《【2018年整理】GPR在道路塌陷预警及在市政工程检测中的应用yujl131026》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2018年整理】GPR在道路塌陷预警及在市政工程检测中的应用yujl131026（76页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 月 目录 探地雷达(GPR) 发展概况 1 2 GPR在道路养护检测中的 应用 3 4 GPR市政管线探测中的应 用 道路塌陷事故GPR预警技术 GPR在建筑结构探测中 的应 用 5 6 结束语 认识探地雷达 空气 远距离(公里级) 地面之上的目标 超过千兆 对空雷达 传播介质 探测距离 探测目标 中心频率 土壤 浅层(0100 米) 地下目标 几兆上千 兆 探地雷达 1.1 探地雷达的技术来源 遍布世界的地雷有1 亿多颗，严重威 胁人身 安全及 和平建设 探地雷达的快速发展基于 军工探 雷的需 要 以前是金属探雷器，但是难以解决塑 料地雷 的探测 。 1. 2 探地雷达发展历程 上世纪初
2、德国科学家提出了用高频 电磁波 脉冲的 反射来 探测地 下 目标 1960年 出现了有一定使用价值的 探地雷 达 1980年 世界范围内掀起了一股探 地雷达 技术研 究热潮 now 基于冲击脉冲探地雷达取得良好进展 ，世界 上正在 销售的 探 地雷达产品，如美国GSSI 的SIR 系列， 加拿大SSI 的 PULSEKKO系列，瑞典SGAB 的RAMAC 系列 ，中国 电波所 LTD 系列等都是基于冲击脉冲体制。 探雷系统正在进行探雷表演 电波所将GPR技术成功应 用于军 事探雷 实例1 ：塑料防步兵地雷（左）和雷达图像 （右） 研究内容 雷达 通信 导航 测控 遥感 航天 频谱管理 广播电视
3、 石油测井 无线电干扰协调 电波所研发探地雷达的历程，代表了国产探地雷达的发展过程。 跟跟随中国电波所发展的脚步 ，了解 国内探 地雷达发 展 。国 防科工 委于 1963年调集 全国电 波传播 研究专 家组建 成立， 是研究 电磁波 传播特 性及应 用为主的专业研究所 。 院士 1 名工 程院 院士 研究员 42人 高工 145 人 政府特贴 38人 电波所科研力量 员工总数 1500 人 多次荣获全国“五一”劳动奖章和上级部门嘉奖 ！ 参加的科研项目及重大活 动 2.1.1 科研任务1000余项: 重大项目400余项. 国家级科研奖50多项 省部级科研奖160多项 重大活动: 两弹一星 5
4、.12汶川地震搜救 载人航天地面搜索 奥运安保探测 世博会场馆安保探测 神七地面搜救系统 尽享神七激荡升天 胡主席与董庆生所长亲切握手 (12.7.27) 奥运场馆安保探测 亲历汶川地震现场- 生命的探测与延续 上海世博会安保探测 受军委和总装指派：巴基斯坦 雪崩救 援 2GHz 1.5GHz 900MHz 400MHz 270MHz 100MHz 50MHz LTD-80结构扫 描雷达 LTD-60公路综 合检测车 LTD-R1公路 养护雷达 LTD-2202 管 线探测雷达 LTD-90生命搜 救雷达 公路面层厚度、 路基病害检测 桥梁及建筑 物结构探测 隧道衬砌质 量检测 地下管线及挖孔
5、 桩底基岩探测 隧道超 前预报 军民融合，军为民用-2000年开始转向民用 目录 探地雷达(GPR)发展概况 1 2 GPR在道路养护检测中的 应用 3 4 GPR市政管线探测中的应 用 道路塌陷事故GPR预警技 术 GPR在建筑结构探测中 的应 用 5 6 结语 2.1 步步惊心的路面塌陷 哈尔滨市南岗区辽阳街90号 附近路 面发生 塌陷（ 2 死2 伤 ） 深圳龙岗横岗街道路面塌陷现场 （5人 死亡） 广州地铁六号线工地突发地陷致5 家店铺倒塌（130129 ） 从全国范围内来看，这一系列的地陷事故仅仅是各地近年 来所发生的众多地陷案例的“冰山一角”。统计结果证明，道 路塌陷事故尤其在大城
6、市呈高发趋势。 国土资源部、水利部于2012年3月印发的 全国地面沉降 防治规划（2011-2020年） 指出，目前全国遭受地面沉降灾害 的城市超过50个，分布于北京、天津、上海等20个省区市。 北京市市政工程设计研究总院宋谷长在一篇论文中披露， 北京市发生路面坍塌事故2007年54起，2008年94起，2009 年 129起。 我国城市道路塌陷事故愈演愈烈 地陷的具体原因虽不完全相 同，却 有其共 性。 中国工程院院士、北京交 通大学 隧道及 地下工 程试验 研究中 心主任 王梦恕 认为，地下十米以内的施 工，是 频频出 现的点 状地面 塌陷的 主要原 因，是 地 陷祸首。 国家注册岩土工程
