行业要闻

 

摘  要: 通过对地质雷达物探技术的介绍和运用，探明了地铁区间隧道地下管线的位置、材质及埋置深度，为施工单位乃至设计人员提供详细的信息，用于指导施工和变更设计，有效避免事故的发生，且获得较好的经济效益和社会效益。

关键词: 地铁区间，地下管线，探测，地质雷达

 

      随着国民经济的发展，城市中基础设施，特别是交通工程等的建设得到了极大的发展，城市中的轨道交通建设应运而生，目前我国绝大部分的省会城市都已步入地铁时代。对于即将修建地铁的城市来说，将面临一个必须解决的问题: 工程实施前，对地下错综复杂的各类管线的探测，以探明管线的材质、管线的用途、管线的埋深、管线的直径、管线的走向以及管线与地铁线路的相互关系等。对于即将开建的地铁区间隧道，在盾构机掘进前，必须对沿途的管线进行详细、精准的探测。

      考察管线探测的现状可知，对金属管线采用金属管线探测仪能达到较好的效果^［1］，但对于两相邻较近的金属管线也有一定的局限性。而地质雷达是采用高频电磁波，除了金属材质外，对其他混凝土、PVC 等材质的管线也有较好反应，且对两相距较近的管线也能明确分辨^［2-4］。据此，本次采用地质雷达物探方法进行管线探测。

 

      根据工程实际情况，通过现场对比 400 MHz 和 100 MHz 天线探测效果，最终确定选用 100 MHz 天线进行探测。

      地质雷达应用天线发射电磁波探测隐蔽物体的分布情况及其结构尺寸。地质雷达发射天线发射的高频宽带短脉冲电磁波遇到有介电特性差异的分界面时，有部分会发生反射返回到同步移到接收天线( 电磁波的传播路径见图 1) ，接收天线记录反射波的旅行时间从而能得到其地层内部各种介质的剖面图像。当地层中存在管线时，利用地下管线与周围地层的介电常数的差异，在两种介质的界面会发生强反射，从而使得管线“可见”，如图 2所示。

      某区间隧道起始里程 DK19 + 727，终止里程 DK23 + 835，中间有一车站，车站里程为 DK21 +465 ～ DK21 +791，盾构始发井里程为 DK22 + 300． 1 ～ DK22 + 386． 5。确定探测方案时，为了探明整个隧道盾构区间的管线分布情况，探测时对盾构始发井、区间隧道中间风井或连络通道等特殊地点，沿其四周做详细探测; 区间隧道其他地段，沿区间隧道纵向每 50 m ～100 m 做横向剖面探测，并根据地面有地下管线的检查井或附近建筑物等特殊地点，对该类地下管线复杂地段做十字剖面探测。现场探测时，沿区间隧道走向并根据实际情况布置测线，共布置了 88 条测线进行探测，现场探测照片见图 3。

      根据采集的地质雷达图像，通过零点较正、直流滤波、自动增益、背景去除等滤波处理后，从各个图形中所反映出来的管线信息进行处理，最终得统计结果见表 1。本次探测的地质雷达剖面中共有 112 处管线，深度范围大多在 1． 2 m ～2． 8 m 范围内，管线材质见雷达图中标注，典型管线图像见图 4。

      从目前已施工段落来看，除始发井附近所探测的管线为围护桩的施工提供了准确的钻井位置外，对已施工将近 300 m 的区间隧道也起到了很好的指导作用，采取相应的对策，减小了对既有管线的不良影响。

 

      地质雷达物探技术为城市地铁建设提供了便利，能在施工前准确探测地下管线的位置，而且能够确认其类型，也能为施工单位乃至设计人员提供详细的信息，用于指导施工和变更设计，也能有效避免事故的发生，且获得较好的经济效益和社会效益。从中可看出，今后地质雷达物探技术在城市建设的管网探测领域将获得更大的应用和极大的发展。

 

［1］ 葛如冰，曹震峰，彭 飞． 地质雷达在给水管线探测中的新进展［J］． 勘察科学技术，2008( 4) :24-26．

［2］ 陈 军，赵永辉，万明浩． 地质雷达在地下管线探测中的应用［J］． 工程地球物理学报，2005，2( 4) :260-263．

［3］ 王明德． 地质雷达在管线探测中的应用［J］． 工程地球物理学报，2009，6( sup) :65-68．

［4］ 时 静，白明洲． 强风化岩层中近距离并行管线探测的地质雷达应用研究［J］． 勘察科学技术，2006( 2) :56-59．

［5］ 钟 琳． 天线阵地质雷达在市政管线探测中的应用［J］． 福建建筑，2010，36( 144) :122-124