近年来隧道工程的兴起，因为具有高效无损等优越性的GPR技术 也开始在隧道工程中应用了。在实际工程施工中，挖地雷达技术应用 十分广泛。既能够用来探测隧道工程附近的地质条件，也能够能够起 到地质灾害的提前预报，极大地提升了工程施工的安全性。除此之外， 挖地雷达技术在施工期间还能够准确检查隧道结构的质量、探查隧道 的病害等。在隧道的施工选址、施工、最后到竣工运营，随处能够见 到挖地雷达技术的身影。当前，我国的城市化建设还没有达到外国部 分国家的高度，隧道工程等起步较晚，经验不足，挖地雷达技术的应 用还仅仅局限在隧道检测方面。但是在公路、铁路隧道工程的病害探 测方面也积存了部分经验，并且对这方面技术研究的投入也在持续增 加，相信在不久的将来，我国在这方面也能走到世界技术的前列。提升探地雷达剖面分辨率方法的应用探地雷达剖面分辨率与探测深度相关，当深度达到一定水准后，剖面 分辨率会降低。在现代工程中，主要利用小波变换的多分辨和局部时 频特性，将信号中的低频成分过滤掉，保护高频成分。提升剖面分辨 率后能够更加有效地反应探测信息。某工程在沪宁线铁路实行探测时， 采样480个点，检测出的剖面图分辨率较低，能够看到三层界面，分 别在道碴表面层以下0.35m、0.50m和1.00m处，后经开挖得出 0.00m0.50m左右是道碴层，0.50m1.00m为基床表层填土，1.00m 为基床底层粘土顶层。在0.35m处存有一个很薄的砂垫层，因为厚度 很薄（只有0.1m左右），所以在雷达图像上表现为只有一个连体的雷 达反射波。利用db4小波实行高通波和去噪后，剖面图像的对称性增 强很多，能够准确地实行计算和分析，在剖面图中能够清楚地看到 0.35m处砂垫层的上、下界面清楚可见，砂垫层已经被翻浆冒泥所破坏， 而且能够清楚地看到翻冒通道，如256道、290道处。结语从近年来岩土工程勘察的资料中能够很容易看到，通过挖地雷达技术 获得资料和数据都有极大的准确性和可比性。挖地雷达技术的广泛应 用，使得岩土工程勘察相比从前实行得更顺利、完成得也更轻松。使 岩土工程勘察真正做到了有的放矢，不管是在经济上还是在工程施工 效率上都有了很大的提升。而且利用挖地雷达技术在实行勘查探测时， 能够获得各类岩土的高分辨率图像，这样不但能够更加准确的探测到 工程附近的地质环境，也有利于各类岩土的科学研究，这也从另一个 方面说明了挖地雷达技术还有更加广泛的应用空间和进展前景。即使 挖地雷达技术有如此多的优越性，但是在数据信号采集、数据处理、 雷达成像等方面还有待进一步研究和改进，但是随着岩土工程中挖地 雷达技术的应用越来越广泛，我们有理由相信挖地雷达技术会越来越 强大，应用前景也会越来越好。工程探测中雷达技术的适用性