CN109521479A - 一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及岩土工程检测技术领域，具体涉及一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法。通过探地雷达，利用1MHz～1GHz的高频电磁波，以宽频带短脉冲的形式，在地面通过发射天线将信号送入地下连续墙施工地点处的地质，再由接收天线接收电磁波反射信号，通过对电磁波反射信号的时频特征和振幅特征的数据处理和分析找出地下水流范围或富含水量区域，用以判断地下连续墙渗漏水位置。避免了传统开挖检测方法的局限性，通过探地雷达技术，提高了非开挖检测方法的精度，避免了季节和环境的影响。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程检测技术领域，具体涉及一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法。
背景技术
地下连续墙是基础工程在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥 浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水 下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁，作为 截水、防渗、承重、挡水结构。
随着国内市政基础设施建设的快速推进，深基坑工程越来越多，尤其是城市地铁工程建 设日趋增多，对于地下水位较高的，特别是承压水地层深基坑多采用地下连续墙围护结构； 受地质条件、施工过程控制等多种因素影响，承压水深基坑地下连续墙接缝渗漏水的风险较 大。如：轨道交通呈现蓬勃发展的趋势。地铁车站建设不断涌现，软土地区地铁车站往往采 用地下连续墙结合多道内支撑进行基坑围护。地下连续墙被广泛用于高层建筑深基坑施工中， 具有承重、挡土、截水、防渗等功能。但由于施工质量或水文地质条件等诸多因素的影响， 会使地下连续墙出现各种各样的抗渗质量问题，如常见的表面渗水、裂缝漏水或严重的漏水 涌砂等现象。
地下连续墙由于其自身特点，目前采用在基坑大面积开挖前检测，无法很好的监测在盖 挖工程或者有突涌隐患的深基坑中的连续墙状态；采用点击检测法或温度示踪法等方法检测， 由于检测方法的原理，检测精度差，易受季节、环境影响较大。
因此，需要一种精度较高的检测方法，用来检测连续墙渗漏水，同时还需要避免目前的 基坑大面积开发前的检测存在的环境影响较大的问题的发生。
一个公开号为CN104652496B、公开日为2016-05-04的中国专利公开了一种基坑地下连 续墙接缝渗漏水的探测方法，具体包括以下步骤：
(1)在地连墙外侧距离地连墙接缝5-30cm的位置，施工袖阀管；
(2)从下向上分段用注浆机向袖阀管内的芯管注水，每段注水的控制时间为5-20分钟；
(3)注水的同时观察坑内降水井的水质变化，如果出现混浊，确定此时芯管位置，则 与注浆段相邻的地连墙接缝存在缺陷，即确定该位置的地连墙接缝范围内存在渗漏，提供接 缝渗漏数据以便确定下步加固措施。
该案是针对基坑地下连续墙接缝渗漏水的探测方法，在实际应用中，并不能用广泛用于 地下连续墙渗漏水的检测。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前没有针对地下连续墙渗漏水非开挖的检测方法的问题、特 别是解决无法在基坑开挖的过程中或完成后检测地下连续墙渗透水的问题、也是解决传统非 开挖检测方法检测精度差，易受季节、环境影响的问题，提供一种地下连续墙渗漏水的非开 挖检测方法。该方法是一种地下连续墙渗漏水的检测方法，更是一种地下连续墙渗漏水的非 开挖检测方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，通过探地雷达，利用1MHz～1GHz的高频电 磁波，以宽频带短脉冲的形式，在地面通过发射天线将信号送入地下连续墙施工地点处的地 质，再由接收天线接收电磁波反射信号，通过对电磁波反射信号的时频特征和振幅特征的数 据处理和分析找出地下水流范围或富含水量区域，用以判断地下连续墙渗漏水位置。
