地質雷達在城市道路地下空洞勘察中的應用

黃程鴻

上海市巖土工程檢測中心 上海 200436

引言

隨著當代城市建設的不斷發展,道路安全管理成為保障人民權益提升社會主義建設步伐的重要舉措,當代的城市建設對于地質的影響不可謂不大,城市道路地下空洞的形成更是為道路安全帶來了隱患,若不及時處理,地下空洞只會發展的更加龐大,最終形成塌方,危害行人安全。地質雷達在地下空洞勘測中的應用完全為道路安全管理提供了有效幫助,其技術性和便捷性更是讓地質勘測變得無比方便,提升了道路管理的效率。

1 城市道路地下空洞形成成因以及特點

1.1 地下空洞形成的原因

1.1.1 地質原因 地質因素對于城市建設的影響可以說是最大的,城市道路地下空洞的形成有很大一部分原因是因為道路地下土層由于地質運動導致,地下土層在地質運動當中不斷改變其分布狀況,原本土質厚度足夠的地方,由于土層挪動或者受到強壓,變得不再緊實,再加上地下水的沖刷,經年累月就形成了地下空洞。

1.1.2 城市器械震動 器械震動主要包括道路維修過程中的器械震動與大型車輛的震動,城市道路上車輛眾多,車輛的震動使得城市道路之下的土層長期處于震動的狀態,加上地下土質分布復雜還有地下水的存在,若是地下水位下降,就會形成相當大以孔隙,原本受到地下水沖刷過的土層就會在長期的震動過程中產生龜裂,致使空洞越來越大,最終造成塌方[1]。

1.1.3 基建施工影響 基建施工主要包括地鐵隧道以及基建深坑的挖掘,一般情況下,基建施工進行的時間不會太短,長期的施工過程中,難免會挖到地下水,但凡地下水滲出,極容易致使泥沙流失,形成空洞。空洞在長年累月下不斷擴大,延伸到道路路基之下,加上路基常年被車輛碾壓,極容易引起塌方或者道路凹陷。

1.1.4 管道施工 一般來說,管道施工不同于建筑施工,其施工過程中對于管道填埋方面沒有像普通道路施工那樣進行反復碾壓,特別是非開挖性管道施工當中由于難以完全將施工縫隙封堵住,管道施工完成后,一部分留有空隙的管道可能由于管道破裂或者雨水滲入將周圍泥漿沖刷開,形成空洞。

1.2 空洞類型及其特征 空洞的類型可以由其形成原因氛圍普通空洞、含水空洞以及土層松散型空洞,每種空洞的形成都離不開外界干擾,其特性是容易在長期的外部因素影響下呈現不同程度的擴大以及延伸。若不及時勘察發現,地下空洞只會越來越大,最終形成塌方。

2 在勘察工作中地質雷達的具體應用

2.1 地質雷達的應用原理 地質雷達在現場勘測中的應用原理 是應用電磁波能在介質中傳播的特性,勘測過程中,雷達向即將勘測的地面發射電磁波,在高頻電磁波下,地質緊實和地質疏松的地質所呈現的電磁波反射不一樣,通過嚴格判斷分析,勘測人員可以不用進行深挖就能得到道路下的地層分布狀況,找出可能存在空洞的地方,對其進行施工干預,阻止空洞的擴大[2]。

2.2 資料收集以及現場勘探 勘測工作進行前,勘測人員需要充分掌握將要勘測的路面周圍的地質特點以及土壤類型,還需要根據城市道路周邊的環境大致了解該地的地質狀況。除此之外,勘測人員還需要充分了解道路周邊的交通情況和施工環境,在減少對周邊環境的影響情況下,進行地質勘測,既保證交通通暢也保證勘測數據的準確性。

2.3 工作布置 工作人員在了解完基本信息之后,還要對勘測工作進行過程中可能遇到的突發狀況進行預防,做好安全防范,減少工作過程中由于周圍車輛行駛以及施工對于勘測結果的影響。工作人員可以在即將要勘測的路面圍起防護欄,確保勘測路段不會有車輛經過,其次,在選擇勘測時間時,勘測人員應該選擇車輛較少,天氣以及適度適中的環境下進行勘測,確保測量數值不受外界因素的影響,也能在一定程度上幫助測量工作不受干擾順利進行。

2.4 方法技術 在選擇方法技術時,勘測人員不僅是需要充分掌握該地的地質信息,還需要充分驗證方法技術,在確定其測量結果能夠充分表現測量地底狀況的前提下,才能將勘測方法應用到現實勘測當中去。工作人員可以通過制造一個已知信息的地質進行地質勘測試驗,用雷達向該地質層發射電磁波,記錄平實底層的電磁波脈沖,以及空洞底層和松散底層的電磁波脈沖,在這個基礎上再進行現場勘測,確保勘測結果的準確性。

2.5 儀器及設備的選擇 選擇勘測的儀器設備需要結合以上收集的地質信息以及勘測的方式確定,一般路面凹陷寬度越大,其空洞可能就越大,在選擇勘測儀器時就應該選擇勘測深度較深的雷達,除此之外,勘測所必須的數碼相機以及皮尺等等工具應該準備齊全。在確定好儀器設備之后,勘測人員應該根據勘測地域的特點,設計出雷達的勘測線路[3]。

2.6 資料整理與分析 地質勘測完成后,技術人員應對同一路段的不同位置的勘測信息進行比對,再參考勘測前的電磁波脈沖基數,分析該路段可能存在空洞以及地質土層松散的地方,從而采取補救措施。可以根據以上了解到的地質環境因素,判斷地下空洞或者松散底層形成的成因從而判斷空洞的類型,不同類型的空洞采取不同的補救措施。除此之外,充分分析路段地質信息,還需要將空洞的形狀、特點進行詳細描述,充分分析空洞擴大的走向,以及路面支撐的時限,從而確定最晚施工時間。

3 結語

地下空洞已經成為當代城市建設的安全隱患之一,切實提升地下空洞的勘測技術,應用高科技,完善勘測工作內容,是實現道路安全,減少道路隱患的重要措施。地質雷達具有勘察時間短、效果佳以及勘測方便的特點,是當代地質勘探中最有效的一種勘測技術,地質雷達技術的應用,使得城市道路地下空洞勘測更便捷快速,選擇合適的勘測路線以及勘測方法,可以充分提升雷達勘測在地下空洞勘察中的應用效果,進而提升低下空洞勘察的工作效率。