DB36-T 2036-2024 地下病害体三维地质雷达探测技术规程

DB36江西省市场监督管理局发布DB36/T2036—2024 2规范性引用文件 6三维地质雷达探测系统 9数据质量控制 10数据处理与解译 附录A（资料性附录）设计书编制大纲 附录B（资料性附录）三维地质雷达探测记录表 附录C（资料性附录）成果报告编写大纲 DB36/T2036—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由江西省自然资源厅提出。本文件由江西省自然资源标准化技术委员会（JX/TC024）归口。本文件主要起草单位：江西省地质局物化探大队、江西省交通设计研究院有限责任公司、江西省瑞华国土勘测规划工程有限公司、中国瑞林工程技术股份有限公司、南昌市市政设施事务中心、江西省润邦工程技术研究有限公司、江西省物化探地质工程有限公司。本文件主要起草人：康元欣、王旭、李勇飞、廖志伟、吴应昌、刘爱民、王平、蔡英文、蔡文波、胡鹏飞、庞满莹、廖家荣、刘允文、晏露超、席超华、曹明明、夏超、温彬、肖涛、徐崇荣。DB36/T2036—20241地下病害体三维地质雷达探测技术规程本文件规定了地下病害体三维地质雷达探测的术语和定义、一般规定、探测类型、三维地质雷达探测系统、探测设计、现场实施、数据质量控制、数据处理与解译、报告编制等内容。本文件适用于江西省行政区域内道路、广场及地下市政基础设施沿线区域的地下病害体三维地质雷达探测。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。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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。CJJ/T73卫星定位城市测量技术标准JGJ/T437城市地下病害体综合探测与风险评估技术标准3术语和定义JGJ/T437界定的及下列术语和定义适用于本文件。地下病害体undergrounddiseases存在于地面下方的空洞、脱空、疏松体、富水体等威胁道路运行安全的不良地质体。异常体anomalousbody介电常数存在较大差异，引起地质雷达探测信号异常的目标体（或地质体）。地面以下发育的净空大于或等于0.3m具有一定规模的洞穴。脱空cavityunderneathpavement地面以下发育的净空小于0.3m、水平方向有一定延伸宽度的规模较小的洞穴。DB36/T2036—20242地下病害体三维地质雷达探测3Dgroundpenetratingradardetectionofundergrounddiseases采用三维地质雷达探测技术查明存在于地面以下的空洞、脱空、疏松体、富水体等不良地质体的类型、位置和规模等属性。4一般规定4.1地下病害体三维地质雷达探测工作应结合既有的工程地质、水文地质和市政设施等资料，从测区实际情况和工作目的出发，合理布置测线，查明区内地下病害体的属性，进行塌陷风险评估。4.2探测单位应具备三维地质雷达探测的专业人员、技术能力和仪器设备。4.3探测工作可采用普查与详查相结合的方式，并宜符合下列规定：——普查：对测区进行全覆盖探测，确定重点探测区；——详查：对重点探测区进行加密探测，查明地下病害体的属性。5探测类型5.1以下区域三维地质雷达探测宜定期开展，且探测周期宜符合下列规定：a)曾探测出存在地下病害体或曾发生过塌陷的路段，修复后在一定时间周期内应加强探测，探测周期不宜超过6个月；b)学校、医院、热门景点、繁华商业区等人流密集区域道路，探测周期不宜超过1年；c)重点管线区域、地铁沿线及周边区域道路，探测周期不宜超过1年；d)城市主干路、快速路探测周期不宜超过1年，次干路探测周期不宜超过2年，支路探测周期不宜超过3年；5.2发生下列情况时，宜开展专项探测工作：a)地铁隧道盾构、非开挖管道铺设、深基坑围护等地下工程，分别在施工前、施工中、竣工后开展周边道路地下病害体探测；b)汛期及汛期后、地下水位突然变化及道路荷载增加等地下岩土环境易发生变化区域道路，根据自然环境变化造成的影响情况安排探测；c)重点保障项目、重要大型活动、外交、大型体育赛事等文体活动举办地周边道路区域，活动举办前3个月内进行探测。