随着城市化进程的加速,市政基础设施建设的复杂性和重要性日益凸显。道路隐患、地下空洞、道路结构层病害、地下管网、隧道衬砌、水文地质等探测对于城市基础设施的安全运行、市政工作效率以及城市发展的可持续性具有重要意义。

传统的探测方法在面对这些挑战时存在诸多局限,金属管线探测仪在金属管道探测中表现出色,但对于非金属管道(如塑料管、混凝土管等)则难以有效识别;挖孔法和钻探法虽然能够获取道路结构信息,但是会破坏路面结构,影响道路的正常使用,且修复成本较高。水文地质勘探需要专业的设备和技术人员,操作复杂耗时长,且可能受到地质条件、环境因素等多种因素的影响;而雷达探测技术因其无损、高效的特点,逐渐成为市政探测领域的重要工具。

IDS探地雷达服务于市政行业

探地雷达原理

探地雷达是利用高频电磁波(雷达脉冲)在介质中的传播特性,通过发射天线向地下发射电磁波,遇到不同介质界面时发生反射,接收天线接收这些反射信号并进行处理分析,从而绘制出地下结构的三维图像。该技术具有分辨率高、探测深度广、适用性强等特点,能有效识别地下管线、空洞、障碍物等目标体,为市政规划、施工与维护提供科学依据。

探测结果呈现

A-Scan为单道波形图,是将探地雷达接收到的反射波信号的幅度与传播时间的关系以直角坐标的形式显示出来,可以理解为对一个测点的显示,即一维显示;B-Scan为二维剖面图,是探地雷达在二维平面上对地下介质进行扫描得到的剖面图像;C-Scan是对一个区域的显示,是通过采集多个二维剖面(B-Scan)数据,经过处理得到的地下介质的三维图像。

二维雷达为单体式探测,测线范围覆盖有限,只要测线数足够也可以实现三维探测;三维雷达为阵列式探测,一次探测采集多条测线生成多张二维剖面图,本次不针对三维雷达作深入讨论。

呈现结果服务于市政

在雷达图像中,市政管线通常呈现双曲线形状或强反射特征,可据此识别。对于管线埋深,可通过测量反射波时间差并结合电磁波传播速度来计算。而道路病害在雷达图像中常表现为不规则的高亮区域、波形错断等,如空洞、脱空、土体疏松等会使雷达波出现异常。通过对雷达图像的分析和解读,能够有效地识别市政管线及道路病害,为城市基础设施的维护和管理提供重要依据。

当雷达波遇到地下管线时,会在管线的顶部和底部产生反射,在B-Scan图像上呈现出双曲线的形状。双曲线的顶点通常对应着管线的中心位置,通过测量双曲线的顶点深度和宽度等参数,可以大致确定管线的埋深和管径。C-Scan图像是一种面扫描图像,类似于俯视图,可以直观地显示地下管线在水平面上的分布情况。通过观察C-Scan图像上的异常区域,可以快速确定管线的大致位置和走向。将C-Scan图像与对应的B-Scan图像结合起来分析,可以更准确地识别和判读管线。C-Scan图像能够提供管线的平面位置信息,而B-Scan图像则能提供管线的深度和剖面特征信息,两者相互补充。

IDS探地雷达在市政行业应用方向

市政设施及管线探测

IDS探地雷达能够精准探测各类金属与非金属管线,包括 PE 管、PVC 管、水泥管等,并能自动绘制管网图,还可以探测地下结构物,如地道、人防工程、地下室、岩溶等。也可用于路面塌陷监测、地下土壤分类。 

公路及机场跑道探测

运用IDS探地雷达可对公路路面及机场跑道的厚度进行精确检测,精准识别路基下的水囊软弱体、蜂窝状等地下缺陷,同时对公路及机场跑道的基础结构与承载力展开科学评价。

隧道探测

在隧道工程中,IDS探地雷达主要用于隧道衬砌厚度的检测、内部缺陷的查找、地质超前预报,以及仰拱和铺底结构的探测。

环境检测

IDS探地雷达在环境检测领域可用于排污管道探测、地下水探测、油罐探测、加油站与管道的泄漏探测等。

地质与水文勘测

通过IDS探地雷达能够实现地质剖面分析、断层等浅层地质构造探测、基坑探测、矿区采空区探测、水文地质分析、滑坡滑脱面探测、河床探测以及水工建筑探测。

树木检测系统

部分先进的探地雷达技术可用于树木检测,能够检测树干内部腐朽及地下根系分布情况,并生成高分辨率图像以供判读。