地質(zhì)雷達在高速公路橋梁基底溶洞探測中的應(yīng)用

地質(zhì)雷達在高速公路橋梁基底溶洞探測中的應(yīng)用摘要：結(jié)合地質(zhì)雷達在南（川）萬（盛）高速公路老房子1號橋基樁基底溶洞探測數(shù)據(jù)進行分析，并利用現(xiàn)場開挖方式驗證了探測結(jié)果的有效性，避免基底坍塌給橋梁安全帶來的威脅，其工程實例可供其它工程參考。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達;溶洞;無損檢測

abstract:combinedwiththegeologicalradarinthenanchuantowanshengexpreewayoldhouseno.1bridgepilebasecavedetectiondataanalysis,andtheuseofthesiteexcavationprovedthevalidityofthedetectingresults,avoidthebasecollapsetobridgesafetythreat,theprojectcanbeusedasreferenceforengineering.

keywords:geologicalradar;cave;excavation

中圖分類號：u412.36+6文獻標識碼：a文章編號：2095-2104（2012）

1工程概況

老房子1號大橋位于重慶市萬盛區(qū)叢林鎮(zhèn)永勝村，東側(cè)約80m處為南萬鐵路、約200m處為s303省道，三者走向基本一致，相互近于平行。橋梁位于分離式路基路段，分設(shè)左右線橋，左線橋布置為20m（橋起lk8+061.92，橋止lk8+294.08，橋梁全長232.16m，中心樁號lk8+178）預(yù)應(yīng)力混凝土t梁橋和右線橋布置為20m（橋起k8+061.92，橋止k8+294.08，橋梁全長232.16m，中心樁號k8+178）預(yù)應(yīng)力混凝土t梁橋，全橋為兩聯(lián)，均采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)體系。大橋位于斜坡中下部，西側(cè)坡腳為孝子河，為區(qū)內(nèi)最低侵蝕基準面；橋位跨越巖溶槽谷，橋位區(qū)地貌總體屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌，地形變化連續(xù)，溝壑與丘陵相間。

2地質(zhì)雷達原理

地質(zhì)雷達法通常是一種地下甚高頻到微波段電磁波反射探測法。其工作原理是：發(fā)射器通過發(fā)射天線向持力層巖石中定向發(fā)射電磁波，工作時天線貼在樁底持力層表面，沿測線勻速移動。在樁底前方巖體內(nèi)部定向傳播的電磁波當(dāng)遇到有電性（介電常數(shù)和電導(dǎo)率）差異的界面時即發(fā)生反射。反射波由處于接受狀態(tài)的接受電線和接受器所接受。另外，最先收到由發(fā)射天線經(jīng)天線所在巖體表面到達接收天線的直達波并作為系統(tǒng)時間的零點。通過對反射波信號進行一系列的后處理（輸入有關(guān)參數(shù)、濾波、放大、改變顯示方式和編輯等）后，取反射波往返時間之半，乘以相應(yīng)介質(zhì)的雷達波速度即為反射目標深度。再根據(jù)反射波的強度、形狀及其在縱向和豎（環(huán)）向上的變化情況來判別反射目標的性質(zhì)（目標識別），如斷層、空洞及破碎帶等。原理如圖1所示。

圖1地質(zhì)雷達原理圖

3現(xiàn)場檢測

3.1參數(shù)的選擇

a天線中心頻率的選擇

4.1數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集后，對數(shù)據(jù)的技術(shù)處理至關(guān)重要也相對復(fù)雜。處理步驟如下：a確定地面反射波信號位置；b設(shè)置和修改介電常數(shù)，計算深度信息；c信號振幅增益調(diào)整；d水平相關(guān)分析，消除雪花噪音干擾；e背景去除，顯示構(gòu)造特征；f一維頻率濾波；g反褶積、一維頻率濾波；h偏移歸位；i調(diào)整曲線形態(tài)；j希爾伯特變化；k添加地面高程信息，并利用高程歸一化函數(shù)進行處理；l靜態(tài)校正。

圖3是老房子1號橋左幅3-2號樁樁底經(jīng)處理后的圖像。經(jīng)判斷樁底下方存在溶洞。

圖3地質(zhì)雷達成果圖

4.2開挖驗證

針對地質(zhì)雷達檢測到老房子1號橋左幅3-2號樁樁底存在溶洞的結(jié)果，施工單位進行了開挖驗證，當(dāng)挖至檢測面以下1米處時，出現(xiàn)溶洞?，F(xiàn)場溶洞見圖4、5。

圖4、5現(xiàn)場溶洞圖

5結(jié)論

5.1地質(zhì)雷達作為一種無損探測手段，對結(jié)構(gòu)無任何損傷破壞作用，方便、快捷、精度高；

5.2地質(zhì)雷達采集數(shù)據(jù)均重復(fù)檢查一次，數(shù)據(jù)有較好的重復(fù)性，測點解釋可靠性較好，定性解釋結(jié)果比較準確；

5.3采用開挖驗證的方式，可有效避免因基底巖溶給橋梁安全帶來的威脅。

參考文獻

【1】李大