优选的，该方法具体包括以下步骤：
现场资料收集，收集包括岩石状态信息、断层状态信息、地下水状态信息在内的地质条 件信息，为后续探测提供依据；
参数设置，对包括天线中心频率、天线频率、探测深度、天线间距、固相介电常数在内 的参数进行设置；
测线布置，根据施工地点的地质情况布设测线位置；
现场干扰物处理，清理探测目标体附近的干扰物；
数据采集，根据设置的参数进行数据采集，
信号处理，对采集的数据进行处理；
数据处理，包括对回波信号进行修正、减少杂波干扰；
资料解释，结合地质条件信息，对数据进行解释。
优选的，探地雷达的介质参数标定具体为：
测量前，对当前地质中含有的主要土体介电常数或电磁波速做标定，且每个区段不少于 1处，每处实测不少于3次，取平均值为该区段的介电常数或电磁波速；
当含水量变化较大时，应适当增加标定点数；
介电常数或电磁波速的标定在探测中采用以下方法：
在地层不同深度部位取样；
在标定点处使用双天线直达波法或CMP法测量；
在标定点测得雷达图像反射轴后，钻孔实测对应反射轴的实际深度，计算得到波速；
矢量网络分析仪对样品界定；
标定目标体的厚度一般不小于30cm，且厚度己知；
标定结果应按下式计算：
式中：
εr—相对介电常数；
v—电磁波速(m/s)；
t—双程旅行时间(ns)；
d—标定目标体厚度或距离(m)；
采样时窗大小的选择主要根据最大探测深度和电磁波在介质中的传播速度来确定，测量 时窗由下式确定：
ΔT—时窗长度(ns)；
εr—时窗调整系数，取1.5～2.0；
扫描样点数由下式确定：
εr＝2·ΔT·f·K·103，
式中：
f—天线中心频率(MHz)；
K—系数，取6～10。
优选的，电磁波的的行程时间为：
式中：
t为电磁波反射信号的双程行程时间，
z为目的体的埋深，
x为天线间距，
v为电磁波在介质中的传播速度；
v根据已知资料进行分析确定，或根据下式计算：
式中：
μ为磁导率，
ε为介电常数，
σ为电导率，
ω为电磁波的角频率。
优选的，对于非磁性、非导电介质岩土介质，满足
v根据下式计算：
式中：
c为真空中电磁波传播速度，c＝3m/ns；
εr为相对介电常数，εr的取值根据已有资料选取。
优选的，反射界面的选取和其深度的测量采用以下方法：在保障反射界面的连续和清晰 的前提下，利用场地天然的反射界面，然后通过在雷达测线附近钻孔获得反射界面的深度。
优选的，现场资料收集具体是：
首先进行勘察，勘察内容具体包括：岩石名称、颜色、结构类型、构造类型、坚硬程度、 风化程度及主要矿物成分；节理的产状、风化程度、粗糙度、张开程度、频率、填充物及含 水状况；断层的类别、产状、填充物、含水情况及破碎带宽度；地下水发育情况、是否含泥及渗水量等相关信息；
随着工程的开挖和前期超前地质预报工作的进行，对已开挖过地区的地质信息包括地下 水赋存状态、围岩的节理、裂隙的发育程度和分布情况等相关资料进行收集掌握；
结合已有的地质勘探和设计资料，通过对以上信息的归纳综合分析，预测施工地点的地 质条件。
优选的，测线布置中，探测目标体为空间展布形态时，以网格状布设，并根据目标体范 围加密网格，做好测线定位标记；探测过程中，详细记录每条异常体位置，测量出异常体和 测线起始点的距离，并记录每条测线的分布情况。
优选的，数据处理为对回波信号进行修正、尽量减少各种杂波的干扰，最大程度的提高 雷达信号的信噪比具体包括以下步骤：去直流漂移、去背景、数字滤波、振幅增益。
优选的，探地雷达的型号采用LTD-2100或SIR-20。
本发明提出一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，避免了传统开挖检测方法的局限 性，通过探地雷达技术，提高了非开挖检测方法的精度，避免了季节和环境的影响。
本发明通过探地雷达(Ground penetrating Radar，简称GPR)测试技术，利用高频电磁 脉冲波的反射探测地下目的体分布形态及特征。利用此技术对地下连续墙施工地点附近进行 地质分析，通过数据处理和分析找出地下水流范围或富含水量区域，以此来判断地下连续墙 漏水位置，进而进行快速的修复。
