淺析MALA地質雷達在城市道路檢測中的應用

周謨煒

（深圳市勘察測繪院（集團）有限公司環境地質公司，廣東 深圳 518000）

城市化迅速發展背景下，由于城市道路的建設需求大，使用的要求也不斷提高，保障城市道路的建設質量就成為比較關鍵的因素。城市道路施工工藝以及車輛碾壓和材料應用等相應的因素，都會對城市道路質量產生影響，造成各種病害發生，這對居民日常出行也會造成直接影響，所以在對城市道路檢測工作的開展方面是比較重要的，只有運用科學的檢測技術，才能有助于提高道路檢測的質量，為實際檢測工作的順利開展打下堅實基礎。

1.城市道路缺陷狀況以及常見檢測方法

1.1 城市道路缺陷狀況

城市道路的缺陷問題原因是多方面的，交通負荷量過大，使得交通擁擠堵塞，對路面結構會形成很大的破壞，城市化發展背景下，保障城市道路的質量安全愈來愈重要，為能有效提升道路的建設質量，要對道路缺陷的發生原因進行了解，從而才能有助于在預防方面針對性實施[1]。城市道路的缺陷類型多樣，而出現缺陷的問題也是多樣的，路基的不密實的缺陷問題是比較重要的缺陷類型，主要是路基開挖和施工時候，機械擾動以及生產質量沒有得到有效控制，造成了擾動，這就造成大范圍地層發生松散以及塌陷的問題。

再者，頂部脫空的問題也是比較常見的，這一缺陷問題主要是地下工程施工擾動所致，或者是路基在壓實的時候存在局部不均勻沉降造成，對這一缺陷問題要充分重視，避免受到該因素影響對道路的質量產生很大程度的威脅。另外，道路塌陷的缺陷問題，主要是地表路基以下的巖土體在單獨自然以及人為或是兩者作用下結構產生陷落，在地面形成塌陷坑，這一缺陷問題對人身安全也會造成很大程度威脅。

1.2 城市道路缺陷常見檢測方法

為能保障城市道路的安全，這就需要在對道路的缺陷檢測過程中能加強方法的科學化選擇，只有在選擇合適的檢測方法基礎上，才能真正為城市道路檢測的質量控制打下基礎[2]。道路的檢測采用無損檢測的方式是比較關鍵的，這也是首選的檢測方式，無損檢測的方法中有電法以及磁法等檢測的技術，但這些檢測技術的應用都有著各自的優勢和不足。如以下常用的道路缺陷檢測方法的應用：

1.2.1 電法常用檢測方法

城市道路缺陷檢測的過程中，選擇無損檢測采用電法檢測的技術是比較常見的，這一檢測技術的應用能有助于獲得精細的大尺度城市內部隱伏缺陷，像是結構以及斷層產狀等都能進行有效檢測。施工效率比較更好，二次觀測以及對低阻體比較靈敏，現場布置也比較迅速，能結合具體的需要通過多種電極布設的方式，二次開發軟件相對比較常數[3]。這一檢測的方法有不同的類型，如高密度電法以及電阻率層析法等。但該檢測技術在實際應用中也有著一些不足，主要體現在觀測的結果過多造成故障率增大，研究提存在尺寸效應相應問題。

1.2.2 磁法常用檢測方法

城市道路檢測中采用磁法的方式也是比較常用的，通過這一檢測方法的應用，主要的優勢就是能粗略了解深部的地質結構特征，尤其是大尺度的斷裂識別能發揮積極作用，能對確定城市地質區塊便捷，以及識別城市內大型大構造等發揮積極作用。該檢測方法也有著不同的技術類型，如EH4 電磁法以及（CSAMT）、MT 大地電磁法等等，這一檢測技術的應用也存在著一些不足之處，主要體現在淺部地質結構特征以及小規模構造分別能力差上，檢測的精度有限[4]。

2.MALA地質雷達在城市道路檢測中應用原理及實踐

2.1 MALA地質雷達應用原理

城市道路的檢測過程中對MALA地質雷達的應用，是按照相應技術原理開展的，MALA地質雷達應用中是向地下勘探的目標進行發射高頻脈沖電磁，進行探測目標體，這樣在電磁波介質中傳播的時候，路徑和電磁場強度等受到介質電性性質和幾何形態的因素影響，接收到的介質界面反射波的幅度以及旅行時間等結合之下進行分析介質結構[5]。電磁波傳播和介質電性之間有著緊密的聯系，介質電性有電導率μ以及介電常數ε，電導率μ影響電磁波穿透深度，介電常數ε對物體中傳播的速度產生影響，電性界面是電磁波傳播速度界面，不同地質體的電性是不同的，不同電性地質體分界面會有不同回波，通過下圖1能夠對MALA地質雷達的應用工作原理進行了解。

