摘要：地质雷达探测技术是一种高频宽度电磁波地下管线探测技术，对于浅层的探测目标，具备无损、快捷、连续、准确、分辨率高等应用优势，应经成为目前地下管线探测的最佳方式，基于此，本文对地下管线探测中地质雷达的应用技术进行简单的阐述，立足于当前地下管线探测现状，分析地质雷达应用的优越性，并且针对具体的地下管线探测工程的实施，对比性重点突出该技术应用前后所产生的应用价值。
关键词：地质雷达；管线探测
一、地质雷达工作原理
（1）地质雷达（GPR）的原理概括地说，它是通过对电磁波在地下介质中传播规律的研究与波场特点的分析，查明介质结构、属性、几何形态及其空间分布特征。地质雷达由地面上的发射天线 T 将高频电磁波（主频为106～109Hz）以宽频带短脉冲形式送入地下，经地下目标体或不同电磁性质的介质分界面反射后返回地面，为另一接收天线 R 所接收，而其余电磁能量则穿过界面继续向下传播，在更深的界面上继续反射和折射，直至电磁能量被地下介质全部吸收。
（2）地质雷达发射天线在介质表面向其内部发射频率为数百兆赫兹的高频电磁波，当电磁波遇到不同界面时会发生反射及透射，反射波返回介质表面，又被接收天线所接收（所用的天线为收发合一的屏蔽天线）。此时，雷达主机记录下电磁波从发射到接收的双程旅时△t，当电磁波在介质内传播的速度V已知时，可由D=Vo△t/2式求出反射面的深度即目标体的深度。
（3）由此可知，电磁波的反射系数取决于界面两边媒质的相对介电常数的差异，差异越大，反射系数也越大。
二、地下管线探测中地质雷达的应用优势
1 无损快捷
地质雷达探测技术，对于浅层的探测目标具有无损的应用优势，而且该技术是利用接收以及发射高频宽谱电磁波，来有效的辨别地下介质的分布情况，可以利用先进的互联网辅助技术，实现地上操作，且该技术具有高速反射的作用，快速运转的联网形式，能够更加及时的掌握地下管线的实际分布情况，针对出现的问题，及时的采取解决措施，或者针对安全隐患，及时的做好控制防治工作，从而保障地下管线探测效率及质量，保障居民的正常生活秩序，推动优质城市建设。
2 探测准确且连续
地质雷达探测技术具有较高的准确性能，且对地下管线的分布探测呈现连续性，能够有效的避免探测结果的片面性，保障探测结果的完整性，同时，该技术是通过介质的介电性质以及介质相应的几何形态，来使得电磁场的强度以及相应的波形特征有所改变，从而能够使得不同形态、不同性质、不同功能的地下管线更加准确的呈现出来，有利于地下管线的准确选取，从而保障地下管线的铺设质量，同时保障施工安全，为整个地下管线的精准探测提供一定的参考与指导。
3 分辨率高，图像清晰，有利于城市建设
地质雷达探测技术的分辨率较高，所呈现出来的地下管线分布图像比较清晰，能够更加直接的掌握地下管线的实际分布情况，根据探测结果，进行科学的施工设计，强化设计质量，从而有效的服务于正式施工，为地下管线的正式铺设打好坚实的基础，另外，高分辨率的图像，也可以应用于整个城市建设探测，综合评定该城市的建设水平。
三、地下管线类别与分布
城市地下管线类型一般可以按用途、材质及管形来划分。按用途可大体分为[2]：①给水管道；②排水管道；③燃气管道；④热力管道；⑤工业管道；⑥电力管线；⑦电信管线；⑧综合管沟；⑨人防。按材质划分有以下几种类型[2]：①金属管道；②非金属管道（水泥管道和塑料管道）。按管形来划分：①圆形管道；②方形管道；③地沟（管沟）。
地下管线的分布原则为：①电力（或电信）、燃气、工业、给水、雨水与污水管线等按平行次序从建筑物向道路中心分布；②电信、工业、电力、燃气、给水、雨水及污水管线由浅入深地垂直分布于道路断面。
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四、地下管线探测步骤
