地质雷达在水利工程质量检测中的应用

时间:2009-06-17来源:网络
雷达资料的地质解释步骤一般为:

⑴ 反射层拾取

根据勘探孔与雷达图像的对比分析,建立各种地层的反射波组特征,而识别反射波组的标志为同相性、相似性与波形特征等。

⑵ 时间剖面的解释

在充分掌握区域地质资料,了解测区所处的地质背景的基础上,研究重要波组的特征及其相互关系,掌握重要波组的地质特征,其中要重点研究特征波的同相轴的变化趋势。特征波是指强振幅、能长距离连续追踪、波形稳定的反射波。同时还应分析时间剖面上的常见特殊波(如绕射波和断面波等),解释同相轴不连续带的原因等。


1 左堤9+6389+721护险段坡脚雷达图像(a)和地质解释图(b)

根据上述解释原则,对雷达图像进行地质解释如下:

1(a)为左堤9+6389+721护险段坡脚雷达测试图像。此图由浅至深解释为:①第一同相轴(4ns)为雷达波初始信号;②第二同相轴和第三同相轴(12ns,层厚约0.40m)呈现出宽粗、强振幅,且连续可追踪的水平层状,该同相轴推测为浆砌石在雷达图像上的反映。尤其是第三同相轴有时出现不连续段或缺失或杂乱无章时,即可推定此处浆砌石质量差或与堤身土体分离形成架空等现象;③新人工填土:反射层位不连续,起伏变化较大,有时杂乱无章,反映该层填土不均匀,层位不稳定,时有透镜体的形式展现,该层厚度大约为24m;④老人工填土:反射层位连续且稳定,层内介质变化不大,反映出该层填土较均匀,已形成相对密实的地层,该层厚度大约为13m;⑤自然地层:即堤基持力层,反射明显,层位稳定,未见层内介质突变或不均匀的现象,反映出自然地层沉积环境较好,密实度相对较大等,此层顶面埋深大约为4~5m


文本框: 图2  左堤32+960处护险坡脚雷达图像

2为左堤32+960处护险坡脚雷达图像,图中浅部解释与图1类似,主要说明的是剖面6.012.0m段,自0.4m以下反射层位杂乱,极不规则,连续追踪性差,出现很多的短小反射层,且浆砌石下部反射也很杂乱无章,说明此段护险下部的土体较松散,与浆砌石形成似离似亲,接触较差。而剖面12.015.7m段上下部位反映较均一,水平层状良好,说明此段堤身土体较密实,与浆砌石接触良好。

文本框: 图3  已知浆砌石下部架空时的雷达图像

3为已知浆砌石下部架空时的图像,该剖面第三反射同相轴自剖面点9.4m处断开,形成“背斜”状的强反射层,此现象延续到剖面点12.8m处,此段浆砌石与下部土体分离导致架空,其范围与已知情况吻合。

通过雷达测试成果的地质解释共圈定出73处浆砌石存在不同程度的隐患或质量较差,这些隐患的类型一般为:①浆砌石厚度较薄;②浆砌石与下部土体分离形成架空;③浆砌石胶结不良或松散;④浆砌石出现裂缝等不良现象。

护砌整体质量较差的堤段多为年久失修严重,浆砌石与下部堤身土体接触差,多形成架()空状态,造成护砌断裂、塌陷等不良现象较普遍,且多具一定规模。而造成上述现象存在的原因,笔者分析后认为浆砌石面存在许多缝隙,且砂浆质量差、少浆,下部又无防渗护层,堤身土体多由粉细砂组成,经降水入渗,粉细砂局部被冲刷淘失,在砌石与堤身土体之间形成空洞,并有继续扩大发展之趋势。

该物探成果经开挖验证(见图4――开挖照片),完全符合客观实际,受到了甲方的赞誉。

6 结语

地质雷达以其高效快速、高精度在护险工程探测中能够发挥重要作用,取得了良好的应用效果,且对浅层或超浅层的工程探测中有着十分广阔的应用前景,然而地质雷达的探测深度和精度与所采用的天线频率有很大关系,天线的频率越低探测深度越大,则精度越低;而天线的频率越高,探测深度越浅,则精度越高。本次采用中心频率250MHz的天线进越高。本次采用中心频率250MHz的天线进行探测,其深度和精度均能满足此次勘察的技术要求。


4 开挖验证结果(左堤――照片)

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关键词: 地质 雷达 水利工程 质量检测

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