汪賢良

摘 要：本文對(duì)地質(zhì)雷達(dá)工作原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，針對(duì)地質(zhì)雷達(dá)點(diǎn)測(cè)法在橋梁樁基巖溶檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究分析，結(jié)合本次研究，發(fā)表了一些自己的建議看法，希望對(duì)地質(zhì)雷達(dá)點(diǎn)測(cè)法在橋梁樁基巖溶檢測(cè)中的應(yīng)用起到一定的參考和幫助，提高地質(zhì)雷達(dá)點(diǎn)測(cè)法的應(yīng)用效果，更好地完成巖溶檢測(cè)工作，為之后的施工打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達(dá)點(diǎn)測(cè)法；橋梁樁基巖溶檢測(cè)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TU413 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在西部大開(kāi)發(fā)發(fā)展過(guò)程中，很多高速公路、橋梁以及隧道的建立都會(huì)受到巖溶以及采空區(qū)方面因素的影響。想要解決這方面問(wèn)題，首先要調(diào)查清楚采空區(qū)以及巖溶的分布和發(fā)育情況，僅僅依靠鉆探的方式，很難滿足投資以及工期等方面的要求。地質(zhì)雷達(dá)屬于最近幾年新興的一種勘探方式，與其他勘探方式相比，有著勘探成本低、分辨率高、勘探速度快等優(yōu)勢(shì)，非常適合對(duì)巖溶以及采空區(qū)分布和發(fā)育狀況的調(diào)查，本文就此進(jìn)行了分析研究。

一、地質(zhì)雷達(dá)工作原理

地質(zhì)雷達(dá)主要是借助高頻電磁脈沖波的反射來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地下目的體特征以及分布狀況的調(diào)查了解。其原理如圖1所示，借助發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻短脈沖電磁波，電磁波在傳播的過(guò)程中一旦碰到有電性差異底層或者目標(biāo)，就會(huì)出現(xiàn)透射和反射現(xiàn)象，天線接收反射波，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)電腦以反射波的形式將其記錄，之后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，可以根據(jù)反射波的反射時(shí)間、幅度、波形等方面情況，對(duì)地下目標(biāo)的位置、分布以及結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行判斷。

對(duì)于地質(zhì)雷達(dá)所探測(cè)出的數(shù)據(jù)，可以借助專(zhuān)門(mén)的處理軟件，結(jié)合波形、相位、頻率、能量等方面情況，對(duì)當(dāng)前地形中的地下水、溶洞等方面情況進(jìn)行了解和掌握。因?yàn)榈刭|(zhì)雷達(dá)主要是借助發(fā)射天線將具有一定寬度的高頻電磁波發(fā)射至巖體中，受到巖體中介電常數(shù)的影響，會(huì)產(chǎn)生不同的反射波，被接收天線接收。雷達(dá)的工作以介電常數(shù)作為基礎(chǔ)。一般空氣中介電常數(shù)為1，巖石大約有4～20，水介電常數(shù)為81，見(jiàn)表1。因此，探地雷達(dá)對(duì)水由非常高的敏感性，主要表現(xiàn)為：第一，地質(zhì)雷達(dá)對(duì)于含水率高物質(zhì)以及水反射極為強(qiáng)烈，有著非常大的反射波；第二，雷達(dá)波在其他含水界面的反射波相位與入射波相位剛好是反向；第三，當(dāng)雷達(dá)波通過(guò)水體之后，其中的高頻成分會(huì)被水體吸收，降低反射波優(yōu)勢(shì)頻率；第四，在雷達(dá)波發(fā)射過(guò)程中，一旦碰到有小型溶洞，將會(huì)表現(xiàn)出“雙曲線”反射形式。

二、地質(zhì)雷達(dá)點(diǎn)測(cè)法在橋梁樁基巖溶檢測(cè)中的應(yīng)用

（一）采集注意事項(xiàng)

