阅读说明：本技术 一种路基病害快速探测方法 (Method for rapidly detecting roadbed diseases ) 是由 李俊杰 葛龙进 张瑜鹏 邢恩达 郭佳豪 于 2020-04-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种路基病害快速探测方法。本发明在道路沉降最明显的区域布置若干位移监测点,采用装载不同主频屏蔽天线的地质雷达在平行道路方向的测线上逐一探测；将相同测线不同主频雷达探测结果对比分析,圈出振幅强且同相轴横纵向具备一定延伸规模或近似双曲线形状的电磁异常区域,将电磁异常标注于测线平面布置图上；根据雷达分析成果评价路基及下伏土体的脱空、空洞发育情况,并以此为依据确定地质灌浆的范围及灌浆深度,灌浆完毕后继续监测道路观测点的沉降情况。本发明可同时反映路面以下十几公分至几米深度范围内的电磁信息,电磁异常解译精度高,可为后续道路灌浆施工提供指导,同时可用于灌浆效果的评价。(The invention discloses a method for quickly detecting roadbed diseases. The method arranges a plurality of displacement monitoring points in the region with most obvious road settlement, and adopts geological radars loaded with different main frequency shielding antennas to detect one by one on a measuring line in the direction parallel to the road; comparing and analyzing the detection results of the same measuring line and different main frequency radars, circling an electromagnetic abnormal area which has strong amplitude and a certain extension scale or approximate hyperbolic shape in the horizontal and longitudinal directions of a same phase axis, and marking the electromagnetic abnormality on a measuring line plane layout diagram; and evaluating the void and cavity development conditions of the roadbed and the underlying soil body according to the radar analysis result, determining the range and grouting depth of geological grouting according to the void and cavity development conditions, and continuously monitoring the settlement condition of the road observation point after grouting is finished. The method can simultaneously reflect the electromagnetic information in the depth range of more than ten centimeters to several meters below the road surface, has high electromagnetic anomaly interpretation precision, can provide guidance for subsequent road grouting construction, and can be used for evaluating the grouting effect.)

一种路基病害快速探测方法

技术领域

本发明涉及公路路基病害探测领域，具体涉及一种用于公路路基病害探测的高低频组合天线地质雷达法。

背景技术

道路附近进行沉井及盾构施工易发生路面沉降，若不及时采取沉降位移监测，盲目施工，在车辆行驶过程中极易引发路面塌陷，造成生命财产损失。故查明道路路基及下伏土体潜在的脱空区域，并根据脱空情况适时采用固结灌浆对岩土体进行补强的措施对工程安全施工极为必要。路面地下岩土体脱空探测常采用物理探测方法，高密度电法与地震反射波法作为工程勘察领域常用的物探手段，均要求电极或检波器置于土体当中，故不便用于水泥路面的探测。地质雷达法是另一种常用的路面电磁探测技术，采用拖拽天线或逐点测量的方式探测地下岩土体差异，其探测深度及分辨率与采用的天线主频相关，低频天线探测深度较大但分辨率较低，高频天线反之，故采用单一天线雷达探测方式无法解决探测深度与分辨率之间的矛盾。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种沉井施工过程有关道路路基病害的快速探测方法，对不同主频的雷达探测成果对比分析，可提高电磁异常解译精度，探测成果为后续道路灌浆施工提供指导，同时结合实时监测数据，用于灌浆效果评价。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种路基病害快速探测方法，它包括如下步骤：

S1、在道路沉降量最明显的区域布置若干位移监测点，在道路沉降区及其周边区域平行道路方向布置若干地质雷达测线，从测线端点开始，每隔一定距离，一般取10m，用红漆在道路边逐一作标记；

S2、采用装载两种主频屏蔽天线的地质雷达在设计的测线上逐一进行探测，天线每移动至红漆标注处,在采集的雷达剖面图上打一标记，得到两种主频下地质雷达剖面成果；所述两种主频一般为100MHz及500MHz。

S3、将两种主频地质雷达数据处理成果对比分析，圈出振幅强且同相轴横纵向具备一定延伸规模或近似双曲线形状的电磁异常区域，按分项内容统计地质雷达电磁异常，并将电磁异常标注于测线平面布置图上；所述分项内容为测线号、异常里程区间、异常深度范围、异常描述等内容。

S4、根据雷达分析成果评价路基及下伏土体的脱空、空洞发育情况，并以此为依据确定地质灌浆的范围及灌浆深度，灌浆完毕后继续监测道路观测点的沉降情况；

S5、步骤S4中若灌浆完毕后监测结果显示沉降稳定，表明注浆效果良好，若沉降仍不稳定，重复步骤S2至步骤S4，直至监测结果显示沉降稳定。

进一步地，步骤S1中所述地质雷达是指MALA地质雷达。

进一步地，步骤S3中所述同相轴横纵向具备一定延伸规模是指同相轴横向里程差大于1m且纵向时间差大于20ns。

进一步地，步骤S4中所述评价路基及下伏土体的脱空、空洞发育情况是指脱空对应雷达异常特征体现为反射波振幅强，同相轴呈条带状，空洞对应雷达异常特征体现为反射波振幅强，同相轴呈双曲线状。

进一步地，步骤S5中所述沉降稳定是指日观测沉降位移小于3mm。

本发明的有益效果是：

本发明采用两种不同主频雷达天线组合探测，可同时反映路面以下十几公分至几米深度范围内的电磁信息，同时兼顾了探测深度与分辨率，不同主频的雷达探测成果对比分析，可提高电磁异常解译精度，探测成果为后续道路灌浆施工提供指导，同时结合实时监测数据，可用于灌浆效果评价。

附图说明

图1为本发明实施例的地质雷达测线布置及主要电磁异常区分布图；

图2为本发明实施例的100MHz天线地质雷探测剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明一种路基病害快速探测方法，该方法包含下列步骤：

S1、在道路沉降量最明显的区域布置若干位移监测点，在道路沉降区及其周边区域平行道路方向布置若干地质雷达测线，如图1所示，从测线端点开始，每隔10m用红漆在道路边逐一作标记。

S2、将100MHz屏蔽天线、MALA雷达主机及笔记本三者相连，打开雷达采集软件，设置雷达采集参数，本实施例中采用距离测量模式，采样频率1200MHz,时窗200ns,道间距0.05m,探测时一人拖拽天线缓缓走动，天线每移动至红漆标注处,在采集的雷达剖面图上打一标记，9条测线探测完毕后，将500MHz屏蔽天线接入雷达主机，除时窗设置为30ns外，其余参数与100MHz天线探测时相同，重复如前所述9条测线的探测，最终得到两种主频下地质雷达剖面成果；

S3、将100MHz及500MHz雷达数据处理成果对比分析，圈出反射波振幅强以及同相轴横向里程差大于1m,纵向时间差大于20ns的条带状电磁异常区域。将反射波振幅强，同相轴呈条带状区域推断为脱空，将反射波振幅强，同相轴呈双曲线状区域推断为空洞，如图2所示。按测线号、异常里程区间、异常深度范围、异常描述等四项内容统计地质雷达电磁异常，并将电磁异常用红色小线段标注于测线平面布置图上。如图1所示。

S4、根据步骤S3所述的地质雷达电磁异常统计结果及如图1所示的电磁异常平面分布特征，将地质灌浆的范围确定为里程34m～53m之间，灌浆深度确定为2m，灌浆完毕后继续监测道路观测点的沉降情况。

S5、若工作井施工过程路面沉降仍不稳定，则重复步骤S2至S4的高低频天线组合地质雷达探测工作，直至路面沉降稳定。

上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，这些均属于本发明的保护范围。