地質雷達在工程物探中的應用

馮曉知

（中化地質礦山總局湖南地質勘查院，湖南 長沙 410004）

隨著現代社會經濟的快速發展，我國的城市建設事業取得較大的進步，各地區的工程建設規模不斷擴大，工程勘探要求日益提升，如何有效開展工程物探、為工程建設提供精準數據，是當下需要重點思考的問題。在實際過程中，工作人員可以結合具體情況，分別在道路工程、地下管網工程、地質勘探工程、橋梁工程、公路質量檢測中應用地質雷達技術，全面獲悉地下基本情況，獲取全面、準確的數據資料，為進一步開展各項工程建設活動提供有力依據[1]。

1 工程物探相關概述

工程物探，就是指工程物理勘探，工作人員利用相關儀器設備，確定地下巖土層的物理性差異之后，觀測起自然變化，獲取其人工物理場的變化，以此確定地下地質空間范圍，獲取地下空間的大小、深度與形狀特征，確定巖土體的物理參數，為解決實際工程問題提供具體依據。在工程物探的過程中，根據不同的探勘對象，可以將物探劃分為三大類別，分別為：水工環工程物探、固體礦工程物探、石油工程物探等，一般情況下，我們使用的都是水工環工程物探，也可以直接稱其為工程物探[2]。

第一：探地雷達，工作人員可以結合不同的工程目標，靈活選擇剖面法、多剖面法、透射法、寬角法、透射法等不同方法，這一技術也是本文研究的地質雷達的基礎技術形式。

第二，電法勘探，工作人員可以分別選擇高密度電法、電測深法、可控源音頻大地電磁測深法、自然電場法、瞬變電磁法等進行作業。

第三，彈性波測試技術，工作人員可以分別選擇地震波法與聲波法，其中括聲波法又可以分為穿透聲波、脈沖回波、穿透聲波、聲波反射等；地震波法可以分為連續地震波速測試、地震測井等[3]。

2 地質雷達在工程物探中的應用特點及其影響因素

2.1 地質雷達在工程物探中的應用特點

地質雷達技術是一種多學科合作的產物，其具有一定的綜合性特點，這是上述多種不同的勘察技術所不具備的優勢，同時也是拓展其應用范圍的主要依據。在工程物探中，地質雷達的應用主要體現出以下特點：

第一，具有較高的分辨率。在目前的地質雷達技術應用中，可以發現，這一技術的分辨率要遠遠高于上述探地雷達、電法勘探、彈性波測試技術的分辨率，其可以細化到厘米單位，且工作頻率可以達到5000 兆赫茲以上。結合數據資料分析情況可以發現，其具有較高效率的計算機處理能力，能夠高效處理信息資料與數據資料，從而精準把握地質雷達技術獲取到的探測對象的物理特性與形狀特點[4]。

第二，具有明顯的無損特點。無損特點就是在地質雷達物探過程中，不需要進行鉆孔等操作，不會對探測對象造成損壞，不會做出損傷性行為。

第三，具有較高的工作效率。地質雷達的設備較為輕便，現場操作人員需求較低，不需要大量的現場人員，且探測速度較快，能夠在極短的時間內獲取數據，完成數據分析、數據處理、成像等環節，具有較高的探測效率。

第四，具有較強的抗干擾性。在實際作業過程中，地質雷達的應用限制條件較少，其主要是通過便攜式微機進行數采集，完成數據成像工作，能夠在多種不同的環境中完成作業[5]。

2.2 地質雷達工程物探效果影響因素

地質雷達是的工程物探效率較高，且其探測精度對于開展后續工程建設而言具有直接影響。因此，工作人員需要將探測精度作為工程物探的主要元素，深入分析以下多種影響因素作用。

中國國際進口博覽會“2018年產業國際競爭力合作論壇”11月8日在上海舉行。論壇以“一帶一路”倡議下的產業國際合作與競爭力提升為主題，共同探討產業國際合作的路徑和模式，發出產業國際競爭力合作倡議，發布《城市經濟圈產業國際競爭力報告》。

一方面，不同的頻率特性會影響地質雷達的探測精度，雷達的電磁波主頻率越高，其主頻段的寬度越寬，波長越短，其才會具有更高的分辨率。此外，雷達測試的外界干擾也是影響地質雷達探測精度的主要因素之一，這主要是由于電磁波能夠在任何介質中進行傳播，且其呈現出規律性的遞減趨勢，若介質中的干擾過強，則會影響探測結果，降低探測精度。

另一方面，地質雷達的工程物探過程若是出現能量衰減的情況也會造成探測精度誤差，比如：若高頻信號、寬頻信號的電磁波在介質中進行傳播，則會出現不同程度的能量損耗，出現不同程度的信號傳播速度差異，以此造成成波速度誤差，影響地質雷達在工程物探中的有效性[6]。

3 地質雷達在工程物探中的應用措施

3.1 地質雷達在道路工程物探中的應用

道路工程是我國各地區城市建設的主要工程類型之一，在道路工程建設的各個環節中，工作人員均需要使用地質雷達技術開展工程物探工作，以便于獲取精準數據，為有序推進工程建設提供真實依據。