本发明的有益效果是：提供一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法。通过探地雷达测 试技术，利用高频电磁脉冲波的反射对地下连续墙施工地点附近进行地质分析，通过数据处 理和分析找出地下水流范围或富含水量区域，以此来判断地下连续墙漏水位置，以便于地下 连续墙的快速修复；设备工作频率高达5000MHz，分辨率高，可达数厘米；GPR因其高分辨 率及短距离预报等特点，在避免干扰的情况下，可以精确探测施工地点地质情况，为施工提 供可靠保障，且易操作，可精确地下水流范围、走向等性质，准确性高；降低了对隧道开挖 施工的影响，整个预报工作控制在10～20分钟，无损、便捷、快速。相对于其他挖掘勘测等 方法，它的前期准备工作较为简便，施工过程短，对建筑物无损害；设备轻便，操作简单， 从数据采集到图象处理实现一体化，可实时输出现场剖面记录图；GPR探测属于物探法的一 种，是一种无损探测，可以减少对原有建筑物的破坏，并迅速准确的判断出地下水流的位置， 并迅速判断地下连续墙的漏水范围，减少了施工程序，并减少人员的调动，缩短了勘察的周 期，经济效益显著；相比传统的勘测方式，减少土方的挖掘，同时减少了机械的耗能，节能 环保；发明适用于大多数地下连续墙结构的工程，适用范围广泛。
附图说明
图1是本发明GPR测试结构示意图；
图2是本发明测试原理示意图；
图3是本发明GPR连线示意图；
图4是本发明GPR工作原理示意图；
图5是含水砂体、富水带雷达剖面图；
图6是去直流漂移前后信号。
图中：1、地下连续墙，2、漏水可能范围，3、漏水路径，4、GPR，5、高频电磁波发 射信号，6、高频电磁波反射信号，7、地下水，8、天线间距x，9、目的体深埋z，10、发射 天线T，11、接收天线R，12、电源线，13、电缆线，14、12V直流电瓶，15、雷达主机，16、 收发天线，17、发射机，18、接受机，19、探测表面，20、介质层面，21、信号处理器系统， 22、图像显示系统，23、富水带。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。
如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所 采用的方法，均为本领域的常规方法。
一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，其特征在于，通过探地雷达，利用1MHz～1GHz 的高频电磁波，以宽频带短脉冲的形式，在地面通过发射天线将信号送入地下连续墙施工地 点处的地质，再由接收天线接收电磁波反射信号，通过对电磁波反射信号的时频特征和振幅 特征的数据处理和分析找出地下水流范围或富含水量区域，用以判断地下连续墙渗漏水位置。
更具体的，该方法具体包括以下步骤：
现场资料收集，收集包括岩石状态信息、断层状态信息、地下水状态信息在内的地质条 件信息，为后续探测提供依据；
参数设置，对包括天线中心频率、天线频率、探测深度、天线间距、固相介电常数在内 的参数进行设置；
测线布置，根据施工地点的地质情况布设测线位置；
现场干扰物处理，清理探测目标体附近的干扰物；
数据采集，根据设置的参数进行数据采集，
信号处理，对采集的数据进行处理；
数据处理，包括对回波信号进行修正、减少杂波干扰；
资料解释，结合地质条件信息，对数据进行解释。
如图1、2，为本发明的GPR测试结构示意图；在图中，地下连续墙1位于地面以下，地下连续墙1具有漏水区域范围2，漏水区域范围2所漏水沿着漏水路径3渗漏形成地下水7，GPR(探地雷达)4设置于地面上，GPR4发出高频电磁波发射信号5，高频电磁波发射信号 5经过反射面反射后，返回高频电磁波反射信号6，对高频电磁波反射信号6进行分析得到检 测结果。
其中，发射天线T10和接受天线R11具有天线间距x8，目的体埋深z9为预定反射面。
如图3所示，12V直流电瓶14通过电源线12提供电能，为雷达主机15提供电量，雷达主机15通过电缆线13连接收发天线16。
