城市道路地下病害隐患调查方法.pdf
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1、中国科技信息 2024 年第 6 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2024-44-两星推荐石家庄市主城区南北向主干道胜利大街(南二环-南三环段)改建工程项目按城市主干路标准设计,全线采用双向六车道三块板断面型式建设,红线控制宽度 45m。2021 年 7月 14 日施工单位相关人员于沿线巡查时发现 K298+355 右幅绿化带及路缘石出现塌陷现象;7 月 23 日在该塌陷处南30m 处,发现路缘石出现沉降,相关单位对该处进行自行检测后发现沉降处路面结构层下出现约 30cm 深空洞。为防止空洞及其他异常情况对路面产生危害,开展相关隐患调
2、查工作,通过调查确定了道路路面以下隐患异常区的类别、分布范围及其他主要特征情况的调查论证工作,并提出相关防治建议。本次研究以石家庄市主城区南北向主干道胜利大街(南二环-南三环段)改建工程路面塌空地质灾害及其他地质灾害隐患调查项目为研究背景,研究了城市道路地下病害体的形成机理和特征,以及针对性的探测和评价方法,其研究成果对进行类似的相关项目具有一定的研究和指导意义。场地环境条件研究区域位于冲洪积微倾斜平原地区,地势平坦,地面高程在65.070.0m之间。周边建筑设施包括国际商贸城、冷链物流园、五金机电市场、商脉建材装饰市场、商贸农贸城、农产品全球采购中心以及住宅小区等。特别需要注意的是,该市正在
3、修建的地铁2号线隧道,将沿该道路路面下南北方向穿过。调查区地面深度 10.0m 范围内的地层均为第四系堆积物,沿表层以下依次为混凝土沥青面层、混凝土水稳层、灰土路基垫层、粉土、粉质黏土及细砂层等。主要研究工作流程及完成工作量主要研究工作流程本次调查的工作方式主要采用:现场调查、高频地质雷行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度图 1 研究区现场照片城市道路地下病害隐患调查方法朱新建朱新建河北省水文工程地质勘查院(河北省遥感中心)朱新建(1979),江苏泰兴,高级工程师,研究方向:城市地质、工程地质、水文地质灾害方向。-45-CHINA SCIENCE AND
4、 TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2024中国科技信息 2024 年第 6 期两星推荐达复测、微动剖面(面波勘探)、钻探取芯取样、钻孔孔壁摄像、断面测量及调查等,本次调查工作流程见图 2。主要研究工作量现场完成地质雷达初步探测剖面线 36 条,总长度19.97km,中高频地质雷达复测剖线15条,总长度3.00km;完成钻孔取芯 26 处,取芯累计长度 78.90m;为分析异常区路面以下地基土的常规物理指标,在取出的鉴定岩芯样中选取 26 组代表性岩芯试样进行了含水率、液限、塑限等室内试验;现场完成探测点 127 个;完成探测剖面 2 条,剖面探测总长度 1.256km,分
5、别为 WD-1 及 WD-2 剖面,其中WD-1 剖面长 610m,WD-2 剖面长 646m;完成比例尺 1:500 的断面测量 4.256km。主要研究工作方法说明地质雷达探测方法研究选用的仪器设备地 质 雷 达 初 步 探 测 选 用 中 国 电 波 研 究 所 生 产 的LTD2600 型地质雷达系统,频率选用 100MHz 屏蔽天线;复测采用中高频地质雷达,使用的仪器为中国电波所LTD2600 地质雷达,中频天线,270MHz,美国 GSSI SIR-3000 型地质雷达,高频天线,400MHz。工作方法地质雷达采用剖面法(CDP)进行工作。该方法是在固定的天线间距和点距下,系统沿着
6、测线同步移动,并记录发射天线(T)与接收天线(R)的中点作为测量点。测量方式是通过测距轮进行连续测量。本次工作的雷达探测深度范围是地面以下 5.0m,有效探测深度为 3.0m。在探测时,天线图 4 探地雷达反射原理图图 2 工作流程图图 3 现场工作照片与地面紧密贴合,并沿着测线滑动,由雷达控制单元高速发射雷达脉冲进行快速连续采集。雷达时间剖面上的各测点的位置与地面里程存在联系。工作原理地质雷达探测是利用脉冲电磁波来勘探地下介质中的目标物分布。其工作原理是通过发射高频电磁波(主频在几十兆至几千兆赫之间)的宽频带短脉冲信号,在发射天线 T从地表向下发射后,经过地下地层界面或目标物体的反射回到地面
7、,然后由接收天线 R 接收反射信号(见图 4),并传输至探地雷达内并存储在计算机中。脉冲波的往返时间 t(双程时间)。式 1式中:X发射天线与接收天线间的距离;V地下介质电磁波速度,可采用宽角方式测量;也可以根据以下公式近似估计:式 2式中:C空气中电磁波的传播速度,取 0.3m/ns;r地下介质相对介电常数。地质雷达数据处理方法地质雷达数字处理在资料解释中具有举足轻重的地位,它对地质雷达探测的有效性具有直接影响,只有在精确的数字处理基础上,才能进一步进行解释工作。地质雷达通过数据处理过程,生成地质雷达探测剖面图,进而通过解译方法圈定异常区域。在本研究中,我们采用了多种数据处理技术,以实现高效
8、的地质探测。此次工作主要采用的数据处理方法如下。1)时间增益时间增益技术通过对反射振幅进行等量化处理或应用某种时间增益函数,使雷达剖面能够识别来自深部目标体的反射信息。在高衰减介质条件下,时间增益技术同样有助于识别浅部目标体的信息。通过这种方式,时间增益技术为雷达探测提供了更准确的目标识别能力。2)时间滤波和空间滤波在探地雷达数据处理中,时间滤波和空间滤波是常用的处理方法。时间滤波包括多种技术,如信息饱和校正、去除数据集中的直流电平、带通滤波、高通滤波、低通滤波、垂向滤波以及时间中值滤波等,旨在改善信号质量并减少噪声。而空间滤波则涵盖了道间均值滤波、空间中值滤波、递归空间低通滤波、递归空间高通
9、滤波以及道间差异等多种方法,它们的主要目标是抑制干扰和提高信号的可靠性。这些技术中国科技信息 2024 年第 6 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2024-46-两星推荐为探地雷达数据的准确性和可靠性提供了重要的保证。3)探地雷达资料的偏移处理探地雷达资料的偏移处理是严谨、理性的技术手段,旨在准确提取地下目标物体的位置和形态,确保结果的可靠性和实用性。在解释处理过程中,探地雷达资料的偏移处理占据着至关重要的地位,尤其对于倾斜界面,探地雷达资料同反射地震资料一样,均存在偏移问题,因此,我们应对其进行适当的偏移处理,这一步骤旨在确保资料的
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