佛山市测绘地理信息研究院 广东佛山 528000
摘要：在城市建设过程中地下管线的探测工作十分重要，在实践工作中，人们采用地质雷达的方式进行探测，可以了解城市地下管线相关的数据，进而能够促进城市地下管线施工中效率的提升。下文结合地质雷达具体工作原理，分析其城市地下管线的运用策略，希望能够对今后类似工程带来一定的参考。
关键词：城市地下管线；探测；地质雷达；应用；探讨
当前，我国推进城市化建设的步伐越来越快，城市地下管线规模和数量也会逐渐增加，而且地下管线的构成也变得逐渐复杂。此外，由于地下管线布置网所带来的问题使得部分城市出现许多问题，例如城市发生内涝的情况、道路塌陷以及管线爆裂的事故，有的管线由于年代久远以及现存资料不完善等，进而难以对地下管线进行普查。为了能够合理规划城市地下管线，可以采用地质雷达进行探测，即通过高频电磁波的方式对地下介质情况进行综合分析，希望能够合理布置城市地下管线。
一、地质雷达具体工作原理
在实施探究工作中，地质雷达（型号：、技术参数：锁定目标，进而完成数据的实时采集，此外，在背投式的光标以及十字线的光标可以精确定位,完成多种技术条件下的目标物深度计算）作为一种高频的电磁波探测对地下的介质具体分布情况进行探测，在工作中的基本原理如下：雷达在地面上继续进行移动，同时也可以结合天线发射电磁波对底线管线进行探测，一旦当地的电磁波面对不同的界面之后就会产生折射、反射或者是透射[1]。如果电介质间发射的电性差异比较大的情况下，反射回波所带来的能量也非常大。当反射电磁波进入地面之后，此时，电磁波就会和发射天线进行同步移动并在完成天线接收信息之后，通过雷达主机才可以有效反射对应的波面至对应的相位、时间、波长以及振幅等的特征都会被记录下来，随着信息的叠加越来越大，滤波降噪以及完成图像合成之后就可以得到地面扫描的图像。
图1 探地雷达工作原理示意图
二、地质雷达在地下管线探测中的运用
（一）电磁波实施传播过程中的参数
在地下管线探测过程中，地质雷达所要求的传播参数需要控制好对应传播速度，同时工作人员还需要掌握主衰减系数以及界面反射之间的系数，因为这些不同的介质会对电磁波的传播情况带来直接的影响。
（二）选择参数情况
在地质雷达实施探测过程中，工作人员需要掌握对应的参数，并且通过设计良好的参数来充分保障地下管线实施探测中取得良好的效果，工作人员就可以在地质雷达的探测中准确掌握对应目标物[2]。因此，在实际的施工过程中就可以选择良好的参数，例如工作人员需要充分考虑中心的频率发生情况、采样时窗以及天线距、采样率方面等综合因素。
（三）垂向分辨率的影响
由于地质雷达在实际的探测过程中需要对根据地层或者具体的目标物进行双面探测，即上面和下两，如地下管线处于两面与围岩中间或者是上下地层之间存在十分明显典型的差异项，这就会在底面和顶部产生反射波，此时所带来的分辨率就不会出现重叠，即分别通过顶面、底面而反射出对应的两个脉冲，或者其出现不显著的重叠，则可以有效分开，但是这种分开就会出现最小距离，即垂直分辨率。
（四）横向的分辨率
垂向分辨率主要是反射波在不同的时间中所带来的分辨率差异性，而横向分辨率则主要是在空间中的分辨率。根据射线理论可知，地下介质中所带来的反射主要源自斯奈尔的几何定律，同时也可通过此方式证明此观点。
三、结合案例具体地质雷达实施探测的具体情况
在地质雷达实施探测过程中，该测区域在某市内，其中需要实施探测的区域主要存在如下几种不同的管线，即：给水管线、不明管线、排水管线、电力管线、燃气管线、电信管线以及热力管线等。因此，在本次实施雷达探测中，主要的目标管线都埋深比较浅，即大约为0.5m至4.0m。
（一）地质雷达探测工作情况
