地质雷达检测实例

一、金属管线探测实例

使用400MHz 天线在杭州凯旋路的马路边缘处探测金属自来水管，探测方向垂直于马路。图1－1为实测得到的雷达图，图中红色方框表示自来水管的位置，管线顶部的埋深为1.1米。经过实际开挖验证，该结果和实际情况吻合。

图1－1 金属自来水管探测雷达图

二、PVC管线探测实例

使用200MHz天线在深圳福滨小区测量PVC自来水管道。图2－1为实测得到的雷达图，图中红色框表示PVC自来水管的位置，管线顶部的埋深约为0.75米。

图2－1 PVC自来水管探测雷达图

使用MF天线阵雷达系统在北京百万庄大街探测一处PVC材料煤气管线，图2－2为实测得到的雷达图，其中，左部的红色圆圈标记出的是一污水管，中部的红色圆圈标记出的是一自来水管，右部的红色圆圈为PVC材料的煤气管，抛物线波形的两叶较短，但由于PVC管内是气体，因此反射较强烈，抛物线波形的黑白相间比较明显。

图2－2 PVC煤气管探测雷达图

三、水泥管线探测实例

使用80MHz天线在首钢检测水泥管。图3－1为实测得到的雷达图，图中红色方框表示水泥管的位置，水泥管管顶深度为3.4米，外径600mm，位置如雷达图所示。

图3－1 水泥管探测雷达图

四、电缆探测实例

使用200MHz天线在深圳福滨小区探测电缆。图4－1为实测得到的雷达图，图中电缆及金属管的反映均很明显。

图4－1 电缆探测雷达图

五、铸铁管线探测实例

使用200MHz 天线在北京污水处理厂门外的人行道上进行探测，目的是找出一根铸铁自来水管。图5－1为实测得到的雷达图，图中红色方框表示铸铁管的位置，铸铁管的反映非常明显，深度在1.5米。

图5－1 铸铁管探测雷达图

六、深部管线探测实例

使用40MHz半屏蔽天线在北京花园桥东侧马路边探测热力涵洞。图6－1为实测得到的雷达图，红色方框表示热力涵洞的位置，从图中可以清晰的看到热力涵洞在120纳秒处的反映。

图6－1 热力涵洞探测雷达图

七、地下复杂管线探测实例

探测情况：以下是使用MF天线阵雷达系统在北京党校院内进行管线探测的例子，该区域内管线纵横交错，且管线之间相距很近，探测难度很大。扫描方向垂直于管线走向，扫描间隔为两米；后处理软件使用立体结构综合分析软件IDSGRED/IN/ROAD和在CAD2000基础上二次开发出来的自动链接软件IDSGEOMAP。

下图为实测得到的雷达图：

图7－1 L方向（横向）管线雷达图

图7－2 T方向（纵向）管线雷达图

下图是IDSGEOMAP软件自动绘制的地下管线分布图。

IDSGEOMAP软件自动绘出的管线分布图

图7－3 IDSGEOMAP软件自动绘制的管线分布图

由上图中各管线的埋深、雷达图上估计出的管径大小、并结合现场的实际情况，可以确定管线的种类： 从左至右分别是：煤气，电缆，自来水，两条电缆，污水管和两条热力管线； 从上到下分别是：污水管，电力，自来水，雨水，电力和热力管线。

地质探测

一、地下空洞探测实例

探测情况：使用25MHz非屏蔽天线在北京门头沟区鹰山公园内，做隧道洞口探测试验。探测位置：鹰山2号铁路隧道洞口上方的山顶位置；探测方向近似垂直于隧道的走向；探测目的为测试25MHz非屏蔽天线探测地下空洞的效果。后处理软件使用的是数据分析软件Greswin2。

图1－1为实测得到的雷达图，图中紫色方框表示隧道洞口的位置，延迟时间约为190纳秒，估计埋深约10米左右。

图1－1 隧道洞口探测雷达图 图2－1 断层探测雷达图

二、地下断层探测实例

探测情况：使用40MHz半屏蔽天线在云南省昆明市探测著名的西山区断层，该断层所在地为云南省交通职业技术学院地质学实习基地，该断层也经过了该校十几年的踏勘和检测，从外观上来看，该区域砂岩和灰岩的分界面十分清楚，肉眼可见，且沿断层一带有落水洞呈串珠状分布，为典型的断层。后处理软件使用的是数据绘图与分层分析软件IDSGRED/Layer。

图2－1为实测得到的雷达图，图中红线为采集标记线，红色方框表示断层所在位置，从雷达图上看，不仅断层的反映良好，而且对不同的岩性也有较好的反应，探测深度有效达31米。

