DB6501 T 033-2022 城市道路塌陷隐患雷达检测技术规范.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 033 2022 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 2022-06-10 发布 2022-06-15 实施 乌鲁木齐 市市场 监 督管理局 发 布 DB 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.
2、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.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
3、设施监测中心、北京国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
4、话:0991-4861192;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 1 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
5、文件;不注日期的引用文件,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 JGJ/T 437 城市地下病害体综合探测与风险评估技术标准 DB 6501/T 007-2018 城市道路养护维修技术规范 T/CMEA 2-2018 道路塌陷隐患雷达检测技术规范 RISN-TG 024 道路塌陷隐患雷达检测技术导则 3 术语和 定义 下列术语和定义适
6、用于本文件。城市道 路塌 陷隐 患 urban road collapse vulnerabilities 对城市道路运行安全造成危害的地下空洞、脱空、土体疏松和富水体等不良地质体。脱空 pavement void 净空高度小于0.5 m的道路路面结构层局部范围与路基不连续接触的现象,常见于水泥混凝土路面、半刚性基层沥青混合料路面以及“白改黑”路面下方。空洞 cavity 净空高度大于或等于0.5 m的脱空以及地下发育的具有一定规模的洞穴,易引发地面塌陷和变形。土体疏 松 unconsolidated soil 地下局部范围土体密实度明显低于周边土体,局部相对松散的现象,属易引发地面变形甚至地
7、面塌陷等的不良地质体。DB 6501/T 0332022 2 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 collapse 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
8、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 antenna 探地雷达辐射电磁波的装置,分为发射天线和接收天线。距离测 量装 置(DMI)distance measu
9、re instrument 一种通过转动来测量距离的装置,每转动一圈产生固定的脉冲数,实际测距时根据脉冲数和测量轮的周长可以确定距离。异常区 域 abnormal area 介电常数存在较大差异,并能够在探地雷达图谱中通过电磁反射波振幅、同相轴及反射波频谱变化等特性明显显示出来的目标体(或地质体)。地理信 息系 统(GIS)geographic information system 在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。定位系 统 positioning system 通过卫星对地面目标进行
10、准确定位的集合体或装置(部件),包括北斗卫星导航系统(BDS)、全球卫星定位系统(GPS)和全球卫星导航系统(GLONASS)、惯性导航系统、全站仪等。4 总体原 则 道路塌陷隐患雷达检测应遵循客观、系统、科学的原则,依据城市道路实际情况,并综合考虑影响道路雷达检测工作的因素,制定道路雷达检测方案。DB 6501/T 0332022 3 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
11、定:a)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、竣工后分别对施工影响区域内道路进行检测
12、,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;l)其他存在道路塌陷隐患的区域,应择机进行检测。检测单位宜优先选择掌握本地主要道
13、路雷达数据基础资料,或在地质条件类似地区承担过道路塌陷隐患雷达检测项目工作的单位,雷达检测负责人应具备 5年以上道路塌陷隐患雷达检测经验,作业人员应经技术、安全培训并考核合格后方可上岗。5 检测系 统 一般规 定 5.1.1 检测系统应包括检测设备和数据软件。5.1.2 检测设备应包括下列内容:a)操作平台和控制系统;b)车载式探地雷达系统(应包括二维多通道探地雷达或三维多通道探地雷达,宜包括二三维一体化多通道探地雷达);c)便携式探地雷达;d)定位设备;e)辅助设备。5.1.3 检测设备应经过周期比对核查或校准,确保性能完好,方可投入使用。在使用、运输和保管过程中应防水、防潮、防尘、防高温、
14、防寒等。5.1.4 数据软件应包括下列内容:a)数据采集软件;b)数据解译软件。DB 6501/T 0332022 4 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
