新聞上經常報道,哪裏發現了壹個洞,哪裏就突然崩塌,甚至迷信的地方也會被各種謠言跟進。
其實這是有科學解釋的。地殼運動會導致地面上升或下降,但這種速度很慢,人們幾乎察覺不到,但在某些地方,地面會突然塌陷。
這壹方面是地殼運動的結果,另壹方面也有人為因素。大多數發生地面沈降的城市是工業城市或石油、天然氣和煤炭的礦區。
工業城市挖深水井,把地下水抽走,形成缺口;在生產煤和石油的地區,過度的地下開采導致地殼下出現空洞。在上層土層的壓力下,含水層中的孔隙壓縮,地面塌陷。
2.如何防止路面塌陷?
車載陣列雷達在道路塌陷災害預警探測中的技術應用(大連鐘瑞科技發展有限公司)車載陣列雷達在道路塌陷預警探測中的應用摘要:近年來,許多城市發生了道路塌陷災害,造成了巨大的生命財產損失和嚴重的社會影響。
針對城市道路塌陷災害預警檢測的需求,研制了壹種具有自主知識產權的車載陣列雷達系統,能夠對道路病害進行可視化檢測和精確定位。該雷達系統已成功應用於多個城市的道路塌陷災害預警探測,形成了壹套道路塌陷災害探測的技術方法。
關鍵詞:道路病害;疾病預警和檢測;車載陣列雷達1。引言近年來,全國各地城市道路塌陷災害頻發,大規模、高頻率的惡性塌陷事故接連發生,造成了巨大的生命財產損失和嚴重的社會影響,直接威脅著城市公共安全,災害治理刻不容緩。目前,全國各地都有城市道路塌陷災害發生,從北京、上海、廣州、深圳等壹線城市到哈爾濱、長春、大連、太原、Xi安、武漢、長沙、福州、廈門等二線城市,以及蘭州、銀川、烏魯木齊等偏遠西部城市,甚至張家口、邯鄲、宣城、荊州、湘潭、婁底等。
調查表明,城市道路塌陷大多與地下管線直接相關,是典型的地下管線次生災害。據統計,大部分地下洞穴塌陷發生在地表以下0~3m範圍內[1]。
各種誘因導致地下管線損壞或直接使管線周圍的土壤疏松,在各種流水因素的作用下發生土壤流失,導致管線周圍產生空洞,逐漸發展擴大,最終導致路面塌陷,發生災害。這些洞穴塌陷的原因包括[2]和[3]:地下管線老化滲漏、管道施工假回填、地表水滲透侵蝕、地下水位下降、地鐵施工擾動、地下人防設施老化塌陷、濕陷性黃土塌陷、洞穴塌陷等。
科學研究和塌陷災害調查分析表明,只有利用先進的高科技物探設備對城市道路進行定期普查和探測,提前發現地下隱藏的空洞,提前預警並采取措施消除風險,才能防患於未然,避免塌陷事故的發生。第二,車載陣列雷達系統用於探測城市道路下的隱蔽空洞。由於道路交通繁忙,受周圍環境幹擾大,常用的工程物探方法如高密度電法、淺層地震法、瞬變電磁法等應用效果差、成本高、速度慢,難以在城市中廣泛應用。
探地雷達具有高效、抗幹擾、高精度、野外作業方便等特點,是城市道路塌陷災害普查探測的首選技術。國內外工程實踐表明,探地雷達已成為檢測道路下隱蔽病害唯壹實用可行的技術手段,適用於檢測空洞、空洞、松散土體、富水等多種道路病害[4][5]。
由於我國城市數量多,城市面積普遍較大,地下地質條件和地下構造復雜,常規的單(雙)道探地雷達和人工探測方法在探測效率和探測結果的可靠性方面存在壹定的局限性,探測效率低,工作量大,不能滿足城市長距離、大面積道路探測的需要,迫切需要壹種快速高效的車載多通道陣列雷達系統。為滿足上述要求,我們研制了車載陣列雷達系統(如圖1所示),該系統基於多通道超寬帶探地雷達技術和大天線陣列技術,專門用於大範圍、長距離公路和城市道路塌陷災害的普查和探測。
圖1車載道路病害災害預警雷達系統的天線陣列包括5個400MHz天線、2個200MHz天線和1 100MHz天線(如圖2所示),兼顧了雷達的探測深度和分辨率。雷達系統探測寬度為3.75米,探測深度為0 ~ 10米,行進速度為10 ~ 20公裏/小時
檢測精度可達厘米級,可用於城市道路的地毯式、全覆蓋調查。該雷達系統對地下病害體進行多通道同步聯合掃描測量,最大限度地獲取病害體的空間信息和病害特征,大大提高了雷達探測識別的質量和效率。
同時,多通道數據之間的相關性使得雷達圖像的判讀更加準確可靠。圖2天線陣列布置示意圖車載雷達系統集成了8通道探地雷達天線陣列、3G天線、激光線掃描工業相機、RTK精確定位系統、控制中心、紅外高清攝像系統、DMI測距儀等。(如圖3所示),並同步采集陣列雷達數據、經緯度坐標信息、現場視頻場景和路面高清圖像,整合到系統數據庫中,形成多信息綜合采集平臺,快速高效采集道路病害和災害。
得益於這壹開創性的探測技術平臺和全新的普查探測作業模式,物探工程師可以在集成統壹的界面上通過多通道雷達獲取每壹個地下空洞異常,確定其精確坐標位置,觀察現場環境和路面情況,通過對各種信息的綜合分析判斷,快速得出可靠結論。圖3車載雷達系統自主研發的車載道路病害災害預警雷達系統已獲得國家知識產權局授予的產品技術和軟件著作權[6][7],並已形成完整的企業知識產權體系。
2015,該系統通過了住房和城鄉建設部科技成果鑒定。三。技術方法車載陣列雷達檢測道路塌陷病害的技術方法分為普查檢測、疑似點篩選、疑似點復核、管線會簽、驗證五個步驟。
(1)勘察檢測車載雷達系統到指定作業區域。
「地面塌陷」的前兆是什麽?
水位驟升驟落,水色驟濁冒泡。
這些現象反映出巖溶地下水的動力條件發生了突變和急劇變化,從而為塌陷的發展提供了動力;這些變化與附近地表水體(河流、湖泊、水庫)突然集中滲漏或土洞擴大塌陷導致地下水道堵塞或爆裂有關。無論如何,它們都會促進土洞的快速發展,預示著崩塌的危險。
地面變形,如地面上的環形裂縫和不斷擴展,產生局部地面隆起或下沈。它們壹般是土洞擴大到壹定規模後,頂板接近極限平衡狀態,地面處於接近塌陷的危險狀態的現象。