江苏、广西、河北管线探测报告

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江苏、广西、河北管线探测报告

使用雷达中心频率:GPR200MHz屏蔽天线进行探测

1.城市管线探测

非开挖地下管线施工场地管线探测是在非开挖施工前进行的。其主要任务是查明施工场地有无已铺设的地下管线(包括给排水、燃气、热力、工业等各种管道以及电力和电信电缆),如有,则查明地下管线的平面位置、走向、埋深(或高程)、规格、性质、材质等,并编绘地下管线图;除此以外,还应查明每条管线的铺设年代和产权单位。其目的是为了保护已有地下管线,防止施工时造成对管线的破坏,因此,其探测范围应包括整个施工区域和可能受施工影响威胁地下管线安全的区域。

2.地质雷达管线探测原理

GPR方法是一种用于确定地下介质分布的广谱(10MHz~3GHz)电磁技术。一个天线发射高频宽频带电磁波,另一个天线接收地下介质界面的反射波。电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度以及波形所通过的介质的电性性质随物性体界面几何形态而变化,根据接收反射回波的双程走时、幅度、相位等信息,推断介质结构和物性特征。

 

管线探测示意图:测线方向、管线走向、信号激发方向、图像显示、图像分析:

3.重要参数

介电常数:描述了物质材料储存和释放电磁能量的能力。它通常以无量纲的相对介电常数来表述,其中:

自由空间的介电常数为

 

相对介电常数表

反射系数:

反射系数用R表示,其中为上方相对介电常数,为下方相对介电常数。

反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异电性差异越大反射信号越强。反射振幅的大小,界面两侧介质的电磁学性质差异越大,反射波越强,反射振幅越大,从反射振幅上可以判定两侧介质的性质属性。

反射波的极性,波从介电常数小进入介电常数大的介质时,反射系数为负,即反射波振幅反向,反射波与入射波反向;从低速进入高速介质,反射波振幅与入射波同向。

根据振幅和极性去确定探测到的管线的材质。材质确认之后,根据相应的双程走时可以计算出管线的埋深,条件理想的情况下可以根据双程走时确定管线的管径(这种是在条件非常好的情况下才能去计算管线的管径大小)。在实际的管线探测过程中,往往只需要定位管线的走向、埋深即可,材质、管径大小不做具体要求。

 

4.材质的确认

城市中的管线大多数分为两大类,分别是塑料管和金属管,其中塑料管大多数为:PVC—U管、PE管、FRPP管、RPM金属管大多数为:给水球墨铸铁管、排水铸铁管和钢管

以下是根据相位来区分、管线材质:A为塑料管、B为金属管

几种典型的管线模拟数据

不同材质、不同充填介质管道物理模拟GPR记录

a)塑料、充气 b)塑料、充自来水 c)塑料、充盐水 d)金属

混凝土管道模型数值模拟GPR记录

左管填充空气,中间管半填充水,右管全填充水

在现实生活中管线探测存在很多干扰因素,特别是对城市管线的探测,例如高压电线、城市里面的信号塔、来往的车辆以及在道路回填时倾倒的建筑垃圾等都会对探测有一定的干扰,所以上述典型的管线案例可以作为我们去判断管线的一种参考依据,但是具体的管线特征还是需要结合现场的具体情况具体分析,接下来给大家展示在城市路面上,实际探测到的管线的一些案例。

 

5.现实案例

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