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應(yīng)用方案

儀器網(wǎng)/ 應(yīng)用方案/ 一年幾百次的道路塌陷事故,我們到底能做些什么?

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道路塌陷是道路在自然或人為因素作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一種地質(zhì)現(xiàn)象。城市道路塌陷增加了交通事故和人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí),還會(huì)造成建筑物地基下沉、房屋開裂、地下管道破損、城市洪澇及風(fēng)暴潮災(zāi)害加劇等問題。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國在2018年4月至2019年5月共發(fā)生244起城市道路塌陷事故,造成39人受傷,33人死亡,其中雨季發(fā)生事故占總數(shù)的41%。

數(shù)據(jù)來源于:中規(guī)協(xié)地下管線專業(yè)委員會(huì)管線事故公眾號(hào)

道路塌陷事故特點(diǎn)

√ 綜合性

城市道路、橋梁、地下管線和地鐵設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施密集

√ 突發(fā)性

從管道破裂到道路塌陷往往只在幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)

√ 社會(huì)性

伴隨著道路運(yùn)行中斷、管線斷裂等多種社會(huì)影響

道路塌陷事故危害

人員傷亡

財(cái)產(chǎn)損失

道路運(yùn)行中斷

地下管線破損

引起社會(huì)恐慌

道路塌陷影響因素

01 自然因素

  • 路基下天然溶洞

  • 路基下的軟弱土在水力侵蝕下形成空洞

  • 在荷載作用下ZZ形成路面塌陷

02 人為因素

  • 地下管線老化后破裂滲漏,進(jìn)而沖蝕路基形成空洞,導(dǎo)致路面塌陷

  • 道路施工時(shí)路基土回填壓實(shí)不足,壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)定要求,不均勻壓實(shí),致使地面水輕易滲透路基,長期水力作用下路基土下形成空洞導(dǎo)致路面塌陷

  • 地下隧道施工擾動(dòng),加固措施不牢,造成近鄰路基下管線破壞土體流失形成空洞,進(jìn)而導(dǎo)致路面塌陷

  • 地下水過度開采導(dǎo)致的塌陷

  • 煤礦資源豐富的地區(qū)的采空區(qū)塌陷等

地下病害體

地下病害體是指地面以下的空洞、脫空、疏松體、富水體等威脅城市安全的不良地質(zhì)體,是造成道路塌陷的主要原因。

地下病害體按工程特征分類

地下病害體類型

工程特征

脫空

位于地面硬殼層與地基土之間,埋置深度淺

空洞

位于地基土中,規(guī)模大小不一,其上下界面一般均不平整,對(duì)上部土體或結(jié)構(gòu)具有失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)

疏松體

1.相對(duì)周邊土體,具有結(jié)構(gòu)不均勻、松散、密實(shí)度低、強(qiáng)度低、高壓縮性等特點(diǎn);

2.強(qiáng)度隨疏松體的松散程度增大而降低;

3.疏松體范圍逐漸擴(kuò)大到一定程度,其自身承載力降低,內(nèi)部土體發(fā)生坍塌,疏松體上部發(fā)展為空洞,在路基與基層之間、基層和面層之間會(huì)出現(xiàn)脫空

富水體

1.相對(duì)周邊土體均勻性較差、含水量高、呈流塑狀態(tài)、靈敏度較高;強(qiáng)度很低、孔隙比較大、壓縮性高等特點(diǎn);

2.富水體區(qū)域因局部水力作用,土體結(jié)構(gòu)弱化,強(qiáng)度降低,工程性質(zhì)變差,危及周邊工程安全,其上部發(fā)展為空洞

地下病害體按地球物理特征分類

地下病害體類型

介電特征

彈性特征

電阻率特征

脫空

相對(duì)介電常數(shù)為1

1.彈性波速度低;

2.波阻抗低

電阻率大于周邊土體,明顯高阻異常

空洞

疏松體

1.相對(duì)介電常數(shù)小于周邊土體

2.疏松程度越高,相對(duì)介電常數(shù)越小

1.彈性波速度低;

2.疏松程度越高,速度越低

1.相對(duì)介電常數(shù)小于周邊土體

2.疏松程度越高,相對(duì)介電常數(shù)越小

富水體

1.相對(duì)介電常數(shù)大于周邊土體

2.含水量越高,相對(duì)介電常數(shù)越大

彈性波速度低

1.電阻率小于周邊土體

2.明顯低阻異常

以上資料來源:《JGJ/T 437-2018 城市地下病害體綜合探測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》

地下病害體主要探測(cè)方法

現(xiàn)階段對(duì)城市地下病害的勘探方法較多,如雷達(dá)探測(cè)法、高密度電阻率法瞬態(tài)面波法、微動(dòng)勘探法、地震映像法以及瞬變電磁法等。

