站東小區(qū)地質(zhì)雷達(dá)探測報(bào)告

1、地鐵1#線站東小區(qū)地質(zhì)雷達(dá)探測報(bào)告成都暢達(dá)通地下工程科技發(fā)展有限公司2008年9月目錄一任務(wù)目的1二. 探測工作量1三. 技術(shù)規(guī)范、規(guī)程3四. 場地工程地質(zhì)概況3五. 探測方法及原理3七野外工作方法及數(shù)據(jù)處理4八探測成果5九存在問題及建議8地鐵1#線站東小區(qū)地質(zhì)雷達(dá)探測報(bào)告一任務(wù)目的成都地區(qū)砂卵石地層，卵石含量較大，多水。七月，成都進(jìn)入降雨多發(fā)季，成都前后遭遇了幾場局地強(qiáng)降雨，使成都地鐵一號線施工受到了重大打擊。在盾構(gòu)已經(jīng)穿越的站東小區(qū)出現(xiàn)了兩次較大的塌陷，并且小區(qū)居民反映，房屋附近很多地方已經(jīng)變形。為了強(qiáng)力配合上海隧道股份有限公司的搶險(xiǎn)工作，我公司分三次派出了探測小組對站東小區(qū)內(nèi)及附近進(jìn)行了

2、雷達(dá)探測，目的如下： 了解小區(qū)內(nèi)（包括有條件的房屋）混凝土下部是否因?yàn)槎軜?gòu)施工存在空洞、不密實(shí)區(qū)域，是否存在有安全隱患的區(qū)域；并推測其大小及位置。 探測站東小區(qū)外附近的房屋、廣場、公路下面是否因?yàn)榈罔F施工形成的空洞、不密實(shí)區(qū)域；并推測其大小及位置。 經(jīng)過上海隧道股份近兩個月的搶險(xiǎn)補(bǔ)救，塌陷周圍都已進(jìn)行灌漿加固。再次用雷達(dá)探測了解小區(qū)內(nèi)及附近灌漿加固的效果，是否仍然存在安全隱患，并對三次探測成果進(jìn)行對比分析，以便進(jìn)行進(jìn)一步的處理。二. 探測工作量本工區(qū)雷達(dá)探測外業(yè)工作時間為：2008年7月21日、7月22日、7月31日、9月11日，分四次完成所有測線的探測工作，完成地質(zhì)雷達(dá)測線共計(jì)39條、測線長

3、度941m。詳見工作量統(tǒng)計(jì)表；測線布置詳情見雷達(dá)測線布置圖。表1 雷達(dá)探測工作量統(tǒng)計(jì)表序號測線編號測線長度（m）完成批次備注1A51樓梯口2A12513A1151坍塌位置4A1112015B112116C2217C11418C111419D8110D117111D1110112E30113E1461車棚14F122房屋內(nèi)15F1132房屋內(nèi)16G28217H47318H1253有供水管19H1123320H111373平行于下水道21I47322I147323I1124324J24325J12132612042722542832042943143051943162943272043383243

4、491543510104二棟二單元樓梯口3611124371225438135643914424合計(jì)941m三. 技術(shù)規(guī)范、規(guī)程本次雷達(dá)探測執(zhí)行巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）四. 場地工程地質(zhì)概況地鐵一號線所穿越的站東小區(qū)及周邊地形平坦，毗鄰火車北站，多小區(qū)及公共設(shè)施。根據(jù)現(xiàn)場鉆探揭露，場區(qū)砂卵石地層透水性好。五. 探測方法及原理地質(zhì)雷達(dá)是物探勘察高精度方法之一。地質(zhì)雷達(dá)（Ground Penetrating Radar，簡稱GPR）依據(jù)電磁波脈沖在地下傳播的原理進(jìn)行工作。發(fā)射天線將高頻（106109Hz或更高）的電磁波以寬帶短脈沖形式送入地下，被地下介質(zhì)（或埋藏物）反射，然后由

