地下空洞与缺陷的无损探测解决方案
时间：2024-11-04 阅读：85
道路作为我们基础设施的重要组成部分，是日常交通和经济活动的关键枢纽。然而，潜藏于路面之下的空洞等缺陷，对道路的结构稳定性构成了严重威胁。这些缺陷往往悄无声息，直至引发严重后果，才被察觉。
道路空洞可能由多种因素形成，包括排水不良、环境因素和地下设施故障等。当地表水未能有效排出时，会积聚并逐渐渗入下层，削弱路基。此外，地下可溶性岩石溶解或地下采矿活动等也可能在路面下形成空洞。这些空洞可能导致路面塌陷、出现天坑等，进而威胁道路安全。
挑战
传统的检测道路地下缺陷的方法存在显著局限性：
侵入性和破坏性：如钻孔取芯或使用金属棒进行地面探测等方法，不仅会损坏道路表面且影响交通。
覆盖范围有限：多数传统方法仅能提供特定点的数据，可能遗漏路面其他部分的潜在缺陷。这种有限的覆盖范围无法全面评估地下状态。
仅关注表面层级：目视检查和测声技术仅能检测到可见或近表面的损伤。当裂缝或塌陷等表面缺陷出现时，潜在问题可能已发展到严重程度。这些方法往往无法揭示路面下问题的全部范围，导致潜在隐患得不到及时处理，直至问题恶化。
成本和时间限制：尤其是对于大面积区域，检测成本高昂且耗时较长。
决策延迟：信息不足可能导致修复工作延误，增加道路塌陷的风险和修复成本。
面临这些挑战，传统较多采取被动应对的方式，即在已经造成缺陷明显损害后才被发现，进而引发昂贵的维修费用，还会导致道路损坏。
解决方案
随着探地雷达（GPR）技术的不断进步，我们现在可以向主动维护迈进。探地雷达可提供实时、无损的地下成像，使我们能够探测并绘制地下空洞位置，及早发现潜在问题，并在其升级为重大安全隐患前予以解决。
广泛的频率范围：为不同扫描深度提供了灵活性。GS8000的工作频率为40–3440 MHz，适合中深度探测和细节成像。GS9000配备可更换阵列天线，频率范围为30–750 MHz（用于深层扫描）和500–3000 MHz（用于高分辨率的浅层扫描）。这些特性为扫描不同深度提供了灵活性，可通过高分辨率成像准确探测出的空洞和异常。
与GNSS配合使用的自由路径：探地雷达系统与全球导航卫星系统（GNSS）配对后，无需传统测量网格即可运行，使过程更快、更灵活。这允许团队根据特定条件扫描区域，提高了数据采集的准确性。
实时现场处理（2D、3D）：检测团队能够现场将地下的检测异常以3D可视化数据展示出来，有助于深入地了解复杂结构，提高准确性。同时，可进行实时数据处理并将结果反馈给决策层，加快了现场决策速度，使检查更加高效和安全。
应用案例
在某繁华城市的中心区域，一条主要道路近期完成了空洞填补工程。为确保填补质量，市政部门决定采用探地雷达进行复查。GS9000探地雷达以其广泛的频率范围和可更换阵列天线设计，成为此次复查任务的工具。
复查过程中，GS9000的高分辨率成像功能发挥了关键作用。通过切换至30–750 MHz频率范围，对整个路面采用自由路径采集，现场直接获得高清雷达切片图谱。
从上图某天线通道的雷达图谱中显示，整个深度范围内存在异常反射信号，这些异常高能量反射信号表明空洞填补并不充分，存在分层和非密实情况，甚至部分填补区域可能已经产生了扩张。
在不同深度的缺陷雷达视图
针对这一检测结果，市政部门立即采取了行动。他们根据GS9000提供的详细数据，确定了填补不充分和存在安全隐患的具体位置，并组织了专业的施工队伍进行再次填补和加固。通过此次复查与补救措施，成功避免了未来可能出现的塌陷等安全隐患，确保了道路的安全性和稳定性。