探地雷达检测城市道路地下塌陷及其三维可视化

探地雷达检测城市道路地下塌陷及其三维可视化

1 引言

道路地面塌陷是因道路路面、路基或地下土体在外力因素作用下向下陷落，并在道路路面形成塌陷坑（洞）的一种动力地质现象。此类灾害性事故近几年来逐渐增多，且给社会经济和人民生命财产造成很大损失。

2 探地雷达技术的探测原理及三维可视化方法技术

探地雷达是利用高频电磁波（106〜109HZ的反射来探测有电性差异的界面或目标体的一种物探技术。探地雷达探测时，通过发射天线向地下（或其它方向）定向辐射，当脉冲电磁波传播过程中遇到有电性差异的界面或目标体（介电常数和导电率不同），就会发生反射和散射现象，通过接收天线接受反射回来，幅度大小及双程旅行时间长短不一的脉冲。

3 案例分析本文以上海市闸北区中兴路育婴堂路地面塌陷为例进行讨论。

3.1 地质概况中兴路育婴堂路路口因路面凹陷进行多次修补；2009 年11 月3日在修补区域发生路面塌陷，塌陷时地面形成直径约

1m左右的空洞。塌陷发生后采用探地雷达进行探测，根据探测结果，对空洞及疏松区域进行了开挖，同时回填碎石土，由挖机机头进行夯实处理。

3.2 测线布置

根据现场条件，为了能够有效反映附近区域地下情况，测线

布设尽量利用有限工作空间，避开路面障碍物及周围铁磁性物体干扰，采用地质雷达（主频100MHz天线）对现场进行探测，探测前进行相应设备调试、增益调整、叠加、滤波等参数设置。中兴路育婴堂路路口共布设地质雷达测线15条。

3.3探测成果对每条测线进行分析，可得到各测线的解释成果

表3-1 。结合上述各测线分析，中兴路育婴堂路口塌陷隐患区影响范

围在1.2m〜2.4 m之间，具体隐患区域见图。

3.4隐患区的三维可视化根据测线解释成果的异常边界点的坐

标值，利用surfer 软

件可雕刻出中兴路育婴堂路路口塌陷的隐患区，使之更加形象、直观。

4 结论

1 ）通过实例探测和分析表明，探地雷达能够有效检测城市道路地下塌陷的隐患区域。

2）三维可视化使得隐患区域更加形象、直观的呈现出来。

3）本文所用方法可为今后类似项目的塌陷提供指导作用，亦可推广应用于检测地下脱空、涵洞（人防工程、大型排水沟、各种地下管沟）、空洞和含水空洞等。