5.3发生下列情况时，宜开展应急探测工作：b)建（构）筑物、道路交叉路口、管线（道）累计沉降量超限，地面出现明显沉降或塌陷区域；c)地面累计沉降量报警或地下工程发生渗水、涌水、漏砂等险情时；d)对地下管渠或其附属设施进行排查、探测或养护工作中发现渗漏、破损、损坏等隐患。5.4三维地质雷达探测应保证数据质量真实、准确和可靠，数据解译应采用合理的处理方法，提高病害体的识别信噪比和分辨率，有效识别地下病害体。5.5探测设备应定期进行检定或校准，保持状态良好。6三维地质雷达探测系统6.1一般规定DB36/T2036—202436.1.1探测系统包括三维地质雷达、定位设备、辅助设备、数据采集及解译软件等软硬件设施，仪器设备及其配件应性能稳定、抗震和绝缘性能良好。6.1.2作业人员在操作平台能够控制、监视三维地质雷达和定位系统的运行状态。6.1.3设备在使用、运输和保管过程中应注意防雨淋、防曝晒和防剧烈振动等。6.1.4软件应具有足够的运算能力和扩展功能用于处理、分析探测系统的多源数据。6.2三维地质雷达三维地质雷达有脉冲式和频率步进式，其设备主要性能指标宜具备以下要求：b)信噪比不小于120dB，最大动态范围不小于160dB；c)A/D转换不小于16bit；d)具有时间窗口、采样点数、电磁波传播波速等重要采集参数设置功能；e)雷达通道数应不低于8道，其各通道应保持良好的一致性。6.3定位设备6.3.1定位设备能在三维地质雷达探测中，精准、实时为探测系统定位，提供目标、天线和运载平台的空间位置及探测时的运行轨迹，确认数据覆盖区域。6.3.2同步控制系统应由距离测量装置（(DMI)）进行触发，为保证所采集的数据均为同一位置，所有设备都应由同步控制单元进行采集控制。6.3.3定位设备性能指标应符合CJJ/T73的相关规定。6.4辅助设备6.4.1牵引车应有储存天线等设备的仓体。6.4.2视频记录设备应与三维地质雷达、定位设备同步工作，能对侧方道路设施及路况进行实时视频采集，记录影像数据、街景数据，视频设备应满足0km/h～50km/h车速拍摄需要，摄像头防护等级不应低于IP65。6.5数据采集软件数据采集软件应能实现雷达数据、定位数据和影像数据的实时采集、存储与显示、对作业设备及周边环境实时监测、采集的数据进行导出。6.6数据处理软件6.6.1数据处理软件应根据位置及时间对雷达数据、定位数据和基础地理信息数据进行关联。6.6.2数据处理软件应能管理与展示雷达数据和定位数据。6.6.3数据处理软件应保证数据储存和使用的安全性，避免涉密数据泄漏。6.6.4数据处理软件应具备检测区域范围内地形图、影像图等基础地理信息数据的查询与显示、采集数据的导入、导出与管理、各路段数据的统计输出。6.7数据解译软件6.7.1数据解译软件应能实现对雷达数据和定位数据的处理，以识别并定位地下病害体疑似点。6.7.2数据解译软件应具备对文件进行管理，包括数据打开、数据存储、项目管理、位图输出、对参数进行设置编辑、数据显示方式设置、标记编辑、对数据进行预处理，包括数据合并与分割、剖面翻转。DB36/T2036—202446.7.3据解译软件应具备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、对定位数据进行处理、对数据库中的数据进行查询、添加、修改和删除、地下病害体的识别、分析和定位。7探测设计在设计书编制前宜收集以下资料：a)测区工程地质、水文地质、地球物理等资料；b)测区地形图、测量控制资料；c)测区内的道路工程、地下工程资料，如正在施工的地铁、顶管、隧道、大型基坑等资料；d)测区内的地下管线现状资料，特别是地下管道检测资料；e)测区内近期地面塌陷、沉降及地下病害体修复等相关资料。7.2现场踏勘在资料收集的基础上，应对探测区域进行现场踏勘，主要包括：a)调查测区的地形、地貌、通行、通视、交通和通信等工作环境条件；b)核实拟布置测线位置施工可行性；c)调查三维地质雷达典型干扰源的分布、类型及其变化情况，典型干扰源有：临近建筑物、过街天桥、高架桥、指示牌、金属栅栏、车辆、路灯、架空线缆等；d)核实已收集资料的完整性及可用性，评估现场作业风险。