DB6501∕T 033-2020 城市道路隐患雷达检测技术规范(乌鲁木齐市).pdf
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1、 ICS 93.080.01 CCS P 66 6501 乌鲁木齐市地方标准 DB 6501/T 0332022 城市道路塌陷隐患雷达检测技术规范 Technical standards for ground penetrating radar detection of urban road collapse vulnerabilities BDB 6501/T 0332022 I 目次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总体原则 . 2 5 检测系统 . 3 6 检测方法 . 6 7 检测成果 . 13 8 城市道路塌陷隐患风险评估系统
2、 . 14 附录 A(资料性) 乌鲁木齐市整体概况 . 17 附录 B(资料性) 雷达采样频率计算方法 . 19 附录 C(资料性) 地下介质电磁波速度计算方法 . 20 附录 D(资料性) 道路塌陷隐患雷达检测表 . 22 附录 E(资料性) 道路塌陷隐患雷达图谱解释 . 29 附录 F(资料性) 城市道路塌陷隐患雷达检测项目范例 . 36 DB 6501/T 0332022 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。 本文件由乌鲁木齐市城市管理局(行政执法局)提出并归口。 本文件起草单位:乌鲁木齐市市政设施监测中心、北京国
3、电经纬工程技术有限公司、新疆公路桥梁试验检测中心有限责任公司、北京科技大学。 本文件主要起草人:索翼、木合甫力沙吾提、马昕骏、肖小良、吕祥锋、张永辉、景峰、刘建新、杨阳、方坤、官京海、崔成玉、吴东、马雪同、汤先立、胡正瑞、杜含辰、阮跃东、张成、李伟、马胜、徐志伍、陈艳、李兰、李世浩、田艳哲、赵京利、尹思桦、武嘉宾、李瑞峰、李汭、安飞。 本文件在实施应用中的疑问,请咨询北京国电经纬工程技术有限公司。 本文件修改意见建议,请反馈至乌鲁木齐市市政设施监测中心(乌鲁木齐市新市区河滩北路1359号)、北京国电经纬工程技术有限公司(北京市海淀区学清路8号)。 乌鲁木齐市市政设施监测中心 联系电话:0991
4、-4861192;邮编:841100。 北京国电经纬工程技术有限公司 联系电话:010-62562036;传真:010-62568046;邮编:100019。 DB 6501/T 0332022 城市道路塌陷隐患雷达检测技术规范 1 范围 本文件规定了城市道路塌陷隐患雷达检测的术语和定义、总体原则、检测系统、检测方法、检测成果、风险评估的要求。 本文件适用于乌鲁木齐市建成区范围内城市道路、广场及地下基础设施沿线等区域的道路塌陷隐患雷达检测。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中, 注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的
5、引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 22239 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求 GB 50268 给水排水管道工程施工及验收规范 CJJ 36 城镇道路养护技术规范 CJJ/T 210 城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程 JGJ/T 87 建筑工程地质勘探与取样技术规程3.23.33.4DB 6501/T 0332022 富水体 water-rich soil 地下局部范围内的含水率明显高于周边土体的松散土体。 道路塌陷隐患验证 verification of the potential safety hazard of the ground coll
6、apse 在道路塌陷隐患雷达检测成果的基础上, 采取钻探、 开挖、 触探等方法对查明的塌陷隐患进行验证,当不满足上述验证手段的实施条件时,可采用其他物探方法进行验证。 电磁波遥感 electromagnetic wave remote sensing 运用传感器或遥感器发射电磁波,根据物体的电磁波辐射、反射特性进行非接触的、远距离的探测技术。 探地雷达(GPR) ground penetrating radar 利用短脉冲电磁波探测地下介质分布的一种高分辨率的探测设备。发射天线将短脉冲电磁波以宽频带短脉冲的形式发射到地下, 电磁波在地下介质中传播时, 遇到存在电性差异的分界面时会发生反射,反射