三、公路前期地质勘探实例

探测情况：由于云南省华宁—盘西国家一级公路的某地段为盘山路，当地技术设计部门为了改进设计方案，需要对该地段岩层中的断裂进行定性定量的分析，于是我们应用探地雷达技术，使用40MHz半屏蔽天线对该地段进行了探测，为设计和施工提供了指导。由于设计方的要求，我们的最大检测深度设置较小。后处理软件使用的是数据绘图与分层分析软件IDSGRED/Layer。

图3－1 公路地质勘探雷达图

图3－1为实测得到的雷达图，从雷达图上可以清楚地看到断裂的走向，图中红线表示采集标记线，蓝色方框表示断裂的位置。 40MHz非屏蔽天线探测雷达图

在意大利一个采石场应用40Mhz天线，图中蓝圈内标示出一个断裂带。

图中蓝圈中标出两个断裂带。

四、污水池探测实例

探测情况：使用80MHz屏蔽天线探测南京扬子石化污水处理池。当时的污水池旁边，德国公司在进行施工，由于各种降水及支护措施处理的不当，导致了扬子石化投巨资修建的污水处理池出现了不均匀沉降。有的污水池内已经出现了细小的裂缝。南京工业大学检测中心采用了人工现场查找裂缝，静力触探等一系列土工办法，效果不是很理想，得不到直观的认识，因此采用探地雷达方法进行探测。后处理软件使用的是数据分析软件Greswin2。

图4－1 污水池探测雷达图 图4－2 污水池探测雷达图

图4－1为实测得到的雷达图，从雷达图上可以看到明显的扰动情况。图4－2为实测得到的雷达图，图中褐色方框表示在深度1～1.5米的范围内的一掏空区，这一判断最后与静力触探的结果相吻合。

公路探测

一、沥青路面厚度探测实例

1、探测情况：使用1600MHz天线在天津路面厚度检测，后处理软件使用的是数据绘图与分层分析软件IDSGRED/Layer。

图1－1 沥青路面探测雷达图

图1－1为实测得到的雷达图，图中红线表示沥青层分界面，厚度约为8厘米；蓝线表示基层分界面，厚度约为12厘米。

2、使用博泰克RIS 1600MHz天线在江西固原检测路面厚度。下图为使用layer软件处理后所得雷达图像。图中红色区域为沥青层，绿色区域为路基层。

二、混凝土路面厚度探测实例

探测情况：使用1600M天线在江西婺源县探测混凝土路面厚度，后处理软件使用的是数据分析软件Greswin2。

图2－1 混凝土路面厚度探测雷达图。

图2－1 为实测得到的雷达图， 图中红线表示混凝土板与土层的分解面，混凝土板厚度约为23cm。

三、公路病害探测实例

以下为使用RIS雷达检测公路典型病害剖面影像图：

隧道探测

一、衬砌厚度检测实例

检测情况：使用了600-1600MHz天线阵在某隧道检测衬砌厚度。后处理软件使用的是数据绘图与分层分析软件IDSGRED/Layer。

图1－1 衬砌厚度检测雷达图

图1－1为实际测得的1600MHz天线的雷达图，图中红线表示的是二衬和初衬的分界面，二衬的最薄处大约有23厘米，最厚处有108厘米，。距测量原点5米范围内有钢拱架存在，位置用红色圆点标出。

二、衬砌病害检测实例

以下为使用了600-1600MHz天线阵做隧道衬砌病害检测的一些典型剖面：

1、某隧道右边墙DK1318+615-622的雷达图。在距测量原点4米的里程上，深度是30厘米，有一衬砌内部的空洞存在。

2、某隧道右边墙DK1319+212-220的雷达图。在距测量原点1.7米的里程上，深度范围是20-60厘米的衬砌有空洞及不密实现象。

3、某隧道右边墙DK1319+261-274的雷达图。在距测量原点0-0.85米的里程上衬砌有不密实的现象，在距测量原点8米的里程上可能是两段衬砌的接缝处，有纵向的裂缝发育。

4、某隧道右边墙DK1319+287-295的雷达图。在距测量原点1.7-3.4米的里程上衬砌内部有异物。

异物 估计为圆柱形异

物

5、某隧道左边墙DK1310+825-837的雷达图。在距测量原点3-3.4米和9.8-10.8米的里程上，深度范围分别是15-90厘米和25-80厘米的衬砌内部存在不密实现象。

6、某隧道DK1366+480-550拱顶衬砌缺陷情况。红筐内显示出压浆后仍然有脱空现象，其中位于DK1366+535-537处的脱空较为严重；除此缺陷，本100米里程内拱顶其他部位衬砌无不密实及衬砌后脱空等现象。

压浆后仍有脱空

三、隧道超前预报探测实例

探测情况：使用40M半屏蔽天线在湖北宜昌宜万线铁路五爪观隧道做隧道超前预报探测，该处隧道掌子面前方存在古河道，古河道已经经过引流、注浆等处理。为了防止事故发生，使用探地雷达探测该掌子面前方的围岩情况。后处理软件使用的是数据分析软件Greswin2。