工作运用地质雷达对目标管线实施探测过程中，主要结合雷达波发射至地下进而在介质中可以有效传播。如果地下介质属于比较均匀的情况下，此时的雷达波就难以发挥反射或者只能出现比较弱的能量。如果遇到地下介质出现管线的情况，此时产生雷达波就会使得管线的周围界面有许多不同的反射波，由于反射波所形成的具体形态和地下管线的介质直接有十分密切关系，例如管线具体的材质情况、管线的直径大小以及具体的埋深等，这就需要探测雷达能够对相应的反射波所从形成的曲线状态、相位和振幅强度特征则能够判断出地下介质实际的形态、具体的空间分布情况和性质等[3]。如果管道中出现不同的充填气体以及液体等介质的情况，此时就会和围岩介电的常数发生差异，这就需要地质雷达实施探测中提前掌握对应地球物理特点（具体见下表一）。
（二）具体的工作方法以及技术
在实际的地下管线探测情况可知，工作结合管线探测情况和实际的探测场地要求情况可知，主要的横切管线其具体的走向、布置都可以通过地质雷达来掌握其剖面情况。在实际的工作方式中主要采用的是GPR的反射波对剖面情况进行综合分析，然后通过连续测量的策略能够得到较为准确的波形，其中的介电常数大约为8至15。在实施探测过程中，工作人员可以采用的中心频率是260MHz、420MHZ天线，其中时窗的范围是50至75ns。
（三）地质雷达在管线探测中所得到的资料
由于地质探测过程中采用的是雷达管线的方式，同时在工作中需要工作人员确定对应管线在地下的具体分布空间以及位置，并且能够在探测过程中掌握好雷达所能够达到的剖面，然后结合其特征点和附近的位置至少进行两条探测，这就能够便于工作人员充分掌握地质管线的剖面信息。除此之外，针对同一探测中的剖面位置需要通过重复观测的方式，一方面可以尽量掌握真实的数据，另一方面则能够更好地展示出管线是否处于正常运用的状态，或者是管道发生异常的情况。在本次施工过程中，已有管线就需要调绘资料以及结合探测的资料实施综合的现场分析，然后结合雷达探测过程中所发生的异常特征而做出具体的分布，这就便于工作人员能够在管线探测中得到具有代表性的剖面。
本案例的地点在城市街道的旁边，周围环境情况是：居民区，社区医院以及能够双向行驶的交通道路。这一剖面位置在水泥路面，其中设计的探测目标是600mm左右的玻璃钢水管。在雷达对剖面情况实施探测过程中就可以得到剖面的前进方向大约5.0m位置，则可以得到正向同相轴异常的情况，并且随着异常的弧度在逐渐变大，则可以判定此位置是目标中水管。
图一
再如下图二，探测目标：200mm，材质属于铸铁燃气管。剖面的前进方向为4.15m，正向同相轴中发生拱形异常，而且弧度大，可以推断为燃气管。
图二
结束语
本文结合城市实地勘查所掌握的数据以及实测资料，使得地质雷达的探测工作能够在地下管线的检测过程中得到良好的效果，同时也充分验证当前的地质雷达技术可以运用于地下管线的探测工作中，即通过地质雷达中的高频电磁波而为人们准确掌握地下管线的位置，同时此技术还属于无损探测，能够获得良好的探测深、广度，对工作人员准确掌握地下管线的位置具有积极意义。
参考文献
[1]储征伟,李东阳,张书亮,周静.城市地下管线地理信息公共服务平台建设模式探讨[J].测绘通报,2014(12):44-47.
[2]张晓军,赵虎,徐匆匆.城市地下管线规划管理机制优化探讨——一种基于规划实施管理的视角[J].城市规划,2015,39(04):98-104.
[3]何江龙,江贻芳,侯至群.新形势下城市地下管线信息化的特点及对策[J].测绘通报,2017(01):12-17.
论文作者:马文瑞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/11
标签：管线论文; 地下论文; 地质论文; 情况论文; 过程中论文; 剖面论文; 反射论文; 《基层建设》2018年第13期论文;