摘 要：城市的擴建、舊城的改造以及水生態(tài)建設(shè)等都離不開對城市原有地下管線的調(diào)查，精準探測地下管線的分布情況是保障管線安全和確保市政工程正常運行的重要工作。為提高城市地下管線探測精度，本文采用三維探地雷達在東莞進行管線探測研究。結(jié)果表明，三維探地雷達能顯示不同方向、不同埋深、不同類型的地下管線，在城市地下管線探測工作中應(yīng)用效果顯著。

　　一、公路工程檢測要求

　　公路在投入使用一段時間后，由于外界因素的影響，以及施工中的一些問題，會導(dǎo)致路面出現(xiàn)不同程度的病害。因此，為保證公路工程的使用性能，必須進一步完善試驗檢測工作，明確公路存在的病害，并結(jié)合病害情況制定合理的養(yǎng)護、維修方案。路面損壞檢測中主要采用目測法和探地雷達法，目測法是一種最直觀簡便的檢測方法，該方法是通過檢測人員觀測、調(diào)查，從而直接確定公路的損壞情況，直接確定病害的種類、程度、位置。探地雷達法是一種高效先進的無損檢測技術(shù)，主要是通過探地雷達對路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行勘探，再向地面接收設(shè)備發(fā)射電磁脈沖，接收到電磁脈沖后可以結(jié)合得到的數(shù)據(jù)進行分析與計算，從而得到路面受損的情況、位置。與目測法相比，使用探地雷達法檢測路面病害更快速、準確，但是成本更高，對試驗檢測人員的專業(yè)素質(zhì)要求更為嚴格，因此，針對可以直接觀測的部位采用目測法，針對無法觀測的位置采用探地雷達法。早在1904年，德國人 Letmbach實現(xiàn)了雷達的第一次應(yīng)用，在遠距離金屬物體探測中應(yīng)用了電磁波信息技術(shù)。1910年，Lowy教授和G·Leimback將雷達技術(shù)用于探地。從19世紀70年代開始，探地雷達的應(yīng)用范圍擴展到隧道工程和公路、鐵道探測領(lǐng)域，到80年代后期，西方發(fā)達國家已經(jīng)很成熟地將雷達技術(shù)應(yīng)用在公路檢測領(lǐng)域。1994年，美國發(fā)明了第一臺公路型探地雷達，同時應(yīng)用了雷達技術(shù)，解決了探測公路結(jié)構(gòu)層病害的問題。20世紀90年代初，吉林省某單位第一次使用探地雷達檢測了高速公路，隨后河北某單位使用探地雷達檢測了公路的厚度，廣東物探隊實現(xiàn)了機場跑道病害檢測，往后幾年，探地雷達被我國的技術(shù)人員應(yīng)用到許多工程領(lǐng)域，如隧道、鐵路、公路和橋梁等。近十幾年，隨著現(xiàn)代化技術(shù)不斷發(fā)展和應(yīng)用，以及國外相關(guān)公司（如瑞典MALA公司、美國GSSI、意大利 I DS等）對探地雷達研發(fā)的不斷精進，使得探地雷達技術(shù)越來越成熟。本文主要圍繞探地雷達在公路工程檢測中的應(yīng)用展開詳細分析。

　　二、探地雷達檢測原理及其應(yīng)用要點

　?。ㄒ唬┨降乩走_檢測原理

　　探地雷達是一種利用電磁脈沖能量進入地面，從地面成分及物體中產(chǎn)生反射的技術(shù)。探地雷達發(fā)射的電磁波進入地面，在通過不同介質(zhì)時，會發(fā)生相應(yīng)的反射，通過分析接收到的反射波波形、振幅強度等信息，然后通過軟件對這些反射波進行分析，并將其轉(zhuǎn)化為平面圖或地圖投影，判斷出地下病害的位置、范圍、大小、深度等情況，實現(xiàn)了對公路內(nèi)部情況的“透視”，為公路的安全進行深度“體檢”。探地雷達是由一體化主機、天線及相關(guān)配件組成，其基本原理是通過發(fā)射天線、接收天線以及主機共同工作。探地雷達探測公路病害時。電磁波由空氣進入路面的混凝土層，會出現(xiàn)強反射（對應(yīng)地面，并且由于空氣中電磁波傳播速度較快，這時地面對應(yīng)的是負相位）；同樣，當電磁波由混凝土至路基，繼而由路基傳播到巖層時，如果交界處貼合不好，或存在空隙，亦會導(dǎo)致雷達剖面相位和幅度發(fā)生變化，由此可確定公路病害。電磁波遇到以傳導(dǎo)電流為主的介質(zhì)，如地下中存在的金屬管線，會出現(xiàn)全反射，接收到的能量非常強，在雷達剖面上顯示強異常，以此可確定管線分布情況。