5、接收天線接收（如圖1所示）。根據(jù)電磁波理論，當(dāng)雷達(dá)脈沖在地下傳播過程中，遇到不同電性介質(zhì)交界面時，由于上下介質(zhì)的電磁性質(zhì)不同而產(chǎn)生反射和折射。 地質(zhì)雷達(dá)主要利用寬帶高頻時域電磁脈沖波的反射探測目的體。由公式 雷達(dá)根據(jù)測得的雷達(dá)波走時，自動求出反射物的深度z和范圍。圖1 地質(zhì)雷達(dá)的測試原理及其探測方法四次地質(zhì)雷達(dá)探測采用瑞典生產(chǎn)的RAMAC/GPR型探地雷達(dá)系統(tǒng)，前三次探測采用了500M屏蔽天線，探測深度可達(dá)2m左右；第四次探測采用100M天線，探測深度可達(dá)15m，并可對前三次探測進(jìn)行補(bǔ)充。探測場區(qū)測線布置見成果圖，由于500M天線探測深度很小，2米以下的地層情況我們無法了解；而100M天線體積

6、又較大，在探測過程中受到地物及房屋構(gòu)造的影響，測線不能覆蓋更多的地方，而且第四次100M天線探測時測線與前三次的布置有一些變化，但總的說來不會影響探測效果。七野外工作方法及數(shù)據(jù)處理1、野外工作方法根據(jù)甲方與我公司所交涉的探測方案，并根據(jù)實(shí)際情況，由我公司人員先在場地內(nèi)定好測線起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置，然后根據(jù)定好的測線測量。為了更好地選取合適的雷達(dá)探測參數(shù)，在正式開展外業(yè)工作前，我們在同一條剖面上進(jìn)行了多次方法試驗(yàn)對比。野外測量數(shù)據(jù)現(xiàn)場傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行初步處理，作出初步的推斷解釋，對異常點(diǎn)及突變點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)測量，以確保數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。2、數(shù)據(jù)處理采用的是中國礦業(yè)大學(xué)（北京）研發(fā)的GR雷達(dá)處理分析系統(tǒng)，進(jìn)

7、行數(shù)據(jù)處理。雷達(dá)數(shù)據(jù)的采集是分析解釋的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)處理則是提高信噪比，將異常突出化的過程。將野外采集的地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)中，應(yīng)用配套的地質(zhì)雷達(dá)處理軟件進(jìn)行處理。首先進(jìn)行預(yù)處理，即定標(biāo)點(diǎn)的編輯、文件頭參數(shù)設(shè)定及距離均一化。進(jìn)行定標(biāo)點(diǎn)的編輯主要是將漏打的定標(biāo)點(diǎn)補(bǔ)上，多余的刪除，使地面所標(biāo)樁號與雷達(dá)圖像上的定標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)起來，在此基礎(chǔ)上編輯文件頭，設(shè)定適當(dāng)?shù)膮?shù)，并進(jìn)行距離均一化。經(jīng)過預(yù)處理后，還要進(jìn)行一系列的數(shù)字化信號處理，通常的信號分析處理模塊有：振幅譜分析、功率譜分析、相位譜分析、滑動平均譜分析、二維譜分析；常規(guī)信號處理模塊有：漂移去除、零線設(shè)定、背景去噪、增益、譜值平衡、一維濾波、二維濾波、

8、希爾伯特變換、反褶積、小波變換；運(yùn)算模塊有：道間平衡加強(qiáng)、滑動平均、文件疊加、文件拼接、混波處理、單道漂移去除、數(shù)學(xué)運(yùn)算、積分運(yùn)算、微分運(yùn)算；圖形編輯模塊有：圖形的放大、縮小、壓縮、截取等。經(jīng)過上述數(shù)字信號處理后，可以有效地壓制干擾信號的能量，提高雷達(dá)信號的信噪比，使雷達(dá)圖象更易于識別地質(zhì)信息，清晰的反映地質(zhì)現(xiàn)象，從而提供更準(zhǔn)確的解釋結(jié)果。最終得到各測線的成果圖，以此對小區(qū)內(nèi)地下地基情況進(jìn)行分析評價工作。八探測成果1、前三次探測成果在前三次雷達(dá)探測中，我公司使用天線為500M天線，由于探測深度局限，不能得到深部信息。在這三次探測中，先后確立了大小20處異常，見附圖一。表2 雷達(dá)探測成果統(tǒng)計(jì)表（