7、信号被接收天线接收,经数字信号处理后即可得到反映地下介质电性分布的雷达图像。 测线 survey line 在工作状态下,单位数量探地雷达发射天线从起点到终点的位移轨迹。 雷达天线 radar antenna3.53.63.73.83.93.103.113.123.133.144.1DB 6501/T 0332022 道路塌陷隐患检测属于技术服务,应采用雷达检测技术。 检测单位应具备测绘资质(摄影测量与遥感)或工程勘察专业类资质(含岩土工程(物探测试检测监测)资质)或 CMA 检验检测机构资质(含道路病害及塌陷隐患(空洞、脱空、疏松、富水)项目)。 道路塌陷隐患雷达检测应遵循以下规定: a)
8、当发生严重地面变形或路面塌陷事故、 地下管线发生变形或破损时, 应立即对周边影响区域进行检测; b) 城市快速路、主干路、次干路、支路、广场及重点管线区域,应定期进行检测,检测周期应小于 2 年; c) 地铁沿线道路和 BRT 沿线车道,应定期进行检测,检测周期应小于 1 年; d) 建设单位向管养单位移交道路前,应进行检测; e) 采空区上方道路,应使用频率小于或等于 100 MHz 的低频雷达进行检测; f) 排水管涵、 供水管涵、 热力管涵及河道周边区域道路, 应在冻土春融后、 冬季降雪前进行检测; g) 地铁隧道、基坑、管涵(明挖、顶进等)等地下工程建设时,应在施工前、施工过程中、竣工
9、后分别对施工影响区域内道路进行检测,其中施工过程中雷达检测应增加检测频次; h) 城市重大社会活动涉及的重要道路、广场、地下管线周边区域,应在活动举办前进行检测; i) 黄土台地工程地质区(涉及水磨沟区、米东区、高新区及经(头)区)道路检测,应注意黄土土质在雷达图像上的多解性,配备专职数据分析人员进行图像解译; j) 在河滩快速路、 二环路等穿越多个工程地质区的快速路及主干路进行雷达检测时, 应充分收集工程地质、 水文地质资料, 结合道路工程施工特点 (如道路结构层信息等) , 配置合理的设备、人员,并注重不同地质区的参数测定; k)道路塌陷隐患经修复后,应对其进行雷达复测;4.24.34.4
10、4.55.1DB 6501/T 0332022 车载式二维多通道探地雷达 5.2.1 车载式二维多通道探地雷达系统应配备不同频率天线,天线阵列布局应合理,以满足不同探测深度要求。雷达天线中心频率选择应符合表 1 的规定。 表1 理论最大探测深度与天线中心频率对应关系 最大探测深度/m 中心频率/MHz 1.0 500 1.02.0 200500 2.05.0 100200 5 100 5.2.2 车载式二维多通道探地雷达系统参数符合下列规定: a) 扫描速率应大于或等于 300 线/s; b) 探测时窗应为 0 ns512 ns; c) 信噪比应大于或等于 90 dB; d) 测距误差应小于或
11、等于 0.1%; e) A/D 转换的位数应大于或等于 16 位; f) 配置天线应具备屏蔽功能。 车载式三维多通道探地雷达 5.3.1车载式三维多通道探地雷达系统天线阵列应至少具有 8 个通道,应能实现三维采集,具有坐标5.25.35.4DB 6501/T 0332022 h) 配置天线应具备屏蔽功能。 便携式探地雷达 5.5.1 便携式探地雷达应设计小巧,轻便灵活,适应交叉路口、巷道、人行道等车载式探地雷达不便到达的区域的检测。 5.5.2 便携式探地雷达宜配备两种不同频率天线进行探测,天线布局应合理,以满足不同探测深度要求,雷达天线中心频率选择应符合表 1 的规定。 5.5.3 便携式探
12、地雷达参数符合下列规定: a) 扫描速率应大于或等于 300 线/s; b) 探测时窗应为 0 ns512 ns; c) 信噪比应大于或等于 90 dB; d) 测距误差应小于或等于 0.1%; e) A/D 转换的位数应大于或等于 16 位; f) 配置天线应具备屏蔽功能。 定位设备 5.6.1 定位设备应能在道路塌陷隐患雷达检测中快速、实时为检测系统定位,提供目标、雷达和运载平台的空间位置及检测时的运行轨迹。 5.6.2 定位设备应包括下列功能: a) 定位设备应能与检测设备进行关联,检测设备通过获取定位设备端口、波特率、数据位长、停止位、 奇偶校验等信息, 可将地理信息系统连接到选定的定
