浅谈地质雷达在管线探测中的应用

1地质雷达的工作原理

探地雷达(GroundPenetratingRadar,简称GPR)是利用超高频短脉冲电磁波在介质中传播时其路径。电磁波强度与波形随通过介质的电性差异和几何形态的不同而变化的特征,根据接收到地下介质身射电磁波的旅行时论文网间(双程走时)。幅度与频率资料来判断管线的深度。位置和估算管线直径的一种地球物理方法。当所要探测的管线方向可以确定时,探测的路线应该垂直要探测管线长轴。沿测线发射和接收电磁波。如图1,最终得到雷达探测实时剖面图,地下管线反射波在实时剖面上形成抛物线态图形。抛物线顶点横向坐标值是管线中心轴线测量起始点的水平距离,抛物线顶点竖向坐标值为管线上表面距测量表面的深度值。

2探查方法

(1)对想要探测的未知管线进行探测时,应该在测区附近首先应在现场确定好坐标,一般都是做测区控制网,手机控制点要做在固定的能够永久保存的标识点上,防止被破坏,没有坐标起算和检核依据。测线根据实地管线分布情况而定,最好布设呈网状,每条相邻测线的间距根据测量的区域形状和要求的成果精度决定,在符合精度的前提下尽量距离大。也有根据天线宽度决定的,一般的在1-2倍之间。对于大多数管线都不会出现遗漏。在显示屏上要想判断一条管线是不是连续的。要看抛物线与探测管线垂直的波形反应,如果在同一方向上的相邻测量上,反应的波形相近或者绝大多数类似,说明是一条连续管线。相反要是波形不同,或差异很大就说明这地方有混凝土块。箱形物体或者不是一条管线,或者是中间埋深变化或变化点。测区地下介子电性差异变化大,消除的方法也是做成网状形式的。

(2)对管线深度和水平位置的探测:在雷达剖面显示屏上可以直接读取管线的深度探地雷达自带的系统直接把时间域转换成空间域。电磁波在不同介质中的传播速度是不一样的,在确定管线深度之前,最好在测量区域内找一条已知管线进行传播速度测试。探测管线的水平位置可由测量轮精确测得,最值得一提的是,探底雷达具有现场天线回来定位功能,当探地雷达显示出管线波形时,可将天线回拉,回来的方向要与探测管线方向垂直,显示屏上天线的光标会随着天线的回拉在屏幕上移动,由于天线回拉方向与管线垂直,所以光标会随着天线的移动在抛物线上移动,当光标到达抛物线顶点时,天线的位置就是探测管线的中心平面位置,左右多试几次就能精准的确定管线平面位置。

(3)探测管线管径:一般的探地雷达在精度要求范围内很难确定探测管线的管径,一般都是根据个人经验及开井量测,一般都是根据现场询问甲方或者现场开挖。要是经验不足或者没有开井或者开挖很难达到技术要求。但是加拿大pulseEKKO100A探地雷达自带的后处理软件REFLEXW提供了一种通过拟合抛物线形状大小的方法来判断管线管径的方法,我们在管线半径的窗口内输入预判的探测管线半径值,根据经验不同所花费的时间不一样,当输入的探测管线半径值,所出现的拟合抛物线的形状大小和探测出来的抛物线形状大小完全吻合,说明输入的管线半径就是探测的管线的半径。这种方法是我们解决管线直径的探测问题的一种有效手段。

(4)探地雷达对非金属管线的探测方法:非金属管线探测仪主要由震荡器(发射机)。探头。放大器。震动器。接收机。耳机等部分组成,一般适用于的管线是内部流体为液态,并且带压力的非金属管道,比如PVC材质的给水管线,砼材质的污水和雨水管线,PVC材质的煤气管线。主要是利用声波原理,声音在不同物质中的传播速度不同,特别是在有压力的流动液体内,这样就能确定探测管线的位置。基本使用方法是:震荡器(发射机)发出一定频率的声波信号,该信号通过与管线相连接的震动器传输到管线上,并沿埋于地下的管线向远端传递,同时该声波信号也能传送至地面。探头在地面上捕捉该声波信号并通过接收机将信号放大后输出到显示仪表和耳机,从而确定地下管线的位置。

(5)导向仪探测法:针对一些电力。通讯类空管管线。非开挖管线,包括未使用的非开挖燃气。自来水。雨污水管线,可采用导向仪探测法定位。定深,其原理是利用放置金属探头在管内,利用外力沿管内慢慢移动,通过地面导向管线仪(亦可采用RD8000型接收机)进行信号接受,每移动约5米距离进行定位并测深。此种方法我单位在轨道交通管线探测施工中。福州市内所有非开挖管线探测的施工中,均获得了较好的探测效果。

3结语

本文主要介绍了地质雷达在管线探测中的工作原理及在管线探测中的探测方法,在非金属及金属管线探测中得到了很大的认可,但是此技术还不是非常成熟,我希望在随着科技力量的不断发展,此技术能得到更好的更新及改进,使管线探测越来越容易。

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