三维探地雷达在城市地下管线探测中的应用

三维探地雷达在城市地下管线探测中的应用摘要：三维探地雷达的分辨率非常高，定位特别准确，使用更加的灵活方便，经济性强的特点。通过三维探地雷达不仅可以探测金属管道，还可以探测水泥管等地下管道，成功克服了管道探测器无法探测非金属管道的缺点。对三维探地雷达进行应用能够更好的处理探测过程中所遇到的问题，也是对城市地下管道进行探测的理想模式。基于此，本文详细的分析了三维探地雷达在城市地下管线探测中有效的应用。关键词：三维探地雷达；城市地下管线；探测；应用引言三维探地雷达能够对地下的物体或者边界面进行探测的电磁技术，同时具有很高的分辨率以及工作效率，也是地下管线探测中经常使用的工具。同时，随着城市建设速度的加快，地下管线复杂性也越来越高。因此，为了更好地探测地下管线，需要采用能够适应当前复杂地下管线探测情况的高分辨率探测技术，而高分辨率探地雷达技术可以解决这些问题，并且深入探索地质问题。一、地下管道探测状态随着我国社会发展速度的加快，各行各业的发展速度非常快。同时，随着城市化发展速度的加快，城市内各类管线的铺设不断增多，使得城市的地下管线越来越密集。在这种情况下，地下管道探测尤为重要。例如，在中心城区，主要道路都配备了电力、电信、天然气、自来水和供暖等生命支持管道。随着城市建设的发展，安装的管道越来越多，管道直径越来越大，管道越来越复杂，因此对城市管道探测的要求也越来越高。尤其是近年来，非金属材料在地下管道中的广泛应用，给管道探测带来了新的挑战。因此，为了更好的对地下管线探测问题进行解决，对探地雷达在地下管道探测中的应用探讨也在不断增加，通过对其进行优化和改进，能够更好的推动城市进行发展进步。二、三维探地雷达工作原理与方法探地雷达通过发射天线向地面发射高频电磁波以及短波。高频电磁波通过地球表面或物体之间的电差异反射，由接收天线接收，然后反射回地面。高频电磁波传播时，其路径、电磁场强度和波形取决于介质的电性和几何形状。因此，通过采集、处理和分析，可以有效地确定地下界面的空间位置、结构或地质。三维定位仪（GPR）通常记录脉冲反射，正负峰的形状用黑白或灰色表示，因此可以计算出具有相同相位轴或相同灰线和相同颜色线的地下或目标。在波形图中，波形上的每个点都被记录在测量线的垂直线上，以形成雷达剖面。结合雷达剖面图，操作员可以识别地下障碍物。众所周知，雷达的探测效率主要取决于目标的电磁特性和环境、目标的深度以及电介质对电磁波吸收的差异和几何尺寸。目标物体、干扰波的类型和强度，这些因素都会不同程度地影响探地雷达（GPR）的探测效果。此外，在使用三维探地雷达（GPR）的过程中，工作方式会因工作要求的不同而有所差异。因此，在使用过程中，员工必须根据工作区域的具体情况，选择科学合理的探地雷达（GPR）工作方式。常用的方法有单面法、多涂法和广角法。在实际操作中，可以根据不同的需求选择测量参数，获取不同分辨率以及探测精度的雷达剖面。正常情况下，为获得最佳探测效果，应在进入工作区域前进行类似现场条件下的目标选择测试。工作人员和探地雷达（GPR）进入工作区后，将测线和测点穿过待测物体。另外，在探测不显眼物体的过程中，探测人员应根据实际情况对线距和点距进行加密，便于后续数据对齐和处理，提高检测效果。三、三维探地雷达管道探测应用1、方法试验现场调查与应用在城市地下管线探测过程中，由于城市地形条件非常复杂，地下浅层介质非常不均匀，管线布置非常密集，三维探地雷达的探测和解译变得尤为复杂。为了有效地执行GPR检测，必须利用在部署GPR测线和现场勘测之前收集的资源来详细了解被测物体的管道直径、材料质量和埋藏情况。