13、位设备, 对定位数据进行管理显示;5.55.65.75.8DB 6501/T 0332022 e) 基于地理信息系统的实时检测轨迹显示; f) 雷达数据、视频数据同步回放; g) 雷达数据、视频数据关联定位; h) 对作业设备及周边环境进行实时监测; i) 对采集的数据进行导出。 数据解译软件 5.9.1 数据解译软件应能实现对雷达数据和定位数据的处理,以识别并定位道路塌陷隐患疑似点。 5.9.2 数据解译软件应具备下列功能: a) 对文件进行管理,包括数据打开、数据存储、项目管理、位图输出; b) 对参数进行设置,包括文件编辑、数据显示方式设置、标记编辑; c) 对数据进行预处理,包括数据合
14、并与分割、剖面翻转; d) 对雷达数据进行处理,包括去噪、滤波、反褶积、偏移、零点校正和增益放大等; e) 对定位数据进行处理; f) 同时回放雷达数据、视频数据和检测轨迹; g) 层位追踪和厚度计算; h) 道路塌陷隐患的识别、分析和定位。 6 检测方法 一般规定5.96.1DB 6501/T 0332022 图1 道路塌陷隐患雷达检测流程图 接受委托人员、设备组织现场踏勘地卜管线、工程地质资料收鬼检测方案制定现场数掘采集数裾处理、分析解杼数据解译结果夂核异常等级判断成果验证隐忠成因分析报告编制报告提交6.2DB 6501/T 0332022 集资料的完备性及可利用程度,评估现场作业条件及风
15、险。 6.2.5 检测方法应根据工作要求、道路塌陷隐患属性、场地干扰因素和作业条件等选择。 6.2.6 检测方案应包括但不限于下列内容: a) 项目概况:包括项目来源、检测目的及内容、检测依据(相关法律法规、规范及技术标准、参考技术资料)、检测范围及工作量; b) 工程地质条件与工作环境分析:包括检测区内气象、水文、地形地貌、地质构造概况、岩土体特征、道路结构信息等; c) 检测重难点分析及应对措施; d) 检测方法与仪器设备:包括检测技术方法及要求、检测参数、检测精度、采用的验证方法、投入的仪器设备类型及数量; e) 检测组织管理:包括管理机构、进度计划及工期保障措施; f) 检测质量和安全
16、保障措施; g) 提交的成果资料:包括技术设计书、检测报告、原始检测数据、测线布设示意图、道路塌陷隐患平面分布图等。 6.2.7 检测工作开始前,应进行检测方案技术交底及相关安全培训。 雷达数据采集 6.3.1 雷达检测范围的设定应符合下列规定: a) 检测范围应达到检测区域全面覆盖的目标,道路交叉口、渠化岛弯道、港湾式公交站、小区出入口等区域应适当扩大检测范围; b)测线末端宜超过检测区域边缘 106.3DB 6501/T 0332022 a) 数据采集工作时间应综合考虑检测区域内交通车流、 设施障碍的影响, 宜选择在夜间 23:00 至次日凌晨 6:00 期间进行; b) 应注意车行道和人
17、行道对检测设备的客观限制, 车行道宜选用车载式探地雷达进行检测, 人行道应选用便携式探地雷达进行检测; c) 当采用距离测量装置触发时,采集前应对其进行标定; d) 天线的移动速度应均匀,并应与仪器的扫描率相匹配; e) 应及时记录信号异常,并应分析异常原因,必要时进行复测; f) 应及时记录各类干扰源及地面积水、积雪、变形等环境情况; g) 当发现疑似道路塌陷隐患时,应进行标记; h) 检测系统工作时,应采取必要的安全防护措施,相关安全防护措施应符合 DB6501/T 007-2018中 13.2 条的规定。 i) 当检测区域局部不满足检测条件时,应记录其位置和范围,待具备检测条件后补测;
18、j) 数据采集过程中应按本文件附录 D 中表 D.1 进行道路塌陷隐患雷达检测记录; k) 当采用差分 GPS 进行测线轨迹定位时,应合理设置基准站,并应进行定点测量验证。 6.3.5 检测数据质量管理应符合下列规定: a) 在检测过程中,检测单位应加强自检自查工作,视检测进度,定期进行过程检查及资料审核;当原始资料不完整或质量不合格时,应及时进行补测或重测;对遗漏路段,应进行补测; b) 原始数据的信噪比应满足数据处理、解释的需要; c) 数据预处理应符合信号保真性原则, 有效信号深度应符合技术要求, 预处理结果应满足解译需要; d)重复观测的数据与原始数据应一致性良好;6.4DB 6501
19、/T 0332022 10 6.4.5 雷达数据综合解译应结合水文地质资料、地上和地下建筑物、构筑物资料及道路设施状况,剔除检测结果粗差,获取异常信息,并应解译该异常信息。 6.4.6 雷达数据异常点解译结果应包括地下空洞、脱空、土体疏松及富水体。 6.4.7 参考 T/CMEA 2-2018 中 5.4.7 的相关规定,不同类型的异常点识别应按表 2 的规定进行解译,雷达图像异常等级应按表 3 划分。 表2 道路塌陷隐患雷达图谱特征 道路塌陷 隐患类型 波组特征 振幅 相位与频谱 空洞 1 似球形空洞反射波组表现为倒悬双曲线形态; 2 似方形空洞反射波表现为正向连续平板状形态; 3 多次波明