圖1 MALA地質雷達技術工作原理

MALA地質雷達的應用過程中在雷達天線的作用下，能對隱蔽目標全斷面掃描，獲得垂直二維剖面圖像，工作過程中系統在天線的作用下向地下發射電磁波，信號在介質內部傳播，遇到介電差異大的介質界面發生反射，以及折射等。兩種介質的介電常數差異通常是比較大的，反射電磁波能量大，反射會的電磁波被和發射天線同步移動接收天線接收，雷達主機進行精確記錄反射回的電磁波運動特征[6]。采用信號技術進行處理，這樣才能有助于形成全斷面掃描圖，在這一圖的基礎上工作人員能對雷達圖像判讀，能對地下的目標物狀況進行進行了解，對道路的狀況能進行相應的了解。

2.2 MALA地質雷達在城市道路檢測中的應用實踐

城市道路檢測工作的開展過程中，要注重在應用MALA地質雷達的時候能夠做到科學合理，嚴格按照技術應用的要求進行落實，從整體上保障MALA地質雷達的應用質量，從以下應用實踐方面加強重視：

2.2.1 注重布線測量工作的實施

城市道路檢測過程中采用MALA地質雷達進行檢測，在前期的準備工作要完善，能夠保障現場的布線測量工作和實際工作的要求相適應，從而才能真正為后續的各項工作開展打下堅實基礎。布線測量工作的實施中，對于現場探測范圍要明確，探測區域覆蓋現場的隱患以及探測的深度等要明確，結合擬建的標段工程特征以及相應的管控對象巖土工程特征，進行針對性布置，在布置的時候按照最小工作量達到最佳管控的效果目標開展。地質雷達法的應布置用通常結合異常點類型以及空間位置，通過井字型布置原則進行落實，縱橫分布兩條測線，將管控探測的各項工作進行完善，原則上布置四條測線，月入過是由于環境條件以及工程需要，測線布置要能結合現場的狀況做好相應調整，只有在布線測量工作方面加強質量控制，才能為后續的正式檢測以及成果的精確獲得打下基礎。

2.2.2 注重探測成果的有效處理

MALA地質雷達在道路檢測中應用的時候，要注重在成果的處理分析環節加強質量有效控制，如在原始數據的處理環節是比較關鍵的點，保障這一環節的處理質量效果，才能有助于為道路的檢測結果的準確獲得打下基礎。原始數據的處理需要應用 Reflexw 軟件，能有助于就采集數據高效處理，在處理的時候要注重按照相應的操作步驟實施，去直流漂移，以及信號深部振幅常數偏移，然后進行靜校正切除，找到時間零點，增益操作過程中主要是就圖像深部信號放大處理[7]。然后水平噪聲去除，將水平信號去除，對于有直達波信號和固定源干擾要注重將其調整成一致的信號，設置100值，之越小水平信號去除的效果就越好。整體平均去除水平信號能力弱。然后要注重采用巴托沃斯帶通濾波的操作方式，去除整個信號頻段范圍沒有用的頻段信號，高截頻以及低截頻選擇，做好噪音的消除工作。通過在檢測的成果處理環節保障其質量，就能有助于從整體上提高道路檢測中MALA地質雷達應用的效果，從整體上提升道路檢測的質量水平。

2.2.3 MALA地質雷達應用案例

為能夠說明MALA地質雷達在道路檢測當中的應用效果，通過MALA地質雷達的應用案例的效果進行說明。某交通道路施工中，路面發現有明顯沉降的缺陷，需要物探測量對沉降原因做好相應分析工作，并能準確判斷。現場發生沉降位置是在車道的中間，只能是通過平行于車道布線的方式，采用MALA地質雷達的方式，天線頻率250MHz，足底探測的深度在十米左右，檢測的時候按照車道方向發生地面沉降位置水平進行布置等間距四條測線，測線長度每個二十米，結合現場測得的數據進行處理，通過相應的處理效果圖能發現，距離起點15m的前后有長度5m異常區域，這一區域電磁波的反射信號值是最多的，呈現近似水平帶狀的分布，有多次反射信號，能夠推斷是地下脫空。鉆孔驗證是存在空洞問題，然后最終采用灌漿處理的方式進行應對。

3.結語

城市道路檢測過程中通過對MALA地質雷達的應用，能有助于通過直觀的圖形分析的方式，對地下的狀況進行了解，對于道路缺陷的問題在準確的分析基礎上針對性應對，通過對MALA地質雷達的有效應用，從而有助于提高道路處理的質量。