7、师吕文 龙将城 市道路 塌陷的 人为原 因梳理 成几类 ：路面 荷载变化、施工扰动、地 下管线 渗漏。 例如地 铁隧道 施工也 容易造 成地层 扰 动，大量地下水渗出，使 得上部 或周围 疏松土 层中的 泥沙大 量带走 ，逐渐 形 成空洞；一些地下管线经 长久腐 蚀容易 形成穿 孔、断 裂等渗 漏现象 ，容易 造 成对土基冲刷，带走周边 泥沙。 北京市市政工程设计研究 总院宋 谷长分 析，地 下管道 的渗水 、泄漏 会造成 对土基冲刷，带走管道周 边泥沙 ，加上 地下施 工扰动 、路面 车辆震 动等因 素 ，很容易发生流沙或淘蚀 现象， 形成空 洞和路 面塌陷 。 其原因概括为地铁等人工 活动
8、对 原有 地层的 扰动、 管线漏水、地下沟渠及防空洞的 年久失 修坍 塌造成 沙 土流失，而形成塌陷。 2.2 引起城市道路塌陷的主要原因 中国的城市化发展是大势所趋， 到2050 年城 市人口 比重将达70% ，和世 界上许 多发 达地区 的城市 相比 ， 中国的城市地下空间开发才刚起 步，发 展潜 力巨大 。 随着城市地下空间资源开发规模 力度的 日益 加大， 引发地陷的因素不可逆转的在增 多，因 此， 城市地 陷 事故高企在所难免。 可以预计，地陷将伴随中国城市 发展成 为一 个长期 问题，那么探讨如何解决问题， 遏制塌 陷事 故的上 升 趋势，最大限度减少、减轻灾难 ，就变 得现 实而
9、必 要 。 2.3 城市道路塌陷普查及预警的必 要性 建议制定一部完整、权威的法律，来 规范并 解决我 国城市 地下空 间 的开发权限、体制、标准与规程；建 立协调 管理结 构，解 决我国 城市 地下空间存在多头管理和立法空白问 题，从 而实现 城市地 下空间 开发 的统一规划、统一标准和统一管理， 从根源 上抑制 地陷事 故的发 生。 建议尽快修订现有城镇道路养护技 术规范 、 公路技 术状况 评 定标准，把地下空洞的检测作为道 路普查 的重要 内容。 这是目 前解 决我国大中城市所面临难题的快速、 有效途 径。我 国现有 的道路 的标 准和规范均是建立在表观检测数据基 础上进 行量化 评价
10、， 这些方 法根 本无法发现地面以下潜伏的灾难性病 害，实 现预防 性养护 。对城 市道 路塌陷的防治目前基本上靠人工巡视 ，群众 举报， 其结果 往往是 防不 胜防，难以凑效。采用先进的技术对 城市道 路进行 常规普 查巡检 ，实 现防患于未然是大势所趋。 普 查 制度 是 扼制塌陷事故 高 发 的快速 有效的 途径 探地雷达通过发射天线向 地下发 射高频 电磁波 ，电磁 波在地 下介质 中传 播时遇到存在电性差异的 界面时 发生反 射或散 射，通 过接收 天线接 收反射 或 散射回地面的电磁波，根 据接收 到的电 磁波的 波形、 振幅强 度和时 间的变 化 等特征可以推断地下介质 的空间
11、位置、 结构、 形态和 埋藏深 度。 探地雷达以高分辨、高效 率、无 损、结 果直观 等特点 在工程 物探领 域得 到了广泛的推广应用。道 路结构 层及土 基和下 方潜伏 的充气 空洞、 半气半 水 空洞以及充水空洞之间的 介电常 数差异 较大， 因此， 探地雷 达技术 十分适 合 道路空洞的探测。 2.4 使用GPR阵列技术，实现 道路空 洞检测 空洞尺寸及塌陷临界时顶板厚度 和脱空 范围 项 目 空洞尺寸 直径 高度（m ） 空洞主体 临界埋深（m ） 临界空洞顶板 厚度（m ） 路基顶面 脱空范围（m ） D2H1 21 2.4 1.15 2.75 D3H1 31 3.55 1.89 5
12、.25 D4H1 41 4.78 2.75 8.50 D5H1 51 6.0 3.2 11.99 D3H2 32 3.4 1.84 5.00 D3H3 33 3.17 1.71 5.00 D3H4 34 3.09 1.67 5.00 D5H3 53 5.6 3.02 11.99 以城市化进程早于中国的日本 为例，1987 年至1988 年 间，东京 、名 古屋等城市也曾有过地陷多发 期，原 因与中 国城市完 全一样 。1990 年起 ，日本使用雷达探测技术在全 国范围 内进行 地下空洞 调查， 对一些大 的 、危险的空洞进行工程填补。 之后， 日本在 各城市重 点区域 定期探测 、 巡查，一旦发现塌陷隐患，立 时填补 ，并启 动预案对 周边加 强检测。 最近20余年，东京每 年仅有一 至两起 大规模地 陷，甚 至数年 未出现 大规模地陷。 北京养护集团市政九处为了保 障2008年奥运， 采用探 地雷达对 户外运 动路线进行了安全检测。此后 ，多次 对重要 的路线进 行了普 查，对有 塌 陷迹象的路段进行了重点探测 ，准确 发现并 处置了多 处险情 。 哈尔滨、太原、深圳等城市也 先后采 用探地 雷达对可 疑路段 或重点部 位进行了勘查，取得了一定效 果。 成功案例 - 2.5 城市道路灾害预警雷达系统 系统结构及功能示意图 道路 基底 层病害探测 道 面破损 及异物检 测 道
