波动科技|钻孔雷达:地下探测的 “透视仪”

波动科技|钻孔雷达:地下探测的 “透视仪”

在地铁施工的复杂环境中,地下隐藏的各种地质隐患和结构异常犹如潜伏的“地雷”,稍有不慎就可能引发安全事故,影响工程进度。而钻孔雷达作为一种高效、精准的探测工具,正成为地铁建设者们的“慧眼”,为施工安全和质量保驾护航。

一、地铁施工面临的探测挑战

地铁线路往往穿越城市中心区域,地下环境错综复杂:既有年代久远的老旧管线、废弃桩基,也可能存在岩溶、裂隙、富水层等地质缺陷。传统的人工勘察或简单仪器探测,难以快速、精准地获取深部地层的详细信息,尤其在面对多层地质结构或隐蔽性病害时,容易出现漏判或误判。

二、钻孔雷达:地下探测的“透视仪”

钻孔雷达是一种基于电磁波理论的无损探测技术。它通过在预先钻好的孔中放置雷达天线,向周围地层发射高频电磁波,并接收反射信号,从而构建出孔周一定范围内的地质结构图像。 在地铁施工中,钻孔雷达主要有两大核心优势:

1、高精度与高分辨率:能清晰识别直径数十厘米的管线、溶洞或土体松散区域,甚至可分辨不同地层的界面差异。

2、灵活的探测深度:根据工程需求,探测范围可从数米延伸至数十米,适用于地铁隧道超前探测、地基处理效果评估等多种场景。

三、钻孔雷达的典型应用场景

1、隧道超前地质预报

在地铁隧道开挖前,通过在掌子面附近钻孔并进行雷达探测,可提前发现前方潜在的断层破碎带、富水区域或隐伏溶洞。例如,某地铁项目在穿越岩溶区时,利用钻孔雷达提前探测到3处直径超2米的溶洞,施工方及时调整方案进行注浆加固,避免了隧道坍塌风险。

2、地下管线与障碍物排查

城市地下管线密集,如燃气管道、电缆、排水管道等,施工前若未明确其位置,极可能造成破坏。钻孔雷达可对钻孔周围360度范围内的金属或非金属管线进行精准定位,误差不超过10厘米。某地铁车站基坑施工中,通过钻孔雷达探测到多条未标明的老旧电缆,为管线迁改提供了精确依据。

3、地基处理质量检测

地铁车站或区间隧道地基处理后,需检测土体密实度、桩基完整性等指标。钻孔雷达可通过分析电磁波在不同介质中的传播特性,判断地基加固效果,例如识别注浆填充不密实区域或桩土界面缺陷,确保地基承载能力符合设计要求。

【波动案例】

使用雷达中心频率200M钻孔雷达非屏蔽天线进行探测

探测地点:广西某地钻孔雷达探测

探测时间:2025年6月5号

探测环境:由于地铁施工需要,需用钻孔雷达探测地铁施工线路上前期预埋的钢板桩情况

探测机理:钻孔雷达可以看作是一种应用于井眼中的探地雷达,其探测原理与常规的探地雷达基本相同,优点是能够覆盖更大的探测范围,因此可以更加直接的提供与地层目标体有关的信息,测量方式主要包括单孔反射、跨孔测量和地面孔中测量。(本次探测采取的是单孔反射)

数据图像:wt-zk8

数据说明:钻孔雷达从零点开始向下下放,0-5.5m内的信号为对空信号,无明显异常反射信号;5.5-8m钻孔雷达发射端开始在孔中的水中发生反射;8-15.5m从雷达信号出现明显的强反射信号,推测测信号为钢板桩的反射信号,长度为7.5m。

四、钻孔雷达的施工优势

1、快速高效:单个钻孔探测耗时仅需数十分钟,可快速为施工决策提供数据支持,减少现场停工等待时间。

2、无损检测:无需大面积开挖,避免对既有地下设施或地层结构造成破坏,尤其适合城市中心“寸土寸金”的施工环境。

数据直观:探测结果以二维或三维图像形式呈现,地质异常位置、规模一目了然,非专业人员也能快速理解。

五、未来展望

随着城市轨道交通向更深、更复杂的地质条件延伸,钻孔雷达技术也在不断升级:更高频率的天线提升分辨率,智能数据处理算法减少人为判读误差,与BIM(建筑信息模型)技术结合实现探测数据的动态可视化。未来,钻孔雷达将更深度融入智慧地铁建设体系,成为保障施工安全、提升工程质量的核心技术之一。

在地铁施工的“地下战场”上,钻孔雷达凭借其精准、高效的探测能力,正持续为城市轨道交通建设筑牢安全防线,让每一寸地下空间的开发都更加科学、可靠。

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