如图4所示，雷达主机15具有发射机17和接收机18，发射机17连接发射天线T10，接收机18连接接收天线R11，发射天线T10发射电磁波，电磁波谱穿过探测表面19，到达介 质层面20，经介质层面20反射后返回至接受天线R11。雷达主机15接受到的数据通过信号 处理系统21进行处理，并通过图像显示系统22显示。
如图5所示，是含税砂体、富水带雷达剖面图；
如图6所示，是去直流漂移前后信号图。
探地雷达的型号采用LTD-2100或SIR-20。箱式屏蔽天线的功率为100MHz。：条形非屏 蔽天线的功率为75MHz和150MHz。统增益不低于150dB；信噪比不低于60dB；模/数转 换不低于16位；信号迭加次数可选择；采样间隔一般不大于0.05ns；实时滤波功能可选择； 具有点测与连续测量功能；具有手动或自动位置标记功能；具有现场数据处理及解译功能。
探地雷达天线可采用不同频率的天线组合，技术指标应符合：最大探测深度应大于20m； 垂直分辨率应高于0.3m。
1、现场资料收集
GPR应用地质的探测实质是对地层情况的推测，在进入施工场地时，清理出被抽检段中 路面存在的障碍物，保证检测数据的连续性、完整性；进行检测时，需将线路中线的石子或 浮土清理干净，保持面上干燥不能有积水，如个别地段有积水需清理并铺上彩条布。以防泥 浆粘于天线底部；现场需要熟悉施工的技术人员及调度员在场，以便核对里程及指挥车辆， 同时需要2～3名工人配合等。
首先进行勘察，包括岩石名称、颜色、结构类型、构造类型、坚硬程度、风化程度及主 要矿物成分；节理的产状、风化程度、粗糙度、张开程度、频率、填充物及含水状况；断层的 类别、产状、填充物、含水情况及破碎带宽度；地下水发育情况、是否含泥及渗水量等。随着工程的开挖和前期超前地质预报工作的进行，超前地质预报工作者应该对已开挖过地区的 地质信息有所了解，其中包括地下水赋存状态、围岩的节理、裂隙的发育程度和分布情况等 资料。再结合已有的地质勘探和设计资料，通过对以上信息的归纳综合分析，就可以在一定 程度上预测施工地点的地质条件，也为后续的探测提供依据。
2、参数设置
在选择天线中心频率的时候，应考虑目标深度等是否符合工程现场的要求，在实际检测 过程中，当中心频率满足探测分辨率和场地条件时，应尽量选用中心频率低的天线。
探地雷达的天线频率和探测深度始终是一个矛盾的关系。天线频率越高，分辨率也越高， 但探测深度越浅。当采用地面波测定土壤含水量时，由于是测定表层土壤含水量，不需要很 深的探测深度，所以应优先保证分辨率，采用较高的天线频率.天线频率的高低对土壤含水量 的测定精度有一定的影响。
研究表明，当选用900MHz的天线频率时，地面波法测定土壤含水量的均方根误差为0.011 m3/m3，选用450MHz天线频率的均方根误差为0.017m3/m3。选用225MHz天线频率的均 方根误差为0.024m3/m3。当采用反射波法测定土壤含水量时，要兼顾探测深度和分辨率。在 保障雷达分辨率的前提下，尽量的降低天线频率，提高探测深度。天线间距的大小也会影响 测试土体含水量的精度。增大天线间距，被测定的土体面积随之增加，反射振幅系数也随入 射角度增加而增加.然而，由于电磁波的衰件，雷达记录振幅随着传播路径的增大而减小，接 受质量下降。所以，选取一个合适的天线间距十分重要，测定土体含水量的天线间距一般选 用0.25～2.0m。目前，在土壤含水量模型计算公式中，通常认为土体固相对土体介电常数的影 响很小，所以在实际应用时，经常采用固定的经验固相介电常数。然而土体类型众多，土体 固相的物质组成和化学性质各不相同，因此，固相采用经验的介电常数很有可能引起较大的 测定误差，所以应对土体的固相介电常数进行标定，使土体含水量的测定结果更为准确。同 时断层带、裂隙发育带常常富含地下水，富水带在探地雷达图像上表现为反射波同相轴出现 强反射，反射波相位发生翻转，有时也会产生绕射、散射现象；因地下水将高频电磁波吸收， 电磁波频率表现为由高频向低频突变，且电磁波衰减较快。
介质参数标定应符合下列要求
(1)测量前，应对当前地质中含有的主要土体介电常数或电磁波速做标定，且每个区段 不少于1处，每处实测不少于3次，取平均值为该区段的介电常数或电磁波速。当含水量变 化较大时，应适当增加标定点数。
(2)介电常数或电磁波速的标定
