非开挖施工中探地雷达地质雷达探测地下结构的应用

所谓非开挖技术（Trenchless Technology）是指在不开挖地表的条件下，利用各种钻掘技术手段铺设、探测、检查、修

复和更换各类地下管道或设施的一种施工技术和方法。它具有不破坏地表、不污染环境，不影响正常的生产和生活、施工速度快、周期短、成本低等优点，它正在逐步取代传统的开挖施工法，是值得推广的一项新科技。

在非开挖技术中的关键技术是导向孔的设计和施工，它受施工现场地表和地下情况等多种因素的制约。地表情况包括地形、地貌以及建筑物、道路、河流等，地下情况包括地下原

有公用管线、地下水位、地层情况等。因此，在导向孔设计和施工之前必须有详细的现场勘察资料。现场勘察包括地表测量和地下勘查两部分，地表测量相对比较容易，地下勘查错综复杂，获得准确的地下资料意义重大。探地雷达在这方面有了重大的技术突破，满足了人们对地下介质探测的要求。

探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称 GPR)方法是一

式中，" 为真空中的光速；! 为地下介质的相对介电常数。

因此，根据接收到的波的旅行时间（亦称双程走时）、幅

度与波形资料，可推断介质结构。反射界面的深度可由公式

（2）求得。

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="·"$/2（# _% ^1/2） （2）

式中，" 为电磁波在空气中的介电常数；"$ 为电磁波在衬砌

介质中的双程旅行时间；ξ% 为介质的相对介电常数值。

2. 2  探地雷达探测方法

雷达探测分为横向扫描和纵向扫描，在扫描处理过程中

可以产生雷达截面和水平切片。利用雷达截面和水平切片图我们可以对探测的信息进行分析。雷达截面是测量区域竖直方向的解释，我们可以将雷达截面图上的雷达信号与探测现场的地下信息联系起来。在现场采集阶段，天线在一定距离内开始探测到埋藏的物体，探地雷达可以从不同的距离看到目标，这样，在雷达图上就产生了典型的抛物线形状，见图 1 所示。

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种用于确定地下介质分布的光谱电磁技术，是研究超高频短

脉冲（10⁶Hz!10⁹Hz）电磁波在地下介质中传播规律的一门学

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科，它能使用户快速获得相关探测区域的详细信息。雷达利用一个天线发射高频宽频带电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。收发天线在地面上连续移动，地面上不同位置的扫描记录构成一张与地震记录相似的时距曲线

图。对干探地雷达所使用的频段来说，地下介质一般可视为

准电介质，

探地雷达是高频短波和高速采样技术，利用探地雷达

在工程中对地下信息进行快速、实时、动态的监测是可行的，而且精度可以达到规定要求。这样可以大大提高工作效率和工程质量。

2）探地雷达技术本身就是一种无损检测，它与其它非开

挖技术结合将会大有前景，应用在工程地质中会有巨大的社会效益和经济效益。

3）通过现场施工证明，用探地雷达技术处理地下问题，

杜绝了人为因素的干扰,提高了分析结果的准确性。