主要探測(cè)方法的適用性

探測(cè)方法

類型

埋藏深度D

脫空

空洞

疏松體

富水體

探達(dá)法

D<7.0m

高密度電阻率法

3.0m<D≤30.0m

瞬態(tài)面波法

3.0m<D≤20.0m

微動(dòng)勘探法

3.0m<D≤30.0m

地震映像法

D≤20.0m

瞬變電磁法

3.0m<D≤30.0m

注:● 適用 ○ 可用

No.1

雷達(dá)探測(cè)法

探達(dá)主機(jī)通過發(fā)射天線向地下發(fā)射寬頻帶短脈沖電磁波,當(dāng)電磁波遇到存在電性差異的地下地層或目標(biāo)體時(shí)會(huì)發(fā)生反射,反射波返回地面被接收天線所接收。高頻電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí),其傳播路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨被通過介質(zhì)的電性特征與幾何形態(tài)而變化。

因此,通過對(duì)時(shí)域電磁波波形的采集、處理和分析,可以確定地下分界面或地質(zhì)體的空間位置及結(jié)構(gòu)。

目前采用的探達(dá)主要有二維探達(dá)三維探達(dá)兩種。

3D-RADAR三維探達(dá)

Geoscanner二維探達(dá)

3D-RADAR三維探達(dá)

3D-RADAR三維雷達(dá)系統(tǒng)GeoScope MK IV使用了數(shù)字步進(jìn)頻率技術(shù),可針對(duì)各種不同的應(yīng)用,采用不同的頻率范圍,通過采集軟件參數(shù)設(shè)置來控制整個(gè)頻譜,優(yōu)化探測(cè)深度和雷達(dá)系統(tǒng)分辨率之間的關(guān)系,從而獲得ZJ的探測(cè)目標(biāo)圖像質(zhì)量;同時(shí)GeoScope使用了電子掃描天線陣技術(shù),能夠進(jìn)行快速和精確的三維勘查,實(shí)現(xiàn)了真正的三維探測(cè);GeoScope采集軟件可以實(shí)時(shí)顯示三維圖像,是目前市場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)三維成像的探達(dá)系統(tǒng)。

主要特點(diǎn):

  • 主機(jī)采用創(chuàng)新的數(shù)字步進(jìn)頻率雷達(dá)技術(shù)
  • 天線應(yīng)用引領(lǐng)GPR天線設(shè)計(jì)的電子掃描無線陣技術(shù)
  • 實(shí)時(shí)三維顯示測(cè)試數(shù)據(jù)及分析結(jié)果
  • 高分辨率道路無損檢測(cè)優(yōu)選設(shè)備

Geoscanner探達(dá)

Akula 9000C探達(dá)控制系統(tǒng)

GCB系列全屏蔽地面耦合天線

Akula 9000系列探達(dá)提供的客戶定制化和可擴(kuò)展性能是目前世界上少有的。Akula 9000系列探達(dá)從堅(jiān)固設(shè)計(jì)到全方位的用戶友好界面,廣泛的自動(dòng)設(shè)置選擇,使得初學(xué)者無需多久即可精通和 掌握這門的復(fù)雜測(cè)試技術(shù)。

Akula 9000系列探達(dá)特點(diǎn):

  • 優(yōu)異測(cè)量結(jié)果和完全屏蔽技術(shù)WM結(jié)合。
  • GCB系列天線是目前國際市場(chǎng)上GX測(cè)試性能的地面耦合GPR天線技術(shù)。這些完全屏蔽的探達(dá)天線即使電磁污染的世界任何地方使用都可以提供WM性能和結(jié)果。通過實(shí)施復(fù)雜的建模和電氣設(shè)計(jì)解決方案,我們向你們保證,每一GCB天線重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,取代目前其他的解決方案。
  • 可以連接多種類型全范圍天線,例如:地面耦天線、空氣耦合天線、鉆孔天線、多頻組合天線。用于隧道超前預(yù)報(bào),隧道襯砌、鋼筋、混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè),地下管線探測(cè),淺層地質(zhì)、水文、考古、環(huán)境等勘察。

No.2

高密度電阻率法

高密度電阻率法(multi-electrode resistivity method)是一種陣列勘探方法,它以巖、土導(dǎo)電性的差異為基礎(chǔ),研究人工施加穩(wěn)定電流場(chǎng)的作用下地中傳導(dǎo)電流分布規(guī)律。