介电常数差异是探雷雷达工作的基础。岩石介电常数为4～20，水的介电常数为81。因此， 水与岩石的介电常数之间差异较大，探地雷达对富水区特别敏感。当探测当前地层存在富水 区时，电磁波反射强烈，反射波能量高，且反射波同相轴相位发生逆转，当电磁波通过富水 体后，高频部分被吸收，反射波变现为低频。通常探测中采用以下方法：
①在地层不同深度部位取样；
②在标定点处使用双天线直达波法或CMP法测量；
③在标定点测得雷达图像反射轴后，钻孔实测对应反射轴的实际深度，计算得到波速。
④矢量网络分析仪对样品界定。
(3)求取参数时应具备以下条件：
①标定目标体的厚度一般不小于30cm，且厚度己知；
②标定记录中界面反射信号应清晰、准确。
(4)标定结果应按下式计算：
式中：r—相对介电常数；v—电磁波速(m/s)；t—双程旅行时间(ns)；d—标定目标体厚度 或距离(m)。
采样时窗大小的选择主要根据最大探测深度和电磁波在介质中的传播速度来确定，测量 时窗由下式确定
式中：ΔT—时窗长度(ns)；εr—时窗调整系数，一般取1.5～2.0。
扫描样点数由下式确定
εr＝2·ΔT·f·K·103，
式中：f—天线中心频率(MHz)；K—系数，一般取6～10。
3、测线布置；
根据施工地点的地质情况布设测线位置：
(1)探测目标体为空间展布形态时，GPR应以网格状布设，可根据目标体范围加密网 格。
(2)测线应做好定位标记。在探测过程中，应详细记录每条异常体位置，测量出异常体 和测线起始点的距离。并记录每条测线的分布情况。
4、现场干扰物处理；
探测目标体附近如果存在大量的金属(如钢拱架、台架等)，需要进行清理，因为金属 对探地雷达信号的干扰最为强烈，电磁波在金属表面会产生全反射，金属物在吸收电磁波的 同时，使得反射波能量增强，电磁波中心频率保持不变，反射波在天线与金属物之间产生多 次反射，反射波同相轴能量强垂向延续时间长。清理探测目标体周围金属物等干扰物体，可 以考虑有效的滤波可避免这些干扰，对于难以去除的干扰源，应做好详细记录，包括其物性 及周围分布具体位置，有必要情况下需进行测量及拍照记录。
5、信号处理；
雷达数据现场采集工作完成后，后期室内资料处理也是预测地下水流位置的必要环 节，资料处理的原则是要去伪存真，切忌操作不当引入新的假象。一些干扰可以通过数字 滤波方法削弱，而另一些干扰只能通过外业中优化数据采集过程加以改进。针对不同的干 扰源，应选择合适的数字滤波器，以免造成信号失真或滤波不当等现象
6、数据处理
雷达资料中水平波特别发育，它产生于雷达仪器本身。水平波具有时间相等的特点， 水平滤波就是利用这一特性。滤波过程中，可将相邻的一定数量的扫描线求平均，再与个 别扫描线相比较，就可消除水平波。水平滤波中选取的扫描线数越大，滤波效果越小。相反选取的扫描线数越小，滤除水平波的效果越明显。但如果水平滤波扫描线取得太少，可能会滤掉一些缓变界面信号。因而在进行水平滤波时，要根据对象进行试验、调整，以求 最佳效果。垂直滤波中较为常用的方法有带通滤波，高通滤波，低通滤波等。垂直滤波目 的是为了消除杂散波干扰，这些杂散波是来自于外源，不是天线自身发出的，频率不在雷 达天线频带内。有时为了区分不同的地质体，选取不同的频带，都要用到垂直滤波。垂直 滤波是一种数学变换，有时会带来较大的失真，滤波的频带越窄，失真越大，应用中要认 真选取方法和参数。
数据处理的最终目的是对回波信号进行修正、尽量减少各种杂波的干扰，最大程度的 提高雷达信号的信噪比，以求较精确的对雷达图谱进行解译。根据工程经验，探地雷达数 据处理主要经过去直流漂移、去背景、数字滤波、振幅增益等常规步骤。
(1)去直流漂移
在数据采集过程中，探地雷达系统由于时变增益、采样门等接受电路中不稳定因素的影 响，导致雷达剖面上的数据全正、全负或正负半周不对称的情况(如图所示)，此时的数据含 有直流漂移量，须将其压制或消除。处理过程比较简单，只需用单道信号减去该道信号的均 值即可，公式如下：
式中：xm(t)为处理前第m道回波信号；x′m为处理后第m道回波信号；n为第m道回波信 号的采样点数。如图所示，为处理后回波信号。
(2)去背景
