地质雷达在城市道路地下空洞勘察中的应用

黄程鸿

上海市岩土工程检测中心 上海 200436

引言

随着当代城市建设的不断发展,道路安全管理成为保障人民权益提升社会主义建设步伐的重要举措,当代的城市建设对于地质的影响不可谓不大,城市道路地下空洞的形成更是为道路安全带来了隐患,若不及时处理,地下空洞只会发展的更加庞大,最终形成塌方,危害行人安全。地质雷达在地下空洞勘测中的应用完全为道路安全管理提供了有效帮助,其技术性和便捷性更是让地质勘测变得无比方便,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点

1.1 地下空洞形成的原因

1.1.1 地质原因 地质因素对于城市建设的影响可以说是最大的,城市道路地下空洞的形成有很大一部分原因是因为道路地下土层由于地质运动导致,地下土层在地质运动当中不断改变其分布状况,原本土质厚度足够的地方,由于土层挪动或者受到强压,变得不再紧实,再加上地下水的冲刷,经年累月就形成了地下空洞。

1.1.2 城市器械震动 器械震动主要包括道路维修过程中的器械震动与大型车辆的震动,城市道路上车辆众多,车辆的震动使得城市道路之下的土层长期处于震动的状态,加上地下土质分布复杂还有地下水的存在,若是地下水位下降,就会形成相当大以孔隙,原本受到地下水冲刷过的土层就会在长期的震动过程中产生龟裂,致使空洞越来越大,最终造成塌方[1]。

1.1.3 基建施工影响 基建施工主要包括地铁隧道以及基建深坑的挖掘,一般情况下,基建施工进行的时间不会太短,长期的施工过程中,难免会挖到地下水,但凡地下水渗出,极容易致使泥沙流失,形成空洞。空洞在长年累月下不断扩大,延伸到道路路基之下,加上路基常年被车辆碾压,极容易引起塌方或者道路凹陷。

1.1.4 管道施工 一般来说,管道施工不同于建筑施工,其施工过程中对于管道填埋方面没有像普通道路施工那样进行反复碾压,特别是非开挖性管道施工当中由于难以完全将施工缝隙封堵住,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渗入将周围泥浆冲刷开,形成空洞。

1.2 空洞类型及其特征 空洞的类型可以由其形成原因氛围普通空洞、含水空洞以及土层松散型空洞,每种空洞的形成都离不开外界干扰,其特性是容易在长期的外部因素影响下呈现不同程度的扩大以及延伸。若不及时勘察发现,地下空洞只会越来越大,最终形成塌方。

2 在勘察工作中地质雷达的具体应用

2.1 地质雷达的应用原理 地质雷达在现场勘测中的应用原理 是应用电磁波能在介质中传播的特性,勘测过程中,雷达向即将勘测的地面发射电磁波,在高频电磁波下,地质紧实和地质疏松的地质所呈现的电磁波反射不一样,通过严格判断分析,勘测人员可以不用进行深挖就能得到道路下的地层分布状况,找出可能存在空洞的地方,对其进行施工干预,阻止空洞的扩大[2]。

2.2 资料收集以及现场勘探 勘测工作进行前,勘测人员需要充分掌握将要勘测的路面周围的地质特点以及土壤类型,还需要根据城市道路周边的环境大致了解该地的地质状况。除此之外,勘测人员还需要充分了解道路周边的交通情况和施工环境,在减少对周边环境的影响情况下,进行地质勘测,既保证交通通畅也保证勘测数据的准确性。

2.3 工作布置 工作人员在了解完基本信息之后,还要对勘测工作进行过程中可能遇到的突发状况进行预防,做好安全防范,减少工作过程中由于周围车辆行驶以及施工对于勘测结果的影响。工作人员可以在即将要勘测的路面围起防护栏,确保勘测路段不会有车辆经过,其次,在选择勘测时间时,勘测人员应该选择车辆较少,天气以及适度适中的环境下进行勘测,确保测量数值不受外界因素的影响,也能在一定程度上帮助测量工作不受干扰顺利进行。

2.4 方法技术 在选择方法技术时,勘测人员不仅是需要充分掌握该地的地质信息,还需要充分验证方法技术,在确定其测量结果能够充分表现测量地底状况的前提下,才能将勘测方法应用到现实勘测当中去。工作人员可以通过制造一个已知信息的地质进行地质勘测试验,用雷达向该地质层发射电磁波,记录平实底层的电磁波脉冲,以及空洞底层和松散底层的电磁波脉冲,在这个基础上再进行现场勘测,确保勘测结果的准确性。

2.5 仪器及设备的选择 选择勘测的仪器设备需要结合以上收集的地质信息以及勘测的方式确定,一般路面凹陷宽度越大,其空洞可能就越大,在选择勘测仪器时就应该选择勘测深度较深的雷达,除此之外,勘测所必须的数码相机以及皮尺等等工具应该准备齐全。在确定好仪器设备之后,勘测人员应该根据勘测地域的特点,设计出雷达的勘测线路[3]。

2.6 资料整理与分析 地质勘测完成后,技术人员应对同一路段的不同位置的勘测信息进行比对,再参考勘测前的电磁波脉冲基数,分析该路段可能存在空洞以及地质土层松散的地方,从而采取补救措施。可以根据以上了解到的地质环境因素,判断地下空洞或者松散底层形成的成因从而判断空洞的类型,不同类型的空洞采取不同的补救措施。除此之外,充分分析路段地质信息,还需要将空洞的形状、特点进行详细描述,充分分析空洞扩大的走向,以及路面支撑的时限,从而确定最晚施工时间。

3 结语

地下空洞已经成为当代城市建设的安全隐患之一,切实提升地下空洞的勘测技术,应用高科技,完善勘测工作内容,是实现道路安全,减少道路隐患的重要措施。地质雷达具有勘察时间短、效果佳以及勘测方便的特点,是当代地质勘探中最有效的一种勘测技术,地质雷达技术的应用,使得城市道路地下空洞勘测更便捷快速,选择合适的勘测路线以及勘测方法,可以充分提升雷达勘测在地下空洞勘察中的应用效果,进而提升低下空洞勘察的工作效率。