7.3测线布设测线布设应符合下列规定：a)测线布设宜使三维地质雷达数据达到探测区域全面覆盖，测线长度、间距应满足探测成果完整、连续、便于追踪的要求；b)测线布设宜避开地物及其他干扰的影响；c)定期探测的测线宜固定布设。7.4采集参数设定7.4.1采集参数设定应在探测准备阶段进行，根据设备性能、探测环境及技术要求，实地测试后确定。7.4.2主要采集参数设置：a)采样时窗：时窗选择主要取决于最大探测深度和地下介质的电磁波传播速度，时窗长度（Range）应不低于公式（1）计算结果：R=K·2Dmax/v........................................(1)K——时窗加权系数，取1.3~1.5；Dmax——最大探测深度(m)；v——电磁波在地下介质中的传播速度（m/nsb)信号的增益宜使信号幅值不超出信号监视窗口的3/4；c)初测时采样道间距不大于5.0cm，复测时采样道间距不大于2.5cm；d)实地调试设备参数，校检探测精度。DB36/T2036—202457.5编制设计书探测单位应在资料收集、现场踏勘和参数试验的基础上编制探测设计书，并参照附录A进行编写，宜包括下列主要内容：b)工作任务与目的；c)测区工程地质、水文地质概况和地球物理特征及地下管线布设情况；d)测区以往资料收集与工作环境分析；e)探测工作的重点、难点及应对措施；f)工作方法与技术；h)仪器设备、人员配备情况；i)施工组织及工作进度计划；j)质量和安全保证措施；k)拟提交的成果资料。8现场实施8.1一般规定8.1.1数据采集工作时间应综合考虑探测区域内交通车流、设施障碍的影响。8.1.2机动车道进行三维地质雷达全覆盖探测时，相邻测线束雷达数据不少于10%。8.1.3天线应按测线方向低速移动。8.1.4探测系统在工作时应有适当的安全保护措施。8.1.5探测工作不宜在路面积水或积雪时进行，工作温度宜为-20℃~60℃。8.1.6野外数据采集按项目探测方案设计书执行（参照7.5编制设计书），调整施工方法需经甲方技术人员同意。8.2探测前准备8.2.1探测开始前，应视实际情况调整三维地质雷达天线的离地高度，设置准确的工作参数和数据存储位置。8.2.2探测工作开始前，应组织人员学习设计书及相关标准，进行技术交底及安全培训。8.2.3仪器设备应做好以下准备工作：a)对距离测量装置其进行标定，标定距离不小于200m，误差大于0.1%时需重新标定；b)对三维地质雷达通道一致性进行校验；c)若采用多台雷达工作，须在同一已知异常体上方检验设备是否与设计要求相符。8.3雷达数据采集采集工作按如下步骤依次进行:a)连接三维地质雷达天线各部件及数据采集系统；b)三维地质雷达开机后应充分预热；c)在三维地质雷达数据采集软件中设置与测量设备相适应的通讯方式及采集参数；d)按要求进行数据文件命名和数据存储；DB36/T2036—20246e)探测过程中，及时关注各通道数据状态和测量设备工作状态，及时记录信号异常，并分析异常原因，必要时复测；f)探测区域局部不满足探测条件时，应记录其位置和范围，待具备条件后补充探测；g)按要求做好现场记录，参见附表B.1。8.4定位数据采集采集工作按如下步骤依次进行:a)将定位设备与探测设备进行连接；b)设置合适的坐标系统及参数；c)在三维地质雷达数据采集软件中设置与测量设备相适应的通讯方式。9数据质量控制9.1雷达采集数据质量控制符合下列规定：a)原始数据的信噪比应满足数据处理、解译的需求；b)数据采集时出现信号中断情况，需重新采集或补测；c)数据剖面上不应出现连续2道或2道以上的坏道，或出现某通道无图像时，应重测；d)数据采集应覆盖整个探测区域，有效信号强度应满足设计要求；e)班报记录应填写工整无误，与探测数据保持一致；f)在工作过程中，探测单位应进行100%的自检自查工作，视工作进度定期进行质量检查及资料审核，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。9.2测量定位数据质量控制应符合下列规定：a)定位数据的平面精度不大于0.2m；b)测线束应与雷达图像一一对应，且已知地物实际位置应与雷达图像上对应定位一致。