9、一）異常編號探測情況1#混凝土（22cm）下部不密實(shí)，局部有空洞，易滲水，遇強(qiáng)降雨仍可能有塌方的危險(xiǎn)。2#該異常區(qū)域?qū)崬樯洗嗡阶{的相關(guān)區(qū)域，從圖中可以看出，注漿范圍未完全覆蓋存在隱患的區(qū)域，特別是靠車棚一側(cè)，仍可能存在空洞。建議將車棚一層追加注漿。3#小范圍混凝土下面不密實(shí)，對房屋影響不大。4#左線影響區(qū)域，存在安全隱患，建議在該處進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證，以便進(jìn)一步的處理。5#混凝土下部不密實(shí)，但對地鐵影響不大。6#該測區(qū)有地下不密實(shí)情況，局部可能存在空洞，可能存在安全隱患，建議適當(dāng)加固。7#混凝土下部小范圍不密實(shí)，但對地鐵和房屋影響不大。8#由于探測條件的限制，我們在該區(qū)域的測線布置未能加密，測線

10、長度也比較短，這三個異常區(qū)域可能都是21日發(fā)現(xiàn)的塌方體影響區(qū)域，建議對該區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一步探測（鉆探+物探），進(jìn)而更有力地進(jìn)行下一步隱患處理和事故的解決。11#、12#異常由于測線覆蓋范圍局限，異常范圍大小延伸情況有待查清。9#混凝土下部50cm以下不密實(shí)，較松散，但對建造物影響不大。10#12#混凝土下部有空洞，由于空間限制，測線過少，不能確定異常的范圍。13#20#異常范圍較小。由于探測前已對部分區(qū)域注漿，這使得地下物性差異有較大偏差，這些異常本身對周圍房屋沒有大的影響，情況較站東小區(qū)要好。2、第四次探測成果本次雷達(dá)探測中，我公司使用天線為100M天線，探測深度可達(dá)1520m，但由于100M天

11、線自身體積大，很多測線不能與前三次探測完全一致；本次探測共確定異常4處。由于探測之前上海隧道股份已經(jīng)投入了大量人力物力對站東小區(qū)內(nèi)坍塌及危險(xiǎn)地段進(jìn)行了灌漿、加固等處理，本次所確定的異常少（附圖二）。詳見下表：表3 雷達(dá)探測異常統(tǒng)計(jì)表（二）異常編號探測情況a塌方位置下部3.37.4m范圍仍然有部分土體較疏松，b4#、5#、6#三條測線相交位置亦存在異常，深度不超過4米，對房屋、地鐵影響不大。c位于盾構(gòu)左線正上方，3.46.5m深度范圍土體松散，對房屋有一定影響。d該異常較明顯，深度從混凝土下一直到8米左右的深度，位于2棟2單元樓梯口處，根據(jù)推測，異?？赡苎由熘练课菹旅?。 本次探測的重點(diǎn)地段之一為

12、站東小區(qū)二棟二單元的樓梯出口處，雷達(dá)圖像如圖2，從圖中可以看出，混凝土下部信號較弱，推測為空洞；深部同相軸連續(xù)性較差，推測地層由于地鐵施工受到擾動而變得疏松。圖2 10#測線雷達(dá)圖像3、加固效果（1）A11#測線部分雷達(dá)圖像如圖3所示，該測線經(jīng)過坍塌位置，雷達(dá)探測異常比我們?nèi)庋劭吹降奶秶?，顯然坍塌周圍一定范圍都存在安全隱患，而且還有向房屋延伸的可能。通過灌漿加固（圖4），我們第四次探測測線與前次一致，雷達(dá)圖像顯示，同相軸連續(xù)性較好，表明在坍塌位置灌漿加固的效果較好（不包括房屋里面，100M天線無法進(jìn)入屋內(nèi)進(jìn)行探測）。圖3 加固前A11#測線雷達(dá)圖像（部分）圖4 加固后1#測線同位置雷達(dá)圖像（部分）（2）當(dāng)然，有的區(qū)域在加固前后探測結(jié)果沒有明顯的改善，如第一次探測所布置的C#測線（圖5）與第四次探測所布置的4#測線（圖6）中部都有異常，同相軸連續(xù)性較差，可以判斷這里沒有進(jìn)行加固處理。圖5 C#測線雷達(dá)圖像圖6 4#測線雷達(dá)圖像（3）本次探測14#測線，離地鐵隧道軸線較遠(yuǎn)，受到地鐵施工影響較小。雷達(dá)圖像見圖7，同相軸較連續(xù)，地層條件較好。圖7 14#測線雷達(dá)圖像九存在問題及建議（1）四次雷達(dá)探測的時間緊，準(zhǔn)備倉促，現(xiàn)場都是以肉眼和地形圖進(jìn)行測線定位。因此，