首先，在開(kāi)展橋梁樁基探測(cè)時(shí)，需要盡可能地保證談側(cè)面的平整性，在進(jìn)行天線的移動(dòng)時(shí)，需要盡量保持勻速移動(dòng)狀態(tài)，并緊貼測(cè)量面，避免信號(hào)出現(xiàn)異常。其次，在實(shí)際的采集過(guò)程中，對(duì)于干擾信號(hào)，需要及時(shí)進(jìn)行記錄，比如說(shuō)金屬管件的反射信號(hào)等，在之后的判斷過(guò)程中，如果不參考現(xiàn)場(chǎng)記錄，會(huì)非常容易將干擾物錯(cuò)誤的判斷為地質(zhì)異常部位，在進(jìn)行記錄時(shí)，一定要詳細(xì)的記錄測(cè)線位置以及干擾物性質(zhì)，方便之后的分析。在移動(dòng)天線時(shí)，要注意打碼，同時(shí)對(duì)標(biāo)記位置進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。

（二）數(shù)據(jù)處理

因?yàn)闃痘撞繋r體的組成結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，同時(shí)不同的介質(zhì)對(duì)電磁波的反射以及吸收程度存在一定的差異性，檢測(cè)過(guò)程中還會(huì)受到外界各方面因素的干擾，導(dǎo)致天線接收的反射波強(qiáng)度變?nèi)酰ㄐ屋^為復(fù)雜，很難借助圖像實(shí)現(xiàn)對(duì)巖體構(gòu)成的判斷，因此，要做好對(duì)接收信號(hào)的處理。

一方面是增益調(diào)節(jié)，借助自動(dòng)或者手動(dòng)增益的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)雜波的抑制和吸收。通過(guò)增益點(diǎn)，可以將不同時(shí)段不同的放大倍數(shù)進(jìn)行記錄，清楚地顯示各段的信號(hào)。點(diǎn)之間的變化是一個(gè)線性變化過(guò)程，主要是為了避免因?yàn)樵鲆娴脑黾訉?dǎo)致“強(qiáng)反射”現(xiàn)象的出現(xiàn)。增益的變化盡量保持平滑，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)削頂現(xiàn)象，過(guò)小會(huì)丟失弱小信號(hào)。另一方面是濾波處理，受到高頻信號(hào)以及低頻信號(hào)的影響，真實(shí)有用信號(hào)會(huì)被掩蓋，借助濾波處理以及時(shí)頻變換的方式，可以將其中的低頻和高頻信號(hào)出去，最大限度降低外界因素的干擾。濾波可以使水平濾波，也可以是垂直濾波。

（三）雷達(dá)圖像分析

通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)圖像剖面可以更好地解釋地質(zhì)雷達(dá)資料所表達(dá)的內(nèi)容，如果前方介質(zhì)中有電性差異存在，那么通過(guò)對(duì)地質(zhì)雷達(dá)剖面圖的分析，就可以找到其中所對(duì)應(yīng)的反射波。雷達(dá)剖面圖主要是用來(lái)識(shí)別有相同反射波組的同相軸。也就是說(shuō)，當(dāng)雷達(dá)探測(cè)到構(gòu)造斷裂帶時(shí)，在剖面圖上會(huì)顯示出一條與之對(duì)應(yīng)的曲線，巖溶洞穴的波形則會(huì)由眾多細(xì)小拋物線共同組成較大區(qū)域，與周邊波形的區(qū)分十分明顯。大量實(shí)踐表明，地質(zhì)雷達(dá)對(duì)于溶洞、水、斷裂帶十分敏感，但是受到介電常數(shù)等方面因素的影響，實(shí)際探測(cè)距離往往會(huì)短于真實(shí)距離。

結(jié)語(yǔ)

借助地質(zhì)雷達(dá)點(diǎn)測(cè)法，與工程實(shí)際情況結(jié)合在一起，在橋梁樁基巖溶檢測(cè)中有著非常好的應(yīng)用效果，通過(guò)這種方式，可以準(zhǔn)確全面的探測(cè)出橋梁樁基區(qū)域內(nèi)地質(zhì)地形實(shí)際情況，尤其在巖溶發(fā)育的位置以及規(guī)模方面的探測(cè)，可以為之后施工方案的制定提供有利的參考。但是，在實(shí)際的應(yīng)用中需要注意，使用地質(zhì)雷達(dá)點(diǎn)測(cè)法進(jìn)行地質(zhì)檢測(cè)，探測(cè)深度以及精度很大程度上受到巖體性質(zhì)等因素的影響，越完整的圍巖，其實(shí)際探測(cè)精度就越高。

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