地质雷达在工程物探中的应用

冯晓知

（中化地质矿山总局湖南地质勘查院，湖南 长沙 410004）

随着现代社会经济的快速发展，我国的城市建设事业取得较大的进步，各地区的工程建设规模不断扩大，工程勘探要求日益提升，如何有效开展工程物探、为工程建设提供精准数据，是当下需要重点思考的问题。在实际过程中，工作人员可以结合具体情况，分别在道路工程、地下管网工程、地质勘探工程、桥梁工程、公路质量检测中应用地质雷达技术，全面获悉地下基本情况，获取全面、准确的数据资料，为进一步开展各项工程建设活动提供有力依据[1]。

1 工程物探相关概述

工程物探，就是指工程物理勘探，工作人员利用相关仪器设备，确定地下岩土层的物理性差异之后，观测起自然变化，获取其人工物理场的变化，以此确定地下地质空间范围，获取地下空间的大小、深度与形状特征，确定岩土体的物理参数，为解决实际工程问题提供具体依据。在工程物探的过程中，根据不同的探勘对象，可以将物探划分为三大类别，分别为：水工环工程物探、固体矿工程物探、石油工程物探等，一般情况下，我们使用的都是水工环工程物探，也可以直接称其为工程物探[2]。

第一：探地雷达，工作人员可以结合不同的工程目标，灵活选择剖面法、多剖面法、透射法、宽角法、透射法等不同方法，这一技术也是本文研究的地质雷达的基础技术形式。

第二，电法勘探，工作人员可以分别选择高密度电法、电测深法、可控源音频大地电磁测深法、自然电场法、瞬变电磁法等进行作业。

第三，弹性波测试技术，工作人员可以分别选择地震波法与声波法，其中括声波法又可以分为穿透声波、脉冲回波、穿透声波、声波反射等；地震波法可以分为连续地震波速测试、地震测井等[3]。

2 地质雷达在工程物探中的应用特点及其影响因素

2.1 地质雷达在工程物探中的应用特点

地质雷达技术是一种多学科合作的产物，其具有一定的综合性特点，这是上述多种不同的勘察技术所不具备的优势，同时也是拓展其应用范围的主要依据。在工程物探中，地质雷达的应用主要体现出以下特点：

第一，具有较高的分辨率。在目前的地质雷达技术应用中，可以发现，这一技术的分辨率要远远高于上述探地雷达、电法勘探、弹性波测试技术的分辨率，其可以细化到厘米单位，且工作频率可以达到5000 兆赫兹以上。结合数据资料分析情况可以发现，其具有较高效率的计算机处理能力，能够高效处理信息资料与数据资料，从而精准把握地质雷达技术获取到的探测对象的物理特性与形状特点[4]。

第二，具有明显的无损特点。无损特点就是在地质雷达物探过程中，不需要进行钻孔等操作，不会对探测对象造成损坏，不会做出损伤性行为。

第三，具有较高的工作效率。地质雷达的设备较为轻便，现场操作人员需求较低，不需要大量的现场人员，且探测速度较快，能够在极短的时间内获取数据，完成数据分析、数据处理、成像等环节，具有较高的探测效率。

第四，具有较强的抗干扰性。在实际作业过程中，地质雷达的应用限制条件较少，其主要是通过便携式微机进行数采集，完成数据成像工作，能够在多种不同的环境中完成作业[5]。

2.2 地质雷达工程物探效果影响因素

地质雷达是的工程物探效率较高，且其探测精度对于开展后续工程建设而言具有直接影响。因此，工作人员需要将探测精度作为工程物探的主要元素，深入分析以下多种影响因素作用。

中国国际进口博览会“2018年产业国际竞争力合作论坛”11月8日在上海举行。论坛以“一带一路”倡议下的产业国际合作与竞争力提升为主题，共同探讨产业国际合作的路径和模式，发出产业国际竞争力合作倡议，发布《城市经济圈产业国际竞争力报告》。

一方面，不同的频率特性会影响地质雷达的探测精度，雷达的电磁波主频率越高，其主频段的宽度越宽，波长越短，其才会具有更高的分辨率。此外，雷达测试的外界干扰也是影响地质雷达探测精度的主要因素之一，这主要是由于电磁波能够在任何介质中进行传播，且其呈现出规律性的递减趋势，若介质中的干扰过强，则会影响探测结果，降低探测精度。

另一方面，地质雷达的工程物探过程若是出现能量衰减的情况也会造成探测精度误差，比如：若高频信号、宽频信号的电磁波在介质中进行传播，则会出现不同程度的能量损耗，出现不同程度的信号传播速度差异，以此造成成波速度误差，影响地质雷达在工程物探中的有效性[6]。

3 地质雷达在工程物探中的应用措施

3.1 地质雷达在道路工程物探中的应用

道路工程是我国各地区城市建设的主要工程类型之一，在道路工程建设的各个环节中，工作人员均需要使用地质雷达技术开展工程物探工作，以便于获取精准数据，为有序推进工程建设提供真实依据。