车载探地雷达在数据采集过程中，由于阻抗不匹配[741等原因产生的等时、稳定的 干扰信号，成了雷达信号的主要背景噪声，对水平回波信号造成了很大的压制，因此必须去 除这种干扰，提取衬砲乃至围岩等有用信号。其算法与去直流漂移类似，都是用回波信号减 去均值信号，公式如下：
式中：
x′m(t)为处理前第m道回波信号；xm(t)为处理后第m道回波信号；N为扫描道数。
(3)数字滤波
在工程检测现场，车载探地雷达系统为了保留尽可能多的信息，通常采用全通的记录方 式，因此在记录有效波的同时也记录了干扰波，为了去除信号中的干扰波，就需根据有效波 与干扰波频谱范围的不同对回波进行数字滤波处理。车载探地雷达天线的中心频率为 300MHz，过高频率的信号分量多为射频干扰，频率过低的信号分量为系统干扰。因此，选取 以300MHz为中心的带通滤波器对信号进行滤波处理，可以截留高频和低频分量。带通滤波 器原理如公式所示
(4)振幅增益
在数据采集过程中，由于电磁波在衬砲、围岩等有损耗介质中传播时会发生衰减，导致 接收信号幅值比较微弱，且随着深度的增加，信噪比逐渐降低。因此，须对反射信号做振幅 增益处理，补偿目标信号的衰减，以便获取更清晰的衬砲、围岩及其深部目标反射信息。
结合收集到的各种隧道地质资料(地质、钻探、岩土工程设计参数)对雷达数据进行解 释是雷达探测中最终目的。由于在采集有效波的同时总是将干扰背景记录下来的，因此在进 行地质解译时首先应在剖面上识别和追踪反射波，去除干扰，然后确定大的地质构造(或者 称之为地质背景)，如断层。最后通过已知的不良地质体的波形及其实际位置，对其它异常体 的波形进行分析和解释并得出最终探测结论。
使用探地雷达设备ZOND-12E，选取100MHz频率的箱式屏蔽天线和38MHz，75MHz 和150MHz频率的条形非屏蔽天线进行数据采集。
检测应满足的质量控制措施为：
工作原则：解释应在掌握施工区域地质物性参数和地层情况的基础上，按由已知到未知 和定性指导定量的原则进行；根据现场记录，分析可能存在的干扰体位置与雷达记录中异常 的关系，准确区分有效异常与干扰异常；应准确读取双程旅行时的数据；解释结果和成果图 件应符合地质预报探测要求。
探地雷达主机技术指标应符合：系统增益不低于150dB；信噪比不低于60dB；模/数转 换不低于16位；信号迭加次数可选择；采样间隔一般不大于0.05ns；实时滤波功能可选择； 具有点测与连续测量功能；具有手动或自动位置标记功能；具有现场数据处理及解译功能。
探地雷达天线可采用不同频率的天线组合，技术指标应符合：最大探测深度应大于20m； 垂直分辨率应高于0.3m。
探测工作应符合：探测前应检查主机、天线以及运行设备，使之均处于正常状态；探测 时应确保天线与地表面密贴；记录应包括记录测线号、方向、标记间隔以及天线类型等；当 需要分段测量时，相邻探测段接头重复长度不应小于1m；应随时记录可能对测量产生电磁影 响的物体及其位置；应准确标记测量位置。
Claims (10)
1.一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，其特征在于，通过探地雷达，利用1MHz～1GHz的高频电磁波，以宽频带短脉冲的形式，在地面通过发射天线将信号送入地下连续墙施工地点处的地质，再由接收天线接收电磁波反射信号，通过对电磁波反射信号的时频特征和振幅特征的数据处理和分析找出地下水流范围或富含水量区域，用以判断地下连续墙渗漏水位置。
2.根据权利要求1所述的一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
现场资料收集，收集包括岩石状态信息、断层状态信息、地下水状态信息在内的地质条件信息，为后续探测提供依据；
参数设置，对包括天线中心频率、天线频率、探测深度、天线间距、固相介电常数在内的参数进行设置；
测线布置，根据施工地点的地质情况布设测线位置；
现场干扰物处理，清理探测目标体附近的干扰物；
数据采集，根据设置的参数进行数据采集，
信号处理，对采集的数据进行处理；
数据处理，包括对回波信号进行修正、减少杂波干扰；
资料解释，结合地质条件信息，对数据进行解释。