　?。ǘ┨降乩走_數(shù)據(jù)處理

　　雷達數(shù)據(jù)處理需采用專業(yè)的處理軟件，根據(jù)道路檢測雷達波的特點，數(shù)據(jù)處理流程如下：①偏移處理。從現(xiàn)場采集的探地雷達原始數(shù)據(jù)，往往會出現(xiàn)振幅正負半周不對稱的情況，這是數(shù)據(jù)含有直流漂移量造成的，需要對數(shù)據(jù)進行偏移處理。②靜校正。在雷達數(shù)據(jù)處理過程中，通常要將雷達數(shù)據(jù)校正到一個統(tǒng)一基準面，而且這個基準面一般為道路表面。③能量增益。其就是對雷達圖像的增強處理，因為在地下有的反射處反射信號很強有的地方反射又很弱，強的信號會壓制弱的信號，所以需要對雷達信號進行增益處理。④數(shù)字濾波。探地雷達在進行檢測時，由于受現(xiàn)場多元環(huán)境的影響，使得環(huán)境中存在的噪聲頻譜既有低頻也有高頻，需要對雷達信號進行帶通濾波處理。探地雷達應(yīng)用要點探地雷達在公路工程檢測中的應(yīng)用主要分為以下幾個步驟：①搜集資料和踏勘現(xiàn)場，目的是對周圍環(huán)境、地下介質(zhì)及地形進行了解，另外，也是為了掌握周邊工作環(huán)境、交通及干擾等情況。②開展探地雷達檢測，首先是進行天線的選擇和測線的布置，主要是為了保證探測質(zhì)量；隨后進行數(shù)據(jù)采集，收集由多條波形記錄組成的雷達圖像；探地雷達數(shù)據(jù)采集分為普查和詳查兩種，根據(jù)不同區(qū)域采取不同的檢測方式，并對異常區(qū)域進行標記和坐標定位，目的是為了確定病害位置。

　?。ㄈ嵗轿鎏降乩走_在公路工程檢測中的應(yīng)用

　　為進一步驗證探地雷達技術(shù)對瀝青路面半剛性基層裂縫檢測結(jié)果的準確性，首先采用傳統(tǒng)的人工方法對裂縫路段的路面鉆芯取樣進行破損分析。本次在道路上隨機選取了47條裂縫進行取芯，共取芯樣62個，由于取芯設(shè)備的取芯有效桶長300mm，而面層+基層設(shè)計厚度為360mm，因此取出芯樣的面層與基層分離，但實際是完整的。由于二灰土基層松散嚴重，導(dǎo)致取芯過程中，松散的灰土和碎石卡住取芯筒，鉆孔附近泥漿較多，取出的基層芯樣松散嚴重。裂縫處的病害主要為面層裂縫、面層層間不良、面層與基層層間不良、面層不密實和基層的貫穿裂縫等類型。

　　結(jié)語：

　　綜上所述，探地雷達技術(shù)作為一種無損檢測技術(shù)，可高效且高精度反映道路淺部地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息。在公路工程運行中，應(yīng)合理運用該技術(shù)有效檢測公路裂縫、空洞、坑槽等病害狀況以及路面厚度，檢測人員通過對接收到的數(shù)據(jù)進行分析，可以得知病害存在的位置、形狀，以此確定病害的程度，然后對存在的病害進行分析，采取針對性的處理措施，保證公路工程可靠運行。

　　參考文獻：

　　[1] 虞將苗，唐嘉明，張肖寧，李偉雄，陳博.基于三維探地雷達的瀝青路面厚度動態(tài)調(diào)整技術(shù)研究[ J ] .中外公路，2020，40 （03）：70-75.

　　[2]李新祥，王曉東，禹海偉.探地雷達在公路工程檢測中的應(yīng)用探究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2019，15（02）：56-58

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