浅析MALA地质雷达在城市道路检测中的应用

2021-06-29周谟炜

科技经济导刊 2021年16期

周谟炜

（深圳市勘察测绘院（集团）有限公司环境地质公司，广东深圳 518000）

城市化迅速发展背景下，由于城市道路的建设需求大，使用的要求也不断提高，保障城市道路的建设质量就成为比较关键的因素。城市道路施工工艺以及车辆碾压和材料应用等相应的因素，都会对城市道路质量产生影响，造成各种病害发生，这对居民日常出行也会造成直接影响，所以在对城市道路检测工作的开展方面是比较重要的，只有运用科学的检测技术，才能有助于提高道路检测的质量，为实际检测工作的顺利开展打下坚实基础。

1.城市道路缺陷状况以及常见检测方法

1.1 城市道路缺陷状况

城市道路的缺陷问题原因是多方面的，交通负荷量过大，使得交通拥挤堵塞，对路面结构会形成很大的破坏，城市化发展背景下，保障城市道路的质量安全愈来愈重要，为能有效提升道路的建设质量，要对道路缺陷的发生原因进行了解，从而才能有助于在预防方面针对性实施[1]。城市道路的缺陷类型多样，而出现缺陷的问题也是多样的，路基的不密实的缺陷问题是比较重要的缺陷类型，主要是路基开挖和施工时候，机械扰动以及生产质量没有得到有效控制，造成了扰动，这就造成大范围地层发生松散以及塌陷的问题。

再者，顶部脱空的问题也是比较常见的，这一缺陷问题主要是地下工程施工扰动所致，或者是路基在压实的时候存在局部不均匀沉降造成，对这一缺陷问题要充分重视，避免受到该因素影响对道路的质量产生很大程度的威胁。另外，道路塌陷的缺陷问题，主要是地表路基以下的岩土体在单独自然以及人为或是两者作用下结构产生陷落，在地面形成塌陷坑，这一缺陷问题对人身安全也会造成很大程度威胁。

1.2 城市道路缺陷常见检测方法

为能保障城市道路的安全，这就需要在对道路的缺陷检测过程中能加强方法的科学化选择，只有在选择合适的检测方法基础上，才能真正为城市道路检测的质量控制打下基础[2]。道路的检测采用无损检测的方式是比较关键的，这也是首选的检测方式，无损检测的方法中有电法以及磁法等检测的技术，但这些检测技术的应用都有着各自的优势和不足。如以下常用的道路缺陷检测方法的应用：

1.2.1 电法常用检测方法

城市道路缺陷检测的过程中，选择无损检测采用电法检测的技术是比较常见的，这一检测技术的应用能有助于获得精细的大尺度城市内部隐伏缺陷，像是结构以及断层产状等都能进行有效检测。施工效率比较更好，二次观测以及对低阻体比较灵敏，现场布置也比较迅速，能结合具体的需要通过多种电极布设的方式，二次开发软件相对比较常数[3]。这一检测的方法有不同的类型，如高密度电法以及电阻率层析法等。但该检测技术在实际应用中也有着一些不足，主要体现在观测的结果过多造成故障率增大，研究提存在尺寸效应相应问题。

1.2.2 磁法常用检测方法

城市道路检测中采用磁法的方式也是比较常用的，通过这一检测方法的应用，主要的优势就是能粗略了解深部的地质结构特征，尤其是大尺度的断裂识别能发挥积极作用，能对确定城市地质区块便捷，以及识别城市内大型大构造等发挥积极作用。该检测方法也有着不同的技术类型，如EH4 电磁法以及（CSAMT）、MT 大地电磁法等等，这一检测技术的应用也存在着一些不足之处，主要体现在浅部地质结构特征以及小规模构造分别能力差上，检测的精度有限[4]。

2.MALA地质雷达在城市道路检测中应用原理及实践

2.1 MALA地质雷达应用原理

城市道路的检测过程中对MALA地质雷达的应用，是按照相应技术原理开展的，MALA地质雷达应用中是向地下勘探的目标进行发射高频脉冲电磁，进行探测目标体，这样在电磁波介质中传播的时候，路径和电磁场强度等受到介质电性性质和几何形态的因素影响，接收到的介质界面反射波的幅度以及旅行时间等结合之下进行分析介质结构[5]。电磁波传播和介质电性之间有着紧密的联系，介质电性有电导率μ以及介电常数ε，电导率μ影响电磁波穿透深度，介电常数ε对物体中传播的速度产生影响，电性界面是电磁波传播速度界面，不同地质体的电性是不同的，不同电性地质体分界面会有不同回波，通过下图1能够对MALA地质雷达的应用工作原理进行了解。