（1）收集资料
收集资料可以提高地下管线的探测效率，避免盲目作业。收集资料也是贯穿整个项目中的、不能省略的过程。需要搜集的资料包括：①各种专业管线图；②需要探测的管线设计与施工图、竣工图以及其他技术资料；③相关人员记录资料；④工区内测量资料。
（2）现场踏勘
根据收集的资料进行实地踏勘，详细调查各条道路地下管线分布情况、车流量、人口密度以及等级控制点的分布情况，为后续技术力量分配和作业方案的确定做准备。
（3）仪器检验和方法试验
选取典型路段进行仪器检验和方法试验，选取最佳探测方法和仪器设备，以便提高施工效率和质量。仪器检验和方法试验完成后编写仪器检验和方法试验报告。
（4）编写技术设计书
编写详细的技术设计书是施工过程必要步骤，其内容包括：①作业目的、任务、范围；②人员组织和设备情况；③测区环境分析：包括交通条件、气候条件和地下管线概况；④测区地形和测量控制资料分析；⑤地下管线探测：包括方法分析、工作方法和技术要求；⑥地下管线测量：包括控制测量、管线点测量；⑦数据采集与处理方法；⑧地下管线图与成果表；⑨地下管线普查质量管理；⑩遗留问题与解决措施。
（5）地下管线探测
一般选取1︰500的地形图进行实地分组分片作业。
①从已知到未知；②从简单到复杂；③优先选用轻便、有效、快捷、成本低的方法；④复杂条件下宜采用多种探测方法以提高精度。
（6）数据处理
地质雷达在进行数据采集时，除了接收有效反射波外还会接收到各种干扰波。为压制这些干扰波，必须进行数据处理从而提高雷达记录的信噪比和分辨率，为地质雷达资料解释服务。
（7）数据解释与管线图绘制根据数据处理结果图及相关资料信息，确定地下管线的位置、形态、结构和属性，并绘制各种地下管线图以及建立与完善地下管网综合管理系统。
五、探测中需要注意的问题
1、在探测的过程中，很容易受到管线周围泥土等介质的影响
例如，对于一些地下水位比较高，土质填埋硬度不均的区域，特别是对于一些填埋了生活或建筑垃圾的区域，会使雷达探测的回波图像失真，不能准确确认管线点的位置和埋设深度，从而造成一定的探测误差。为了克服这一问题，适当的钎探和开挖验证是非常必要的，有阀门井的地方，可以打开井盖就直接看到管线了。这样可以通过验证，掌握地质雷达的探测误差值，对类似的探测区域，对探测值进行合理的纠正，确保探测值的准确性。
2、由于地质雷达只能在某一个断面内进行点对点的探测
要对一整条路线进行连续探测就无能为力了，我们当时就结合了收集到的竣工图纸和巡线人员的帮助，才很好地提高了工作效率。
结语
总之，目前地质雷达在地下天然气管线探测尤其是非金属管线探测中具有其他方法无法取代的地位。随着地质雷达技术的发展，其为城市地下管线的探测提供了很大便利。科技在进步，地质雷达的硬件会不断改进，软件的开发与创新也会大大改善，这一技术必将在城市地下天然气管网探测方面取得更大的应用和发展空间。
参考文献：
[1]常铮，地质雷达的工作原理及应用[j]，山西建筑，2007，33（21）：126-127
[2]陈军，赵永辉，地质雷达在地下管线探测中的应用[j]，工程地球物理学报，2005，2（4）：260-263
[3]杨剑，李华，探地雷达在城市地下管线探测中的应用[j]，物探化探计算技术，2010，32（6）：669-673
[4]王彪，谈地质雷达在探测地下管线中的应用[j]，工程建设与设计，2011，9（3）：130-134
论文作者:李洪云1,高应飞2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/17
标签：管线论文; 地下论文; 地质论文; 电磁波论文; 介质论文; 技术论文; 反射论文; 《基层建设》2017年第18期论文;