15、 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。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,具有坐标定位和测距功能,自带三维电磁波数据处理、解释软件包。5.3.2 车载式三维多通道探地雷达系统参数符合下列规定:a)天线的横向测线间距应小于或等于 14 cm;b)天线阵列主频应为 200 MHz500 MHz;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
16、应大于或等于 16 位;f)配置天线应具备屏蔽功能。车载式 二三 维一 体化 多通 道探地 雷达 5.4.1 车载式二三维一体化多通道探地雷达系统应同时具备采集二维和三维数据的功能,应配置至少2种频率的天线,实现二维雷达数据和三维雷达数据相互融合,满足不同探测深度要求。雷达天线中心频率选择应符合本文件表1的规定。5.4.2 车载式二三维一体化多通道探地雷达系统参数符合下列规定:a)三维雷达天线阵列与二维雷达天线阵列布局应合理,由同一控制单元控制,保证工作时互不干扰;b)扫描速率应大于 200线/s;c)探测时窗应为 0 ns512 ns;d)信噪比应大于或等于 90 dB;e)测距误差应小于或
17、等于 0.1%;f)A/D转换的位数应大于或等于 16 位;g)外壳防护等级应大于或等于 IP54;DB 6501/T 0332022 5 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
18、)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位设备,对定位数据进行管理显示;b)雷达检测时,定位设备应能同步记录下每个检测点的 X、Y、Z 空间坐标,将该坐标导入到地理信息图形显示系统后,可实现检测工作的定位、导航;c)定位
19、设备应能显示检测点轨迹线,应能读取异常点坐标信息。5.6.3 定位设备应符合下列规定:a)定位设备的选定应根据测量的精度和移动速度确定;b)定位数据平面精度应小于或等于 500 mm;c)数据采样间隔应小于或等于 0.2 s。辅助设 备 5.7.1 辅助设备的电源供电方式应包括车体供电、蓄电池供电及两者兼用三种供电方式。5.7.2 同步控制系统应由距离测量装置(DMI)进行触发,并可单独控制各设备的触发间隔。5.7.3 视频设备宜由摄像机、传输线缆、视频监控平台组成,可对雷达检测活动进行全程记录,并监测路况,辅助判别雷达异常区域。摄像机安装和使用应符合 T/CMEA 2-2018和RISN-T
20、G 024的规定。数据采 集软 件 5.8.1 数据采集软件应能实现对检测系统的控制,包括对雷达数据和定位数据的实时采集、存储与显示。5.8.2 数据采集软件应具备下列功能:a)二维多通道探地雷达参数设置,数据实时采集、存储和显示;b)三维多通道探地雷达参数设置,数据实时采集、存储和显示;c)二三维一体多通道探地雷达参数设置,数据实时采集、存储和显示;d)定位设备参数设置,数据实时采集、存储和显示;DB 6501/T 0332022 6 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
21、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 6.1.1 道路塌陷隐患雷达检测
22、应包括下列内容:a)现场踏勘与资料收集;b)检测方案制定;c)现场数据采集;d)雷达数据解译;e)疑似隐患定位与复测;f)成果验证;g)成因分析与处置建议;h)检测报告编写与提交。6.1.2 道路塌陷隐患雷达检测流程应按图 1进行。DB 6501/T 0332022 7 图1 道路塌 陷隐 患雷 达检 测流 程图 6.1.3 测线布设应符合下列规定:a)测线布设应完整、连续;b)首次检测测线布设应达到检测区域全面覆盖的目标,测线宜与车道平行;c)重点检测区域或复查异常区域,测线应加密布设或交叉布设。6.1.4 探地雷达天线主频选择应符合检测深度和精度的要求,并应符合下列规定:a)应选择频率为
23、80 MHz500 MHz 的屏蔽天线进行检测,获得雷达数据信息,当多种频率的天线均能满足检测深度要求时,宜选择频率相对较高的天线;b)对于检测的重点区域和普测中确定的重点异常区域复测,应选择至少两种不同主频的天线进行组合检测,兼顾深部与浅部检测,更准确地探明道路塌陷隐患。检测准 备工 作 6.2.1 雷达检测工作应避免在路面积水或积雪时进行,检测环境温度应为-25 45。6.2.2 道路塌陷隐患雷达检测的技术准备工作应包括资料收集、现场踏勘、编写检测方案等内容。6.2.3 资料收集应包括下列主要内容:a)检测区地形图和测量控制点资料;b)检测区内的地下管线现状资料、已有的各类地下管道检测成果
24、资料、给水管道漏水检测成果资料;c)检测区内的道路工程、各类地下工程的设计和施工资料;d)检测区内岩土工程、工程地质和水文地质勘察资料;e)检测区内既有道路的塌陷隐患检测资料及其修复的设计及施工资料;f)乌鲁木齐本地资料可参考附录 A,并根据检测区分布做进一步细化补充。6.2.4 应进行现场踏勘以了解工作环境条件及典型干扰源的分布、地形地貌及其变化情况,核实已收DB 6501/T 0332022 8 集资料的完备性及可利用程度,评估现场作业条件及风险。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
25、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
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