工-文区间探测方案.doc

工~文区间雷达探测实施方案

编制：

复核：

审批：

中铁五局沈阳地铁二号线一期土建工程第三合同段项目经理部

二00九年三月

一、编制依据
1、沈阳市地铁建设指挥部下发《地铁工程雷达探测实施方案》通知的文件。
2、沈阳地铁二号线三合同段工~文区间施工设计图纸。
3、TB10223-2004铁路隧道衬砌质量无损检测规程。
二、工程概况
工～文区间隧道线路起点里程为K12+393.600，终点里程为K13+696.300，区间长度为1302.7m，区间隧道为单洞单线圆形断面，盾构法施工，线间距最大为39m,最小为12.5m。区间线路自文化路沿青年大街由北向南至文体路站，途经辽宁电视台、华人大酒店、穹幕电影院等建筑物。线路下方分布的地下管线较多，主要由煤气管、污水管、自来水管、光缆等组成。区间隧道结构底最大埋深31.66m（覆土厚度25.66m），最小埋深16.442m（覆土厚度10.6m）。
三、探测目的
主要是为了事先探明地下孔洞、水囊、疏松体、高含水地带、脱空、管线等情况，能够及时发现安全隐患并制订安全防范措施，保证盾构施工的安全顺利的贯通。
四、探测范围
工~文区间右线右K12+396~右K13+696（其中包含断链），长度1302米；左线左K12+396~左K13+696（其中包含断链），长度1302米。工~文区间雷达探测的总长度2604米。
五、探测原理
　本工程采用探测设备为地面耦合型探地雷达系统，探测深度可达到20米左右，1其工作原理类似反射地震勘探技术，是种高分辨率探测方法。首先雷达系统利用高频电磁波（1MHz-1GHz），以脉冲形式通过发射天线被定向的向地下发射。电磁波在地下介质中传播，当遇到存在电性差异介质的界面时，电磁波便发生反射，返回地面后由接收天线接收（图1、图2），并由采集系统（主机）以数字形式记录下来。最后把采集的数据通过专业软件进行处理，可以获得时间或深度剖面。分析接收的地下界面反射回来的电磁波时间、频率振幅等特征，就可以推断地下介质的空间位置、结构性质及几何形态，从而达到和对地层或地下目标体的探测。
h
v
T
R
x

T1
T4
T7
R1
R4
R7
地面
反射界面
目标体
t
s

图1 雷达反射探测原理图 图2 雷达记录示意图

雷达波传播时间为：
式中：
t ：雷达波双程传播时间（ns ，1ns=10-9 s ）
h ：目标厚度（m ）
x ：T与R的距离（m ）
v ：介质雷达波速（m/ns ）
常见的介质为非磁介质，在探地雷达的频率范围内，一般有(σ/ωεr)<<1，因此介质的电磁波速度为：（式中，c=0.3m/ns (光速)，εr为介电常数）
计算探测目标厚度的公式为：
六、探测方法
在管线探测前，我标段组织测量人员利用工~文区间的地面测量控制点测放出隧道左右线的设计中线，沿中线每10米测放一个点，并用红漆标识清楚。为了彻底查清地下孔洞、水囊、疏松体、高含水地带、脱空、管线等，保证不疏漏掉任何一处安全隐患，拟对每条线路进行两次探测，即沿着离隧道设计中心线的左边1.5米位置和右边1.5米位置各探测一次。探测时，我单位将派出技术人员协助配合，准确的提供隧道设计中心线的点位及里程，同时做好记录。雷达探测完成后，要对电脑主机记录下来的数据进行分析与处理，雷达数据处理的目的是压制随机的和有规律的干扰，最大限度地提高雷达图像剖面上的分辨能力，提取电磁反射波各种有用参数，来解释不同介质的物理特征。如消除高频噪声和平铺环状系统噪声，采用水平高通滤波、垂直高通滤波或空间滤波；消除多次反射，采用反褶积；追踪微弱特征，采用希尔伯特相转换或空间滤波。等等，数据资料处理的主要流程如图3所示。
打开数据文件
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图像显示选择

编辑数据

各种滤波

数据处理

结构层分层、追踪

反褶积

希尔伯特变换

计算介电常数

偏 移

结构层厚度计算

速度分析

处理结果
雷达图像
厚度数据

图3雷达数据资料处理流程
七、安全保证措施
工~文区间沿线位于青年大街正下方，车流密集，过往行人多，这给测量和探测带来很多不便，我标段将为测量人员配备反光衣及信号指挥棒等物品以保证安全。