同时，需了解目标管线的大致走向、位置以及埋深，做好对场地条件、环境条件及可能影响因素的了解。测试如何在勘测区域内为地下管线的实际埋设选择一致的不同类型、不同埋深的管线，可以提高机械设备的使用率，提高所选检测方法的有效性和选择最合适的工作参数。学习方法测试还用于增强我们对各种管道的异常反射形状、尺度和波形特征的理解，关注道路结构、地下介质和其他管道对目标管道探测的影响。在埋设非常密集的管道时，应现场检查其他管道的规格、材料、埋深和到目标管道的位置，以帮助确定目标管道是否不健康。2、应用剖面法探测在对地下管线进行探测的探地雷达一般是运用剖面法。也就是发射和接收天线通过使用固定距离沿测线的同步方向进行移动和探测。在全面了解被测管道的大致方向和位置后，在合适的场地放置测线，并标出起始位置。目标管道。每个测点至少应布置2-3条测线，测线之间的距离应根据现场情况明确规定，一般为1-2m。在布设测线过程中，应避开地下管线维修井等可能有强反射的非目标物，以免影响仪器参数调整和目标管线识别异常。已知管道应尽可能遍历，以帮助校正在目标管道周围平行排列的其他已知管道出现过程中的时间深度。对于管道分支或交汇点，必须将测线定位在不同的管道方向或分支方向，明确管道的位置和方向，然后采用合法特征点的交叉点。随着管道的加深、直径的增长以及作为端点，需要检测加密的配置文件。在大型且位置趋势已知的管道流程中，要沿趋势位置放置测量线探测。对于埋地建筑物和附属设施，要知道目标管道的位置，并尽可能在干扰较小的位置选择测量断面，有助于及时发现异常。3、地下金属管道探测应用城市地下管线是非常隐蔽的工程，通常为了满足施工要求而布置得很清楚。一般来说，金属管道是通过地下管道探测器来识别的，但是对于直径较大或深部连续性不足的金属管道，通过对管道探测器的使用，整体探测效果相对较差，因此通过运用探地雷达进行探测工作。同时，金属管道的介电常数与周围的介质之间存在比较明显的差异，当电磁波入进入到地下管线的表面时，也会形成强烈的反射波幅、波形等特性，空间定位可以明确地下金属管道。4、地下水泥管的探测应用自从引入三维探地雷达以来，水泥管道检测已经成为可能，主要是由于管道探测器对非金属管道的检测效果相对较差。对三维探地雷达的探测效果的材料参数主要是以介电常数和电导率为主的。城市地下管线与其周围介质的区别比较大，在地下管线内外的界面处，反射波的叠加效主要是由于天线频率、管壁厚度以及周围介质的介电常数来确定的。由于介质的吸收系数与电导率之间是正相关的，当介质的电阻非常小时，反射波就会大大衰减，导致反射波信号不断减小。在特定的探测任务中必须选择不同的截面位置进行探测的原因是不同截面的地下介质的电学变异性差异很大。5、地下光缆探测目前市场上常用的探地雷达不是屏蔽天线，架空电缆发射的电磁波在空中几乎没有衰减，干扰强，影响广泛。有效异常的叠加会影响探测效果。但它也启发了相关工作人员使用探地雷达对地下光缆进行探测。在一般的情况下，由于光缆的直径小，地下埋藏的深度也比较深，探地雷达的分辨率以及探测深度不能很好的满足探测过程中的探测要求。结语总之，在城市发展的过程中，地下管线的数量也有了极大的增加，埋藏环境越来越复杂，对地下管线探测的要求也越来越高。因此，需要对探地雷达技术的工作原理做好深入的分析，灵活的将三维探地雷达技术使用在地下管线探测中，为城市建设提供有效地参考。参考文献[1]张劲松,丛鑫,杨伯钢,王星杰,刘英杰,李新煜.地下管线探测雷达图特征分析[J].地球物理学进展,2019,34(03):1244-1248.[2]代启林,化得钧,李娟,杨国庆,肖光莉.探地雷达在含水地下管线探测中的研究[J].工程勘察,2018,42(0