OYO McOHm Profiler 8i高密度電法儀

OYO McOHm Profiler 8i高密度電法儀

McOHM Profiler-8i是一款8通道數(shù)字化高密度電法探測(cè)儀器。在McOHM Profiler-4的基礎(chǔ)上進(jìn)行了全方位的改進(jìn),儀器性能大幅度提升。同時(shí),融合了ZX的技術(shù)成果,能夠提供更方便、更GX的云分析服務(wù)。

McOHM Profiler-8i主機(jī)

Scanner 32電極轉(zhuǎn)換器

主要特點(diǎn):

  • 友好的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)
  • 8通道同時(shí)測(cè)量
  • 配合Scanner 32Z多可實(shí)現(xiàn)192電極
  • 可通過控制程序進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)量
  • GX率實(shí)時(shí)成圖功能,直觀顯示偶極擺列的電流衰變曲線,能夠在野外現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格把控采集數(shù)據(jù)質(zhì)量。
  • 采集數(shù)據(jù)隨時(shí)存儲(chǔ)在控制平板電腦的硬盤中,確保數(shù)據(jù)安全無虞。
  • 性價(jià)比高、設(shè)計(jì)緊湊、重量輕便。

No.3

瞬態(tài)面波法

瞬態(tài)面波法是一種新興巖原位測(cè)試勘探方法,利用實(shí)測(cè)瑞雷面波頻散曲線,通過定量解釋,可以得到各地質(zhì)層彈性波的傳播速度,傳播速度的大小,直接反映了地層的“軟”、“硬”程度。因此,可以對(duì)第四系地層進(jìn)行劃分,確定地基的持力層、土石界面基巖面的起伏變化。瞬態(tài)面波勘察技術(shù)對(duì)地層具有的薄層分辨能力、定量分析評(píng)價(jià)能力和通過圖象再現(xiàn)地下地層與構(gòu)造的能力。

OYO McSEIS-SW高分辨率面波儀

McSEIS-SW 24通道地震儀,設(shè)計(jì)緊湊輕便,其一體化設(shè)計(jì)包容了A/D轉(zhuǎn)換、放大器等測(cè)量電路。可使用商務(wù)筆記本電腦實(shí)現(xiàn)測(cè)量控制、波形顯示和其他功能。該系統(tǒng)標(biāo)配有一套高精度面波勘探軟件,方便用戶在現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析工作。

主要特點(diǎn):

  • 儀器重量輕便,便于搬運(yùn);功耗低待機(jī)時(shí)間長適合長期測(cè)。
  • 儀器箱體為防雨防塵設(shè)計(jì)。
  • 可在電腦上安裝專用的控制軟件(SW控制軟件)進(jìn)行操作(通過網(wǎng)線連接)。
  • 通過 SW 控制軟件可進(jìn)行高精度面波勘探的數(shù)據(jù)分析工作。
  • 傳統(tǒng)的一體式儀器,數(shù)據(jù)處理功能和計(jì)算速度往往隨時(shí)代落伍,而本儀器允許用戶自由選擇性能匹配的電腦進(jìn)行連接,操作舒適、快捷、準(zhǔn)確。

No.4

微動(dòng)勘探法

微動(dòng)勘探法主要是通過特定的檢波器,在觀測(cè)臺(tái)中獲取來自地球的微動(dòng)信息,然后通過數(shù)據(jù)提取的方式,對(duì)面波信號(hào)進(jìn)行分析和研究,ZH,對(duì)地下巖層的結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行獲取。

OYO McSEIS-MT NEO地脈動(dòng)儀

地脈動(dòng)陣列儀和地脈動(dòng)臺(tái)陣McSEIS-MT NEO主要用于地脈動(dòng)陣列測(cè)試,振動(dòng)監(jiān)測(cè),場(chǎng)地或結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的研究等。McSEIS-MT NEO不需要大錘、重物等人工震源,僅采集通過地表面?zhèn)鞑サ拿娌?。表面波的產(chǎn)生主要來自交通噪聲、工業(yè)振動(dòng)以及波浪、風(fēng)等自然現(xiàn)象。通過4臺(tái)及以上的McSEIS-MT設(shè)置成三角形地脈動(dòng)陣列,即可實(shí)現(xiàn)數(shù)十到數(shù)千米范圍的地脈動(dòng)測(cè)量 。配套的SeisImager/MT NEO軟件可應(yīng)用于分析地下結(jié)構(gòu)的相速度,并生成一維S波速度結(jié)構(gòu)。

主要特點(diǎn):

