地質(zhì)雷達(dá)在城市道路地下空洞勘察中的應(yīng)用

黃程鴻

上海市巖土工程檢測中心 上海 200436

引言

隨著當(dāng)代城市建設(shè)的不斷發(fā)展,道路安全管理成為保障人民權(quán)益提升社會主義建設(shè)步伐的重要舉措,當(dāng)代的城市建設(shè)對于地質(zhì)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(fā)展的更加龐大,最終形成塌方,危害行人安全。地質(zhì)雷達(dá)在地下空洞勘測中的應(yīng)用完全為道路安全管理提供了有效幫助,其技術(shù)性和便捷性更是讓地質(zhì)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(zhì)原因 地質(zhì)因素對于城市建設(shè)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(zhì)運動導(dǎo)致,地下土層在地質(zhì)運動當(dāng)中不斷改變其分布狀況,原本土質(zhì)厚度足夠的地方,由于土層挪動或者受到強(qiáng)壓,變得不再緊實,再加上地下水的沖刷,經(jīng)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(tài),加上地下土質(zhì)分布復(fù)雜還有地下水的存在,若是地下水位下降,就會形成相當(dāng)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(chǎn)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(jìn)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?？斩丛陂L年累月下不斷擴(kuò)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(jìn)行反復(fù)碾壓,特別是非開挖性管道施工當(dāng)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(xiàn)不同程度的擴(kuò)大以及延伸。若不及時勘察發(fā)現(xiàn),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(zhì)雷達(dá)的具體應(yīng)用

2.1 地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用原理 地質(zhì)雷達(dá)在現(xiàn)場勘測中的應(yīng)用原理 是應(yīng)用電磁波能在介質(zhì)中傳播的特性,勘測過程中,雷達(dá)向即將勘測的地面發(fā)射電磁波,在高頻電磁波下,地質(zhì)緊實和地質(zhì)疏松的地質(zhì)所呈現(xiàn)的電磁波反射不一樣,通過嚴(yán)格判斷分析,勘測人員可以不用進(jìn)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(jìn)行施工干預(yù),阻止空洞的擴(kuò)大[2]。

2.2 資料收集以及現(xiàn)場勘探 勘測工作進(jìn)行前,勘測人員需要充分掌握將要勘測的路面周圍的地質(zhì)特點以及土壤類型,還需要根據(jù)城市道路周邊的環(huán)境大致了解該地的地質(zhì)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(huán)境,在減少對周邊環(huán)境的影響情況下,進(jìn)行地質(zhì)勘測,既保證交通通暢也保證勘測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(jìn)行過程中可能遇到的突發(fā)狀況進(jìn)行預(yù)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(jié)果的影響。工作人員可以在即將要勘測的路面圍起防護(hù)欄,確保勘測路段不會有車輛經(jīng)過,其次,在選擇勘測時間時,勘測人員應(yīng)該選擇車輛較少,天氣以及適度適中的環(huán)境下進(jìn)行勘測,確保測量數(shù)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(jìn)行。

2.4 方法技術(shù) 在選擇方法技術(shù)時,勘測人員不僅是需要充分掌握該地的地質(zhì)信息,還需要充分驗證方法技術(shù),在確定其測量結(jié)果能夠充分表現(xiàn)測量地底狀況的前提下,才能將勘測方法應(yīng)用到現(xiàn)實勘測當(dāng)中去。工作人員可以通過制造一個已知信息的地質(zhì)進(jìn)行地質(zhì)勘測試驗,用雷達(dá)向該地質(zhì)層發(fā)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(chǔ)上再進(jìn)行現(xiàn)場勘測,確保勘測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.5 儀器及設(shè)備的選擇 選擇勘測的儀器設(shè)備需要結(jié)合以上收集的地質(zhì)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(yīng)該選擇勘測深度較深的雷達(dá),除此之外,勘測所必須的數(shù)碼相機(jī)以及皮尺等等工具應(yīng)該準(zhǔn)備齊全。在確定好儀器設(shè)備之后,勘測人員應(yīng)該根據(jù)勘測地域的特點,設(shè)計出雷達(dá)的勘測線路[3]。

2.6 資料整理與分析 地質(zhì)勘測完成后,技術(shù)人員應(yīng)對同一路段的不同位置的勘測信息進(jìn)行比對,再參考勘測前的電磁波脈沖基數(shù),分析該路段可能存在空洞以及地質(zhì)土層松散的地方,從而采取補(bǔ)救措施?？梢愿鶕?jù)以上了解到的地質(zhì)環(huán)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(bǔ)救措施。除此之外,充分分析路段地質(zhì)信息,還需要將空洞的形狀、特點進(jìn)行詳細(xì)描述,充分分析空洞擴(kuò)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(jié)語

地下空洞已經(jīng)成為當(dāng)代城市建設(shè)的安全隱患之一,切實提升地下空洞的勘測技術(shù),應(yīng)用高科技,完善勘測工作內(nèi)容,是實現(xiàn)道路安全,減少道路隱患的重要措施。地質(zhì)雷達(dá)具有勘察時間短、效果佳以及勘測方便的特點,是當(dāng)代地質(zhì)勘探中最有效的一種勘測技術(shù),地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)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(dá)勘測在地下空洞勘察中的應(yīng)用效果,進(jìn)而提升低下空洞勘察的工作效率。