孙世俊
身份证号：61252619771018****
【摘要】地质雷达探测技术是一种高频宽度电磁波地下管线探测技术，对于浅层的探测目标，具备无损、快捷、连续、准确、分辨率高等应用优势，应经成为目前地下管线探测的最佳方式，因此，本文以地下管线探测为入手点，阐述了地质雷达技术原理，介绍了地质雷达技术在地下管线探测中应用优势，并对地质雷达技术在地下管线探测中的应用进行了简单的分析。
【关键词】地质雷达技术；地下管线；优势
【引言】城市地下管线是现代城市的主要传导设备、重要的基础设施，担负着信息传输、能源输送等工作。随着城市化建设的不断推进，各大城市的地下管线系统的规模也越来越大，地下管线的复杂程度也逐渐的提高，这就使得在城市的规划和建设中地下管线的探测技术的难度增加。目前管线探测工作中主要使用的仪器是地下管线探测仪和地质雷达。由于大量非金属管线的广泛应用，使用传统金属管线探测仪无法满足探测要求，因此对于非金属管线和较深管线来说地质雷达的作用就更加重大。
1地质雷达工作原理
（1）地质雷达（GPR）的原理概括地说，它是通过对电磁波在地下介质中传播规律的研究与波场特点的分析，查明介质结构、属性、几何形态及其空间分布特征。地质雷达由地面上的发射天线 T 将高频电磁波（主频为106～109Hz）以宽频带短脉冲形式送入地下，经地下目标体或不同电磁性质的介质分界面反射后返回地面，为另一接收天线 R 所接收，而其余电磁能量则穿过界面继续向下传播，在更深的界面上继续反射和折射，直至电磁能量被地下介质全部吸收。
（2）地质雷达发射天线在介质表面向其内部发射频率为数百兆赫兹的高频电磁波，当电磁波遇到不同界面时会发生反射及透射，反射波返回介质表面，又被接收天线所接收（所用的天线为收发合一的屏蔽天线）。此时，雷达主机记录下电磁波从发射到接收的双程旅时△t，当电磁波在介质内传播的速度V已知时，可由D=Vo△t/2式求出反射面的深度即目标体的深度。
（3）由此可知，电磁波的反射系数取决于界面两边媒质的相对介电常数的差异，差异越大，反射系数也越大。
2地质雷达技术在地下管线探测中应用优势
2.1探测准确连续
地质雷达探测技术具有较高的准确性能，且对地下管线的分布探测呈现连续性，能够有效的避免探测结果的片面性，保障探测结果的完整性，同时，该技术是通过介质的介电性质以及介质相应的几何形态，来使得电磁场的强度以及相应的波形特征有所改变，从而能够使得不同形态、不同性质、不同功能的地下管线更加准确的呈现出来，有利于地下管线的准确选取，从而保障地下管线的铺设质量，同时保障施工安全，为整个地下管线的精准探测提供一定的参考与指导。
2.2无损便捷
地质雷达探测技术在地下管线中的应用，对于浅层探测目标具有较大的应用优势。同时其可利用先进互联网辅助技术，高效、快速的反射地下管线分布图，帮助地下管线安全隐患控制提供依据。
2.3分辨率高且图像清晰
地质雷达探测技术的分辨率较高，所呈现出来的地下管线分布图像比较清晰，能够更加直接的掌握地下管线的实际分布情况，根据探测结果，进行科学的施工设计，强化设计质量，从而有效的服务于正式施工，为地下管线的正式铺设打好坚实的基础，另外，高分辨率的图像，也可以应用于整个城市建设探测，综合评定该城市的建设水平。
3地质雷达技术在地下管线探测中的应用
3.1电磁波实施传播过程中的参数
在地下管线探测过程中，地质雷达所要求的传播参数需要控制好对应传播速度，同时工作人员还需要掌握主衰减系数以及界面反射之间的系数，因为这些不同的介质会对电磁波的传播情况带来直接的影响。
3.2选择参数情况
在地质雷达实施探测过程中，工作人员需要掌握对应的参数，并且通过设计良好的参数来充分保障地下管线实施探测中取得良好的效果，工作人员就可以在地质雷达的探测中准确掌握对应目标物[2]。因此，在实际的施工过程中就可以选择良好的参数，例如工作人员需要充分考虑中心的频率发生情况、采样时窗以及天线距、采样率方面等综合因素。
3.3垂向分辨率的影响
由于地质雷达在实际的探测过程中需要对根据地层或者具体的目标物进行双面探测，即上面和下两，如地下管线处于两面与围岩中间或者是上下地层之间存在十分明显典型的差异项，这就会在底面和顶部产生反射波，此时所带来的分辨率就不会出现重叠，即分别通过顶面、底面而反射出对应的两个脉冲，或者其出现不显著的重叠，则可以有效分开，但是这种分开就会出现最小距离，即垂直分辨率。
3.4横向的分辨率
垂向分辨率主要是反射波在不同的时间中所带来的分辨率差异性，而横向分辨率则主要是在空间中的分辨率。根据射线理论可知，地下介质中所带来的反射主要源自斯奈尔的几何定律，同时也可通过此方式证明此观点。
4探测中需要注意的问题
4.1在探测的过程中，很容易受到管线周围泥土等介质的影响
例如，对于一些地下水位比较高，土质填埋硬度不均的区域，特别是对于一些填埋了生活或建筑垃圾的区域，会使雷达探测的回波图像失真，不能准确确认管线点的位置和埋设深度，从而造成一定的探测误差。为了克服这一问题，适当的钎探和开挖验证是非常必要的，有阀门井的地方，可以打开井盖就直接看到管线了。这样可以通过验证，掌握地质雷达的探测误差值，对类似的探测区域，对探测值进行合理的纠正，确保探测值的准确性。
4.2由于地质雷达只能在某一个断面内进行点对点的探测
要对一整条路线进行连续探测就无能为力了，我们当时就结合了收集到的竣工图纸和巡线人员的帮助，才很好地提高了工作效率。
5结束语
总之，地下管线属于隐蔽性工程，掌握地下管线的分布、走向和埋深等信息对城市的规划、设计和施工等都具有非常重要的意义。地质雷达探测地下管线的分布情况，具备无损、快捷、连续、准确、分辨率高等应用优势，在管线探测中可以发挥越来越重要的作用，但施工场地和地下地质条件比较复杂，很多地段无法获得目标物的准确信息，因此，探测工作要综合考虑现场的实际情况，分步骤有序进行，遵循从已知到未知，从简单到复杂，相对复杂条件下宜采用多种物探方法的原则，实现推动和谐城市建设进程的目的。笔者相信，随着人们对地质雷达进一步研究，它必将成为城市管线探测的最有效工具。
【参考文献】
[1]朱军锋.地质雷达在地下管线探测中的应用[J].中国科技财富，2011（19）：120-120.
[2]晏雁.浅谈地质雷达在地下管线探测中的应用[J].工程技术：引文版，2016（11）：00290-00291.
[3]于雷.地质雷达工程应用综述[J].山西建筑，2017（23）：60-62.