3.根据权利要求1所述的一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，其特征在于，探地雷达的介质参数标定具体为：
测量前，对当前地质中含有的主要土体介电常数或电磁波速做标定，且每个区段不少于1处，每处实测不少于3次，取平均值为该区段的介电常数或电磁波速；
当含水量变化较大时，应适当增加标定点数；
介电常数或电磁波速的标定在探测中采用以下方法：
在地层不同深度部位取样；
在标定点处使用双天线直达波法或CMP法测量；
在标定点测得雷达图像反射轴后，钻孔实测对应反射轴的实际深度，计算得到波速；
矢量网络分析仪对样品界定；
标定目标体的厚度一般不小于30cm，且厚度己知；
标定结果应按下式计算：
式中：
εr—相对介电常数；
v—电磁波速(m/s)；
t—双程旅行时间(ns)；
d—标定目标体厚度或距离(m)；
采样时窗大小的选择主要根据最大探测深度和电磁波在介质中的传播速度来确定，测量时窗由下式确定：
T—时窗长度(ns)；
ε—时窗调整系数，取1.5～2.0；
扫描样点数由下式确定：
εr＝2·ΔT·f·K·103，
式中：
S——扫描样点数；
T—时窗长度(ns)；
f—天线中心频率(MHz)；
K—系数，取6～10。
4.根据权利要求1所述的一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，其特征在于，电磁波的的行程时间为：
式中：
t为电磁波反射信号的双程行程时间，
z为目的体的埋深，
x为天线间距，
v为电磁波在介质中的传播速度；
v根据已知资料进行分析确定，或根据下式计算：
式中：
μ为磁导率，
ε为介电常数，
σ为电导率，
ω为电磁波的角频率。
5.根据权利要求3所述的一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，其特征在于，
对于非磁性、非导电介质岩土介质，满足
v根据下式计算：
式中：
c为真空中电磁波传播速度，c＝3m/ns；
εr为相对介电常数，εr的取值根据已有资料选取。
6.根据权利要求1所述的一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，其特征在于，反射界面的选取和其深度的测量采用以下方法：在保障反射界面的连续和清晰的前提下，利用场地天然的反射界面，然后通过在雷达测线附近钻孔获得反射界面的深度。
7.根据权利要求1所述的一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，其特征在于，现场资料收集具体是：
首先进行勘察，勘察内容具体包括：岩石名称、颜色、结构类型、构造类型、坚硬程度、风化程度及主要矿物成分；节理的产状、风化程度、粗糙度、张开程度、频率、填充物及含水状况；断层的类别、产状、填充物、含水情况及破碎带宽度；地下水发育情况、是否含泥及渗水量等相关信息；
随着工程的开挖和前期超前地质预报工作的进行，对已开挖过地区的地质信息包括地下水赋存状态、围岩的节理、裂隙的发育程度和分布情况等相关资料进行收集掌握；
结合已有的地质勘探和设计资料，通过对以上信息的归纳综合分析，预测施工地点的地质条件。
8.根据权利要求1所述的一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，其特征在于，测线布置中，探测目标体为空间展布形态时，以网格状布设，并根据目标体范围加密网格，做好测线定位标记；探测过程中，详细记录每条异常体位置，测量出异常体和测线起始点的距离，并记录每条测线的分布情况。
9.根据权利要求1所述的一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，其特征在于，数据处理为对回波信号进行修正、尽量减少各种杂波的干扰，最大程度的提高雷达信号的信噪比具体包括以下步骤：去直流漂移、去背景、数字滤波、振幅增益。
10.根据权利要求1所述的一种地下连续墙渗漏水的非开挖检测方法，其特征在于，探地雷达的型号采用LTD-2100或SIR-20。
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