首先，工作人員可以將地質雷達技術運用于道路建設之前的工程物探中，對道路工程建設地點所在區域的地址結構、地質條件等進行勘察，獲取精準數據資料，分析其中的阻礙性因素，比如：存在暗河、存在電纜等不同的物體。之后，在工程設計的過程中，工作人員可以結合探測得到的數據信息進行有針對性的設計工作，提升設計方案質量，為順利建設道路工程奠定基礎[7]。

其次，在道路工程的建設過程中運用地質雷達技術開展工程物探工作。在實際過程中，工作人員可以利用地質雷達技術準確檢測道路路面厚度，將檢測到的道路路面情況通過圖像的方式呈現出來，便于工作人員直觀觀察道路情況，明確各個區域中質量不達標的地方，以此進行修正與重點改進。工作人員可以充分利用地質雷達技術應用優勢，對整個道路工程建設進行監管，以此提升道路工程質量，便于后期維護道路。在具體應用時，工作人員可以以階段性跟蹤的方式落實各項檢測技術，在每一層路基、路面鋪設完成之后進行監測，深入分析檢測結果，及時發現質量不合格的地方，從而提出有效的解決措施，避免其在后期道路運行過程中發展成為重大道路質量問題的隱患，提升道路工程的建設質量。

最后，工作人員可以將地質雷達技術運用于道路工程建設之后的日常維護中。在道路工程建設之后，會長期投入運行，經過較長時間的使用，會不可避免的出現一些質量問題，若不能夠及時發現質量問題對其進行修整，則不利于維護道路運行安全。英雌，工作人員需要將地質雷達技術運用于道路維護中，檢測各個區段的道路質量情況，檢查路基、路面等是否出現質量問題，及時處理問題，排除安全隱患。

3.2 地質雷達在城市地下管廊工程物探中的應用

地下管廊工程是我國目前城市建設中的重要工程之一，其建設效果能夠直接影響地區人民的日常生活質量。因此，工作人員可以將地質雷達技術運用于地下管廊工程的物探工作中。在實際過程中，經常出現一些地下管廊工程建設中缺乏地下管線資料，資料不完整、資料真實度不足等情況，導致管廊工程在建設的過程中經常出現設計變更、建設停滯、管廊工程周邊區域停氣停電等情況。工作人員可以利用地質雷達技術優勢，準確獲取地下現有管線的分布與走向情況，獲取全面的數據資料，從而為開展地下管廊建設提供數據支持。

3.3 地質雷達在工程地質勘察中的應用

工程地質勘察是各類建設工程中的重要環節之一，其質量要求極高，若地質條件的變化較大，則需要獲取各個點的資料，否則無法充分滿足工程建設的數據資料需求。為了進一步提升工程地質勘察的有效性，建議工作人員面對一些特殊地質條件時引入地質雷達技術。舉例分析，若面對軟土地基，則工作人員需要結合軟土地基中的含水量、承載力、壓縮性等參數變化情況，考慮到工程建設中軟土地基變形不利于維護工程質量的特點，需要確定軟土地基的厚度，促使地質雷達信號呈現出不連續的反射波，此時反射波的視周期會大幅度降低，工作人員可以獲取較好的探測效果[8]。

3.4 地質雷達在橋梁工程物探中的應用

橋梁工程也是較為常見的城市建設工程之一，在實際建設的過程中，工作人員需要結合空氣、水等介質對電磁波的作用影響，利用這一作用及時發現橋梁工程建設區域中地下結構問題，比如：是否存在蟻穴、是否存在水壩裂縫、是否存在涌通道等。利用地質雷達技術，能夠直接檢測出橋梁工程中存在的隱患問題，促使工作人員能夠在初級階段解決這些問題，避免在建設后期出現建設安全事故。

3.5 地質雷達在公路質量檢測工程物探中的應用

公路質量檢測是各地區維護公路整體運行質量，營造良好運行環境的重要工作內容。公路質量檢測目標主要為地區公路的路面質量、路基質量，檢測公路中混凝土路面結構情況，分析路基承載力水平，及時發現路面裂縫隱患、路基塌陷、不均勻沉降隱患等，而地質雷達技術能夠為發現這一隱患提供技術支持，同時為解決這些隱患提供地質物理特性數據。工作人員可以利用地址雷達技術檢測道路結構，避免出現道路局部遭受破壞的情況，若道路局部出現質量問題，則介質會出現電性變化，雷達信號的反射波頻率、頻譜特征等均會發生變化，工作人員就可以結合這些變化推測路基受損情況與位置。

4 結語

綜上所述，在實際過程中，工程物探是各工程建設項目中的主要環節之一，工程物探質量能夠直接影響工程建設整體質量與效果，因此，如何提升工程物探有效性，則是需要重點思考的問題。在實際過程中，工作人員需要充分發揮地質雷達的勘探作用，結合雷達勘探數據資料，準確分析地質特征，把握深度與介質結構，同時獲取地下分布的連續界面，凸顯地質雷達的技術應用優勢。此外，工作人員要分別結合不同類型工程的實際情況與內容，提出具體的應用方法，以此為各類工程提供技術服務，為我國城市建設與發展提供技術支持。