10数据处理与解译雷达数据解译包括下列内容：c)地下病害体识别。10.2.1雷达数据处理应包括雷达探测、定位测量等数据的处理。10.2.2数据处理应符合下列规定：a)数据处理前，原始数据应完整、真实、有效，发现问题及时处理；b)应采用适当的处理方法提高数据信噪比、压制干扰和凸显地下病害体；c)雷达数据应带有坐标信息，确定探测异常点在道路上的准确位置；d)原始数据应及时归档、保证能够溯源。10.2.3常用处理方法及要求如下：a)时间零点校正：时间零点校正应与实际地面位置对应，以保证探测数据深度准确度；DB36/T2036—20247b)增益调整：增益方式可选线性增益、平滑增益、指数增益等，以突出信号为目的，应保持数据c)滤波：滤波方式可选低通、高通、带通滤波等，首先对数据进行频谱分析，得到较为准确的频率分布范围，然后设定滤波参数，进行滤波处理；d)噪声衰减：包括去直流漂移、背景噪声消除等，在噪声衰减过程中，应保持振幅能量的相对关系，噪声衰减后的雷达数据信噪比应有所提高，衰减的噪声数据中应无明显的有效信号；e)反褶积：选择反褶积后有代表性的三维地质雷达剖面和振幅谱，检查反褶积处理方法、参数应用的合理性。反褶积后应达到压缩子波，提高纵向分辨率的目的，采用反褶积压制多次反射波干扰时，反射子波宜为最小相位子波；f)偏移处理：绕射收敛，在有效波范围内无画弧现象，探测数据反射信号弱、信噪比低时，不宜进行偏移处理；g)显示：包括灰度和彩色显示，以突出有效异常体为目的，对图像进行色标调整，以获得最佳视10.3地下病害体的分类与识别10.3.1地下病害体主要包括空洞、脱空、疏松体和富水体四类。10.3.2不同类型的病害体应参考表1图谱特征，根据三维地质雷达图像的波组形态、振幅、相位和频谱结构等特征进行分析判定。表1常见地下病害体三维地质雷达图谱特征病害体类型介电特征波组特征振幅相位与频谱相对介电常数为1双曲线形态；续平板状形态；整体振幅波同向，底部反射波与入射波反向；2.频率高于背景场。脱空相对介电常数为12.表现为似平板状形态；整体振幅波同向，底部反射波与入射波反向；2.频率高于背景场。常数小于周边土体；2.疏松程度电常数越小。4.内部波形结构杂乱。整体振幅波同向，底部反射波与入射波反向；2.频率高于背景场。4.内部波形结构较杂乱。整体振幅较强波同向，底部反射波与入射波反向；2.频率高于背景场。常数大于周边土体；2.含水量越常数越大。1.顶部形成连续的反向性反射波组；3.底部反射波不明显。顶部反射波振幅波反向，底部反射波与入射波同向；2.频率低于背景场。10.3.3开展地下病害体风险评估可参照JGJ/T437的有关规定执行。DB36/T2036—2024810.4.1雷达数据综合解译应结合地质资料、地上和地下建（构）筑物资料及市政设施资料，剔除探测人工构筑物，获取并解译该异常信息。10.4.2应根据雷达数据解译结果，并结合定位信息，确定地下病害体的坐标位置、平面轮廓及埋深。10.4.3三维地质雷达数据解译应符合下列规定：a)用于成果解译的三维地质雷达图像应清晰、信噪比高；b)解译应通过多个不同方向切取三维雷达数据形成图像，至少包含纵横向垂直剖面和时间切片，并根据三维地质雷达波组形态、振幅、相位和频率等属性特征提取异常体位置、形态等信息；c)重点异常宜采用纵、横向垂直剖面和时间切片进行解译；d)开展大面积三维地质雷达解译工作时，宜采用人工智能雷达图谱异常体识别技术进行辅助识e)进行地下病害体解译时宜结合地面变形、管线破损和历史塌陷等调查资料及测区地质资料进行10.5异常体复测与验证10.5.1若发现异常体，需对异常区域进行复测，异常体的位置信息应由定位设备和视频记录设备综合10.5.2对于疑似空洞、脱空的病害体隐患应100%复测，其它类型病害体隐患视情况复测，但不应低于总数的20%。10.5.3宜采用二维地质雷达网格化加密布置测线复测（见图1）。加密测线布设宜满足以下要求：a)沿道路轴线方向的加密测线长度应超过异常体沿道路方向长度两边各不小于10m范围；b)垂直道路轴线方向的加密测线宜根据道路实际条件延长；c)加密测线间距原则上应小于1m；d)超出异常区域范围外仍需布设不少于1条测线；e)确定异常体范围后，在实地用喷漆做标记，在附近明显的地方标注其点并将相关信息填写于附录B.2。