图3－1 隧道超前预报探测雷达图

图3－1为实测获得的雷达图，图中红色方框内表示隧道掌子面前方11米处破碎含水区域，后期的隧道开挖验证了该异常区的存在。

建筑物探测

一、预应力钢筋探测实例

探测情况：使用1600MHz 天线在杭州三桥某一厢梁内侧的墙壁上，沿水平方向探测预应力箍筋。后处理软件使用的是数据分析软件Greswin2。

图1－1 预应力钢筋探测雷达图

图1－1为实测得到的雷达图，其中2～3厘米深度处存在一排表层钢筋，预应力箍筋的位置用紫色点表示，分布在12～18厘米深度范围内。经过实际钻孔验证，每个点位都存在预应力箍筋。

二、空心砖结构探测实例

1、探测目的：探测空心砖内是否灌注了混凝土以及灌注的混凝土是否密实。

2、所使用的雷达系统配置：

使用的是RIS雷达的单通道主机和1600MHz天线；后处理软件使用的是数据绘图与分层分析软件IDSGRED/Layer。

3、雷达截面图及其分析结果：

红色方框标识处的混凝土填实 蓝色方框标识处的混凝土未填实 图2－1 垂直空心柱体方向的雷达截面图

芯柱密实部位 局部疏松部位 芯柱未灌混凝土部分 墙体厚度分界线

图2－2 平行空心柱体方向的雷达截面图

三、柱体结构探测实例

1、探测目的：探测柱体内部钢筋结构。

2、所使用的雷达系统配置：

使用的是RIS雷达的单通道主机和1600MHz天线；后处理软件使用的是数据绘图与分层分析软件IDSGRED/Road。

3、雷达截面图及其探测方法：

图3－1 扫描规划示意图 图3－2 纵向扫描雷达图

4、分析结果：

柱内箍筋间距300mm，直径约12mm，柱内钢筋主筋有四根，间距约170mm，直径约20mm。

图3－3 横向扫描雷达图 图3－4 柱内钢筋结构图

四、Hiress天线阵检测实例

1、探测孔洞

图3

共做了三次扫描，沿着扫描方向，先在50厘米深度有一处孔洞，然后在24厘米和38厘米深度的同一位置各有一孔洞，直径均为3厘米。因为HIRESS的天线1和天线2在探测范围之外，1、2、3 通道的雷达图无明显的反应；在余下的各张雷达图上，深度为24厘米的孔洞在雷达图上反应均很明显；在6通道和7通道的雷达图上，大致可分辨出38厘米深度的孔洞（图3）。

2、探测50厘米深度的钢筋

图4

扫描两次，沿着扫描方向，先在50厘米深度有一根钢筋，然后在24厘米和38厘米深度的同一位置各有一孔洞。在3通道和7通道的雷达图上，可以看到钢筋的反应（图4）。

3、探测50厘米和24厘米深度的钢筋

扫描两次，沿着扫描方向，先在50厘米深度有一根钢筋，然后在24厘米深度有一根钢筋，38厘米深度有一孔洞。因为有钢筋的存在，与图3相比，24厘米深度处的反射波要强烈的多，并完全掩盖了38厘米深度孔洞的雷达反射波形。但50厘米深度钢筋的反射波形仍然可以从3通道和7通道的雷达图上看出（图5）。

图5

4、探测50厘米、38厘米深度的钢筋

扫描两次，沿着扫描方向，先在50厘米深度有一根钢筋，然后在38厘米深度有一根钢筋，24厘米深度有一处孔洞。从图中可以看出，24厘米深度的孔洞，38、50厘米深度的钢筋的波形反应都很明显（图6）。

图6

5、探测50、24、38厘米深度的钢筋

扫描两次，沿着扫描方向，先在50厘米深度有一根钢筋，然后在24、38厘米深度各有一根钢筋。可以看出，3通道和7通道雷达图中，三根钢筋的波形反应都很明显（图7）。

图7

三、立柱测试情况

图8是检测立柱的雷达图，立柱的厚度为50厘米。由立柱的上部向下部扫描，可以看到三层箍筋的分布情况。

在1，2，3，4四个通道的雷达图上，能看到两层钢筋的分布情况；在5，6，7三个收发分体的雷达图上，还能看到第三层钢筋的分布。立柱厚度如图中所示。

第一层钢筋 第二层钢筋 第三层钢筋 第四层钢筋 立柱厚度分层 第三层钢筋

图8

三、双层钢筋测试

四根钢筋两两上下排列，垂直相距6厘米。在5、6、7通道的雷达图上，可以很明显的

看出下层的钢筋。

1．600MHz单天线雷达图

2．HIRESS雷达图：