王海宁

(中国煤炭地质总局，北京 100038)

0 引言

近年来，我国对城市地下空间开发利用力度逐渐加大，城市浅层地质稳定性越来越受到重视，一方面，城市浅层地质的不稳定性造成道路地下岩土体疏松下陷形成空洞，对城市地下给排水管道具有破坏作用；另一方面，城市地下给排水管道的破损渗漏对周边岩土体的冲蚀以及老旧防空洞积水浸泡，导致城市浅层地质不稳定性进一步加剧。我国多地频繁发生道路塌陷事故，造成重大生命财产损失，使城市发展受到负面影响。因此开展城市道路地下病害体探测，尽量将事发后抢险和治理转变为事前预防，对城市健康运行及人民群众的生活具有十分重要的意义。 三维探地雷达作为近几年发展起来的无损探测技术，具有分辨率高、探测速度快、抗干扰能力强、异常定位准确的特点，已被广泛应用于城市道路地下病害探测。

1 三维探地雷达探测系统

1.1 工作原理

探地雷达是通过发射天线(T)向下发射超高频短脉冲电磁波，由接收天线(R)接收反射波，并根据其回波旅行时间t(又称双程走时)、幅度与波形资料，经过图像处理和解译，以确定地下界面或地下介质的空间分布。

脉冲波的旅行时间：

(1)

式中：t-双程旅行时(ns)，z-目标体埋深(m)，x-天线距离(m)，υ-地下介质中的电磁波传播速度。式中x值在剖面探测中是固定的，υ值可以用宽角法直接测量，当介质的导电率很低时：

(2)

其中c为电磁波在真空中的速度(c=0.3 m/ns)，ε为地下介质的相对介电常数。……