图1疑似病害体复测测线布设示意图DB36/T2036—2024910.5.4异常体验证前应进行场地危险源辨识，查明地下管线情况，作业过程中应避开各类地下市政设10.5.5三维地质雷达探测成果的验证应确定病害体的类型、位置、埋深、净深、尺寸等属性。10.5.6验证点的数量应符合下列规定：b)其它类型病害体的验证数量不应少于总数20%，且不应少于3处，当病害体数量少于10处10.5.7钻孔验证应符合下列规定：a)验证点应布设在雷达图像异常反应最强部位或中心部位，拟施工钻孔点位用红漆进行现场标b)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；c)应在指定位置钻孔，平面误差不超过10cm；d)钻探回次进尺不大于0.3m，宜采取减压、慢速钻进或干钻等方法；e)钻孔后应测量病害体规模并采用内窥设备记录病害体内部影像资料并存档；f)钻孔结束后，应及时采用高于原结构强度的材料进行回填封孔；g)当不具备钻探作业条件时，可采用挖探、钎探等方法进行验证。10.5.8成果验证结果的判定应符合下列规定：a)当钻探过程中发生掉钻时，结合内窥镜影像判定地下病害体类型为空洞或脱空；b)当钻探过程中钻进速率加快、标准贯入或动力触探击数降低、挖探揭露的土体不密实时，判定地下病害体类型为疏松体；c)当提取土样状态为软塑-流塑或含水量较大时，判定地下病害体类型为富水体。10.5.9应根据验证的方式和现场情况填写病害体验证现场记录表，记录表格样式可参照附录B.3。11.1.1完成探测工作后，应对资料全面整理，填写三维地质雷达探测工作成果汇总表(附录B.4)和三维地质雷达探测病害体信息卡(附录B.5)。11.1.2报告应满足以下要求：a)报告编制应根据任务书、设计书及相关标准文件进行；b)成果报告应在系统收集、分析、整理工作区的工程地质、水文地质、地球物理和地下管线等有关资料的基础上编写；c)报告应详细、清晰、数据真实、内容完整、全面地反映探测过程、结论准确。11.1.3编写的成果报告主要内容见附录C。11.2.1文档类文档类成果应包括：探测设计、成果报告。11.2.2数据类数据类成果应包括：三维地质雷达探测原始数据及最终的成果数据、疑似病害体复测数据。DB36/T2036—2024图件类成果宜包括：工作布置图、病害体平面分布图、病害体信息卡、病害体验证影像资料。DB36/T2036—202411设计书编制大纲A.1概况宜包含以下内容：a)工作目的与任务：任务来源、具体任务、目的；a)测区概况：测区范围、地理坐标及所属行政区划、自然地理、交通、经济、气象、人文干扰、施工条件等情况，道路工程、地下工程等设计和施工资料，地下管线图及管线现状等资料。A.2测区地质、地球物理特征宜包含以下内容：a)地质概况：简述测区工程地质、水文地质、环境地质等；b)地球物理特征：简述测区地层与目标体物性差异；c)测区管线分布情况。A.3工作方法与技术工作方法与技术宜包含以下内容：——测区范围、测线布置确定及其依据；——三维地质雷达中心频率或频率带宽、定位设备、相关参数选择及其依据；——三维地质雷达采集系统和定位系统与技术要求；——试验段选择、试验内容及其依据；——重点区域、重点路段三维地质雷达测线布置及其依据。b)工程布置及质量要求：明确测区范围、测线布设、线号编排、设计工作量、施工影响区及质量c)工作安排、时间安排、抗干扰措施及外业异常工作预案；d)测地工作：简述测地工作依据、采用系统、选用仪器设备及方法、控制定线和定点工作；e)质量检查方法与要求。A.4资料处理、解译及成果提交宜包含以下主要内容：a)资料处理：简述资料处理的方法、目的、方案及流程；b)资料解译：简述资料解译依据、应用软件及预期成果；c)成果提交：简述拟提交的阶段性成果和最终成果。A.5施工组织管理与措施DB36/T2036—2024宜包含以下内容：a)组织管理：简述仪器设备、材料、车辆、投入人员、人员分工和责任、施工程序等；b)技术措施：简述项目探测特点、存在的重难点及保障措施；c)简述安全措施和环保措施等；d)工作周期、外业和内业各项工作进度安排。A.6经费预算根据需要编制预算，并提供依据或说明。根据工作任务目的按设