  • McSEIS-MT NEO為包容傳感器和電池的一體化設(shè)計(jì),適合組成三角形陣列進(jìn)行不同深度的S波速度結(jié)構(gòu)測(cè)量。
  • 即使在生活噪音強(qiáng)烈的區(qū)域,不需要使用人工震源也可進(jìn)行測(cè)量。
  • S波速度結(jié)構(gòu)測(cè)量的有效深度范圍為數(shù)十米到數(shù)千米。
  • ?可從SD存儲(chǔ)卡直接上傳測(cè)量參數(shù)設(shè)定,記錄起來操作簡(jiǎn)便。
  • 每個(gè)臺(tái)站內(nèi)置的GPS可確保所有單元同步采集,各儀器之間可以設(shè)置無線操作系統(tǒng)進(jìn)行連接。

No.5

地震映像法

地震映像(又稱高密度地震勘探和地震多波勘探),是基于反射波法中的偏移距技術(shù)發(fā)展起來的一種常用淺地層勘探方法。

iSeis & Seismic Source Sigma4無線地震記錄集系統(tǒng)

SIGMA 4,世界先進(jìn),成熟的無線地震記錄集系統(tǒng),可內(nèi)置/外接傳感器,包含3通道和4通道兩種型號(hào),無縫提供Z完整的震源控制/記錄集成解決方案。典型用途包括自主(盲采)節(jié)點(diǎn)、控制&狀態(tài)節(jié)點(diǎn)金額實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)測(cè)震儀,具有多種記錄模式和測(cè)量方案,在面對(duì)不同觀測(cè)條件和觀測(cè)對(duì)象時(shí),配合相應(yīng)的軟硬件和測(cè)量方案,可形成不同的觀測(cè)方案。

主要特點(diǎn):

  • 加速度計(jì)選項(xiàng):“高動(dòng)態(tài)范圍”力平衡加速度計(jì);“低噪聲”力平衡加速度計(jì)-井下和拱頂支撐;水聽器選項(xiàng)。
  • ZY的數(shù)據(jù)質(zhì)量:寬動(dòng)態(tài)范圍、低本底噪聲、低失真,高輸出。
  • 高可擴(kuò)展性:支持?jǐn)?shù)百個(gè)通道擴(kuò)展。
  • 的操作性能:超高速采樣、長記錄時(shí)長、智能觸發(fā)算法。
  • 時(shí)間同步:GPS可馴時(shí)鐘:所有設(shè)備通過GPS模塊對(duì)時(shí);同步觸發(fā)采集;主/從時(shí)間同步。
  • 可靠的內(nèi)置存儲(chǔ):工業(yè)級(jí)閃存、無數(shù)據(jù)丟失、大容量存儲(chǔ)。
  • 支持邊記錄邊下載:下載當(dāng)前或歷史數(shù)據(jù)不中斷當(dāng)前記錄狀態(tài)。
  • 靈活的外部存儲(chǔ):通過加固USB接口下載數(shù)據(jù),不需中斷當(dāng)前記錄狀態(tài)。
  • 普適的外接網(wǎng)絡(luò):支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),通過網(wǎng)絡(luò)可邊記錄邊下載,適用所有IPv4協(xié)議媒介,星型拓?fù)浼熬栈ㄦ淲iFi網(wǎng)絡(luò)。
  • 內(nèi)置檢測(cè)功能:數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、設(shè)備檢測(cè)、傳感器檢測(cè)。
  • 檢波器選項(xiàng):可選內(nèi)置2Hz檢波器元件,1個(gè)縱向,2個(gè)剪切方向;任何外置檢波器傳感器(如1, 2, 4.5, 10, 16 Hz);外置低頻(<20s周期)三分量寬頻帶測(cè)震儀。

No.6

瞬變電磁法

瞬變電磁法,是利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)射一次脈沖磁場(chǎng),在一次脈沖磁場(chǎng)間歇期間利用線圈或接地電極觀測(cè)地下介質(zhì)中引起的二次感應(yīng)渦流場(chǎng),從而探測(cè)介質(zhì)電阻率的一種方法。其基本工作方法是:于地面或空中設(shè)置通以一定波形電流的發(fā)射線圈,從而在其周圍空間產(chǎn)生一次電磁場(chǎng),并在地下導(dǎo)電巖礦體中產(chǎn)生感應(yīng)電流:斷電后,感應(yīng)電流由于熱損耗而隨時(shí)間衰減。

城市道路地下病害體綜合檢測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作業(yè)能力評(píng)價(jià)辦法(試行)

根據(jù)《城市道路地下病害體綜合檢測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作業(yè)能力評(píng)價(jià)辦法(試行)》中要求,評(píng)價(jià)城市道路地下病害體綜合檢測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作業(yè)能力級(jí)別對(duì)應(yīng)的設(shè)備、業(yè)績、檢測(cè)員數(shù)量要求如下:






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