图1 MALA地质雷达技术工作原理

MALA地质雷达的应用过程中在雷达天线的作用下，能对隐蔽目标全断面扫描，获得垂直二维剖面图像，工作过程中系统在天线的作用下向地下发射电磁波，信号在介质内部传播，遇到介电差异大的介质界面发生反射，以及折射等。两种介质的介电常数差异通常是比较大的，反射电磁波能量大，反射会的电磁波被和发射天线同步移动接收天线接收，雷达主机进行精确记录反射回的电磁波运动特征[6]。采用信号技术进行处理，这样才能有助于形成全断面扫描图，在这一图的基础上工作人员能对雷达图像判读，能对地下的目标物状况进行进行了解，对道路的状况能进行相应的了解。

2.2 MALA地质雷达在城市道路检测中的应用实践

城市道路检测工作的开展过程中，要注重在应用MALA地质雷达的时候能够做到科学合理，严格按照技术应用的要求进行落实，从整体上保障MALA地质雷达的应用质量，从以下应用实践方面加强重视：

2.2.1 注重布线测量工作的实施

城市道路检测过程中采用MALA地质雷达进行检测，在前期的准备工作要完善，能够保障现场的布线测量工作和实际工作的要求相适应，从而才能真正为后续的各项工作开展打下坚实基础。布线测量工作的实施中，对于现场探测范围要明确，探测区域覆盖现场的隐患以及探测的深度等要明确，结合拟建的标段工程特征以及相应的管控对象岩土工程特征，进行针对性布置，在布置的时候按照最小工作量达到最佳管控的效果目标开展。地质雷达法的应布置用通常结合异常点类型以及空间位置，通过井字型布置原则进行落实，纵横分布两条测线，将管控探测的各项工作进行完善，原则上布置四条测线，月入过是由于环境条件以及工程需要，测线布置要能结合现场的状况做好相应调整，只有在布线测量工作方面加强质量控制，才能为后续的正式检测以及成果的精确获得打下基础。

2.2.2 注重探测成果的有效处理

MALA地质雷达在道路检测中应用的时候，要注重在成果的处理分析环节加强质量有效控制，如在原始数据的处理环节是比较关键的点，保障这一环节的处理质量效果，才能有助于为道路的检测结果的准确获得打下基础。原始数据的处理需要应用 Reflexw 软件，能有助于就采集数据高效处理，在处理的时候要注重按照相应的操作步骤实施，去直流漂移，以及信号深部振幅常数偏移，然后进行静校正切除，找到时间零点，增益操作过程中主要是就图像深部信号放大处理[7]。然后水平噪声去除，将水平信号去除，对于有直达波信号和固定源干扰要注重将其调整成一致的信号，设置100值，之越小水平信号去除的效果就越好。整体平均去除水平信号能力弱。然后要注重采用巴托沃斯带通滤波的操作方式，去除整个信号频段范围没有用的频段信号，高截频以及低截频选择，做好噪音的消除工作。通过在检测的成果处理环节保障其质量，就能有助于从整体上提高道路检测中MALA地质雷达应用的效果，从整体上提升道路检测的质量水平。

2.2.3 MALA地质雷达应用案例

为能够说明MALA地质雷达在道路检测当中的应用效果，通过MALA地质雷达的应用案例的效果进行说明。某交通道路施工中，路面发现有明显沉降的缺陷，需要物探测量对沉降原因做好相应分析工作，并能准确判断。现场发生沉降位置是在车道的中间，只能是通过平行于车道布线的方式，采用MALA地质雷达的方式，天线频率250MHz，足底探测的深度在十米左右，检测的时候按照车道方向发生地面沉降位置水平进行布置等间距四条测线，测线长度每个二十米，结合现场测得的数据进行处理，通过相应的处理效果图能发现，距离起点15m的前后有长度5m异常区域，这一区域电磁波的反射信号值是最多的，呈现近似水平带状的分布，有多次反射信号，能够推断是地下脱空。钻孔验证是存在空洞问题，然后最终采用灌浆处理的方式进行应对。