20、显; 4 绕射波明显 整体振幅强 1 顶部反射波与入射波同向,底部反射波与入射波反向; 2 频率高于背景场 脱空 1 顶部形成连续的同向性反射波组,表现为似平板状形态; 2 多次波明显 整体振幅强 1 顶部反射波与入射波同向,底部反射波与入射波反向; 2 频率高于背景场 土体疏松 1 顶部形成连续的同向性反射波组; 2 多次波较明显; 3 绕射波较明显; 4 内部波形结构杂乱 整体振幅较强 1 顶部反射波与入射波同向,底部反射波与入射波反向; 2 频率高于背景场 富水体 1 顶部形成连续的同向性反射波组; 2 绕射波不明显; 3 底部反射波不明显 顶部反射波振幅强,衰减快 1 顶部反射波与入射
21、波反向,底部反射波与入射波同向; 2 频率低于背景场 表3 道路塌陷隐患等级划分、物理特征 道路塌陷 隐患类型 隐患等级 介电特征 工程特征 空洞 1 相对介电常数为1 1 分离净空大于或等于 0.5 m 及土体内部产生的空腔; 2 位于地基土中,其土基内部土体大量流失; 3 上部一般为脱空,下部为土体疏松,对上部土体结构的稳定性构成威胁 脱空 1 相对介电常数为1 1 埋深较浅,结构层与土基之间产生分离,分离净空小于0.5 m 土体疏松 1 相对介电常数小于周边土体; 2 疏松程度越高,相对介电常数越小 1 土层孔隙率大、不密实、结构不均匀; 2 松散程度大,强度低,压缩性强 富水体 1 相
22、对介电常数大于周边土体; 2 含水量越高,相对介电常数越大 1 路基含水量增大,强度低,压缩系数大,承载力低; 2 土体结构弱化,其上部容易发展为空洞 DB 6501/T 0332022 6.4.8 应根据雷达数据解译结果,确定道路塌陷隐患的平面轮廓及埋深。 6.4.9 应根据定位信息,确定道路塌陷隐患的坐标和相对位置,并进行编号。 6.4.10 道路塌陷隐患雷达图谱解释,具体可参考附录 E。 疑似隐患定位与复测 6.5.1 道路塌陷隐患位置信息应由定位设备确定。 6.5.2 道路塌陷隐患位置信息应包括坐标信息、影像信息、位置的文字描述信息和现场标注信息,并将信息汇总到道路塌陷隐患疑似目标信息
23、汇总表(附录 D 中表 D.2)。 6.5.3 雷达复测测线布设应符合下列规定: a) 采用网格化加密布设测线; b) 沿道路轴线方向的加密测线长度应超过异常区域 (沿道路轴线方向) 两边各不小于 10 m 范围; c) 垂直道路轴线方向的加密测线宜根据实际道路条件宜尽可能延长; d) 加密测线的间距确保不应大于 1 m; e) 超出异常区域范围外仍应布设不少于 2 条测线。 塌陷隐患成果验证 6.6.1 道路塌陷隐患雷达检测成果的验证应确定塌陷隐患的类型、埋深等属性。 6.6.2 成果验证点应根据塌陷隐患类型、场地条件和危害对象的重要性等因素进行选择。 6.6.3 成果验证点的数量应符合下列
24、规定: a) 空洞、脱空隐患应 100%验证; b)其他类型塌陷隐患的验证数量不应少于总数的 20%,且不宜少于 3 处。6.56.6DB 6501/T 0332022 a) 钻探前应对拟钻孔位置进行现场标注; b) 钻探前,应查明地下管线情况,不得损坏或影响原有地下管线的运行和维护; c) 钻探前,应及时对存在道路安全隐患区域进行围挡并放置安全警示标志; d) 应在指定位置钻探; e) 应测量道路塌陷隐患规模,并拍摄隐患内部影像资料存档; f) 钻探结果应汇总到道路塌陷隐患钻探验证结果表(附录 D 中表 D.3); g) 钻探验证结束后,应及时封孔。 6.6.6 成果验证结果的判定应符合下列
25、规定: a) 当钻探过程中发生掉钻时,结合内窥镜影像,宜判定隐患类型为空洞或脱空; b) 当钻探过程中钻进速率加快、标准贯入或动力触探击数减低、挖探揭露的土体不密实时,宜判定隐患类型为土体疏松; c) 当提取土样稠度为软塑-流塑或含水量变大时,宜判定隐患类型为富水体。 6.6.7 钻探、挖探、触探验证完成后应按 JGJ/T 87 的规定进行回填。 6.6.8 成果验证完成后应根据验证结果修正相关检测结论,确认塌陷隐患类型、规模及性状等特征。 成因分析及处置 6.7.1 应根据塌陷隐患的类型、规模,结合隐患周边岩土、水文、地下管线、地铁工程等信息,判断道路塌陷隐患成因。 6.7.2 道路塌陷隐患
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