陈宗刚，孟 磊，赵越顺，胡海泽

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 710065

随着城市经济和建设的不断发展，地下空间的利用率越来越高，使得城市地下空间也越来越复杂。近年来，城市塌陷事故频发，对城市安全和人民群众的生命财产安全构成了重大威胁。为了确保人民群众的生命财产安全，对城市地下病害体进行排查检测已经成为学术界的研究热点。

目前，探测地下病害体的主要物探方法有高密度电法、瞬变电磁法、地震映像法、双频激电法、天然源面波法等，各有优缺点。SSP地震散射技术[1]和探地雷达[2]作为新型的地球物理探测方法，具有高效、无损、分辨率高等优势，被广泛应用于城市地下病害体的探测中。文章针对这两种技术进行试验和实际资料处理，发现二者对不同埋深地质体的分辨率不同。对于深圳市某项目，探地雷达更适用于该地区的地下病害体探测，能满足项目需求，并且对成果采用蛇眼内窥镜验证，确定探地雷达在该地区的探测是有效的、可信的。

1 技术方法试验

1.1 埋深较深管道的探测

对深圳市某工区一管径为1500mm、埋深为9m的管道进行探测。对横切管道进行探测，经处理得到SSP地震散射成果图，如图1所示。对相对里程9～20m段进行探地雷达扫描，成果如图2所示。

图1 地层波速分布图与地质偏移图

图2 相对里程9～20m探地雷达剖面图

从图1可知，在测线的相对里程9～11.5m处的9～10.5m深度内为低速异常区，在对应的偏移图像中，波阻抗先降低后升高，推测此处为管道所在位置。

从图2可知，在深度4m以下未采集到有效信号，无法判断异常。经与已知管道位置进行核对得出，SSP地震散射成果与已知管道位置（埋深9m）相对应。

1.2 埋深较浅管道的探测

对深圳市某工区一管径为300mm，埋深1.15m的管道进行探测。对横切管道进行探测，经过处理得到SSP地震散射成果图，如图3所示。对相对里程10～17m段进行探地雷达扫描，经处理得到探地雷达剖面图，如图4所示。

从图3可知，在相对里程11～15m埋深0～1m处存在低波阻抗层位，但其埋深与现场不符，无法判断异常是否为管道；而根据图4的雷达剖面可知，在相对里程13～15m埋深1.1m处存在较强的电磁波反射，与周围的介质形成明显的异常特征，可判断此处为管线的特征反映，与已知管道相对应。

图3 地层波速分布图与地质偏移图

图4 相对里程10～17m探地雷达剖面图

在深圳市某项目中，管道埋深均为0.6～3.1m，因此选择探地雷达对该项目排水管线周边的地下病害体进行探测。

2 应用实例

深圳市某区项目，需对地下排水管道周边空洞塌陷隐患进行探测，对排水管道内窥检测存在破裂、渗漏结构性缺陷且等级为3、4级的管段位置进行地下病害体探测。项目探测成果如图5所示。

图5 某一测线的雷达剖面图

图5为该厂区某一管段（存在4级破裂缺陷）的雷达剖面图，在相对里程桩号6～10m埋深0.5～0.8m处整体振幅加强，内部波形结构杂乱，可判断地下空间存在不密实疏松土体。对此处异常体采用蛇眼内窥镜进行验证，如图6所示。在打孔的过程中，在0.5m处存在掉钻现象，内窥视频及照片显示，在深度0.6～0.9m处，底层呈现薄层状，颗粒间隙较大，存在不密实状况，说明判断的不密实体与实际相符，如图7所示。

图6 钻孔蛇眼内窥镜检查疑似疏松体

图7 钻孔蛇眼内窥镜检查疑似空洞

该厂区其他段管道（存在4级渗漏缺陷）的探地雷达剖面如图8所示。从图8可知，在相对里程8.5～12.5m处埋深0.45～1.5m处，整体振幅加强，绕射波明显，多次波发育，反射波组呈倒悬双曲线形态，可判断此处为地下空间疑似空洞。对此异常采用蛇眼内窥镜进行验证，在蛇眼内窥镜从孔口下放至0.45m处时，可见明显空洞。

图8 某一其他测线的雷达剖面图

3 结束语

在深圳市某项目管道周边进行探地雷达扫描，对于推断出的松散体、空洞，经蛇眼内窥镜验证，与实际相符，说明探地雷达可有效探测该项目区域的地下病害体，能为该项目区域的地下空间的安全保驾护航。