首先，工作人员可以将地质雷达技术运用于道路建设之前的工程物探中，对道路工程建设地点所在区域的地址结构、地质条件等进行勘察，获取精准数据资料，分析其中的阻碍性因素，比如：存在暗河、存在电缆等不同的物体。之后，在工程设计的过程中，工作人员可以结合探测得到的数据信息进行有针对性的设计工作，提升设计方案质量，为顺利建设道路工程奠定基础[7]。

其次，在道路工程的建设过程中运用地质雷达技术开展工程物探工作。在实际过程中，工作人员可以利用地质雷达技术准确检测道路路面厚度，将检测到的道路路面情况通过图像的方式呈现出来，便于工作人员直观观察道路情况，明确各个区域中质量不达标的地方，以此进行修正与重点改进。工作人员可以充分利用地质雷达技术应用优势，对整个道路工程建设进行监管，以此提升道路工程质量，便于后期维护道路。在具体应用时，工作人员可以以阶段性跟踪的方式落实各项检测技术，在每一层路基、路面铺设完成之后进行监测，深入分析检测结果，及时发现质量不合格的地方，从而提出有效的解决措施，避免其在后期道路运行过程中发展成为重大道路质量问题的隐患，提升道路工程的建设质量。

最后，工作人员可以将地质雷达技术运用于道路工程建设之后的日常维护中。在道路工程建设之后，会长期投入运行，经过较长时间的使用，会不可避免的出现一些质量问题，若不能够及时发现质量问题对其进行修整，则不利于维护道路运行安全。英雌，工作人员需要将地质雷达技术运用于道路维护中，检测各个区段的道路质量情况，检查路基、路面等是否出现质量问题，及时处理问题，排除安全隐患。

3.2 地质雷达在城市地下管廊工程物探中的应用

地下管廊工程是我国目前城市建设中的重要工程之一，其建设效果能够直接影响地区人民的日常生活质量。因此，工作人员可以将地质雷达技术运用于地下管廊工程的物探工作中。在实际过程中，经常出现一些地下管廊工程建设中缺乏地下管线资料，资料不完整、资料真实度不足等情况，导致管廊工程在建设的过程中经常出现设计变更、建设停滞、管廊工程周边区域停气停电等情况。工作人员可以利用地质雷达技术优势，准确获取地下现有管线的分布与走向情况，获取全面的数据资料，从而为开展地下管廊建设提供数据支持。

3.3 地质雷达在工程地质勘察中的应用

工程地质勘察是各类建设工程中的重要环节之一，其质量要求极高，若地质条件的变化较大，则需要获取各个点的资料，否则无法充分满足工程建设的数据资料需求。为了进一步提升工程地质勘察的有效性，建议工作人员面对一些特殊地质条件时引入地质雷达技术。举例分析，若面对软土地基，则工作人员需要结合软土地基中的含水量、承载力、压缩性等参数变化情况，考虑到工程建设中软土地基变形不利于维护工程质量的特点，需要确定软土地基的厚度，促使地质雷达信号呈现出不连续的反射波，此时反射波的视周期会大幅度降低，工作人员可以获取较好的探测效果[8]。

3.4 地质雷达在桥梁工程物探中的应用

桥梁工程也是较为常见的城市建设工程之一，在实际建设的过程中，工作人员需要结合空气、水等介质对电磁波的作用影响，利用这一作用及时发现桥梁工程建设区域中地下结构问题，比如：是否存在蚁穴、是否存在水坝裂缝、是否存在涌通道等。利用地质雷达技术，能够直接检测出桥梁工程中存在的隐患问题，促使工作人员能够在初级阶段解决这些问题，避免在建设后期出现建设安全事故。

3.5 地质雷达在公路质量检测工程物探中的应用

公路质量检测是各地区维护公路整体运行质量，营造良好运行环境的重要工作内容。公路质量检测目标主要为地区公路的路面质量、路基质量，检测公路中混凝土路面结构情况，分析路基承载力水平，及时发现路面裂缝隐患、路基塌陷、不均匀沉降隐患等，而地质雷达技术能够为发现这一隐患提供技术支持，同时为解决这些隐患提供地质物理特性数据。工作人员可以利用地址雷达技术检测道路结构，避免出现道路局部遭受破坏的情况，若道路局部出现质量问题，则介质会出现电性变化，雷达信号的反射波频率、频谱特征等均会发生变化，工作人员就可以结合这些变化推测路基受损情况与位置。

4 结语

综上所述，在实际过程中，工程物探是各工程建设项目中的主要环节之一，工程物探质量能够直接影响工程建设整体质量与效果，因此，如何提升工程物探有效性，则是需要重点思考的问题。在实际过程中，工作人员需要充分发挥地质雷达的勘探作用，结合雷达勘探数据资料，准确分析地质特征，把握深度与介质结构，同时获取地下分布的连续界面，凸显地质雷达的技术应用优势。此外，工作人员要分别结合不同类型工程的实际情况与内容，提出具体的应用方法，以此为各类工程提供技术服务，为我国城市建设与发展提供技术支持。