城镇道路地下病害体三维探地雷达检测技术标准.docx

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1、附件1IeS号中国标准文献分类号团体标准T/CMEA-2022城镇道路地下病害体三维探地雷达检测技术标准Technicalstandardfor3dgroundpenetratingradardetectionofurbanroadundergrounddisasters（在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。）2022-XX-XX 发布2022-XX-XX 实施发布中国市政工程协会1总则1.01为规范城镇道路地下病害体三维探地雷达检测技术，提高城镇道路地下病害体检测水平，制定本标准。1.02本标准适用于国内城镇道路地下病害体三维探地雷达检测工作全流程，其他场景可参照使

2、用。1.03城镇道路地下病害体三维探地雷达检测除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语和符号2.1 术语2.1.1 三维探地雷达3dgroundpenetratingradar采用阵列天线激发、接收技术，通过对某区域探测，能够形成高密度三维立体电磁波数据的一种探地雷达。2.1.2 地下病害体undergrounddisasters存在于地面以下的空洞、脱空、疏松体、富水体等威胁城镇道路安全的不良地质体。2.1.3 顺延切片inlineslice沿三维探地雷达探测前进方向且垂直地面的剖面。2.1.4 垂直切片crosslineslice垂直三维探地雷达探测前进方向且垂直地面的剖面

3、。2.1.5 水平切片timeslice垂直于雷达波传播方向的不同时间或深度的切片。2.1.6 轨迹切片pathslice按雷达移动轨迹形状显示的不同时间或深度的切片。2.1.7 空洞cavity道路下方由于地质作用、地下施工、地下设施破损等原因形成的较大洞体，净深一般大于或等于0.5m。2.1.8 脱空cavityunderneathpavement由于路基土体自然压实沉降，在路面结构层与路基土体之间形成的净深较小的离隙空间,净深一般小于0.5m。2.1.9 疏松体looselyinfilledvoid密实度明显低于周边土体的不良地质体。2.1.10 富水体water-richvoid含水量

4、明显高于周边土体的不良地质体。2.1.11 测线surveyline由单个通道检测点组成的线状轨迹。2.1.12 测线束surveylinegroup三维探地雷达单幅全部通道的测线集合。2.1.13 单幅宽度singlesurveywidth三维探地雷达单个测线束数据所覆盖区域的宽度。2.1.14 干扰源inlerferencesource在地下病害体检测中，影响探测信号质量、数据信噪比和探测深度的各种干扰因素。2.2 符号C一一电磁波在真空中的传播速度；D一一探测目标深度；f一一探地雷达天线主频h一一深度；K加权系数；Nmin一一最小测线束数；T一一记录时窗；V一一电磁波在地下介质中的传播速

5、度;Warea测区宽度；一三维探地雷达阵列天线宽度；X一一横向分辨率；2电磁波波长；C一一相对介电常数：3基本规定3.0.1城镇道路地下病害体检测在满足检测深度要求的前提下，应优先选用三维探地雷达技术。3.0.2城镇道路地下病害体三维探地雷达检测应保证定位测量的准确性和雷达数据的完整性。3.0.3城镇道路地下病害体三维探地雷达检测应查明地下病害体的几何尺寸及与相邻地下设施的空间关系。3.0.4三维探地雷达探测深度不足的区域，应使用二维探地雷达进行补测，提高检测结果的准确性。4技术准备4.0.1城镇道路地下病害体三维探地雷达检测技术准备应包括下列内容:1资料收集；2 现场踏勘；3 检测设备选择；

6、4 三维检测试验；5 编写检测方案。4.0.2检测方案应包括下列内容：1探测目的、范围、道路等级、路面结构层信息和工期；2 工程地质、水文地质和作业环境分析；3 检测重难点分析和应对措施；4 检测依据的规范、标准和技术资料；5 测线布设方案及工作量；6 进度计划和实施过程的控制；7 仪器设备和人员组织；8 交通组织及道路安全作业保障措施；9 拟提交的成果资料。4.0.3检测前收集的与检测有关的资料宜包括下列内容：1 测区内的道路工程、地下工程等设计和施工资料；2 测区内工程地质、水文地质、地形图和控制测量资料；3 测区内地下管线分布资料和管道内检测成果资料；4 测区内历年道路塌陷信息和修复资料

7、；5 测区内近期地下管线破损、漏水相关资料；6 测区范围内探地雷达典型干扰源的分布情况。4.0.4正式检测前应根据深度利精度要求，通过参数试验确定下列内容：1 三维探地雷达天线主频；2 三维雷达天线阵列离地高度；3 定位装置精度及配置；4 采集方式和采集参数。4.0.5城镇道路地下病害体检测流程宜按图4.0.5进行:图4.0.5道路地下病害体三维探地雷达检测流程图5检测设备5.0.1三维探地雷达系统应包括雷达主机、阵列天线、采集触发装置、定位测量装置、采集控制软件、数据处理软件。5.0.2定位测量装置宜采用RTK+惯性导航的组合测量模式，保证RTK设备因建筑物遮挡失锁之后，坐标数据的精度满足三

8、维探地雷达成像要求。定位测量其它要求应参照现行国标全球定位系统(GPS)测量规范GB/T18314执行。5.0.3三维探地雷达阵列天线离地高度应可调节，三维探地雷达系统可按道路正常行驶速度移动检测。5.0.4三维探地雷达采集控制软件应具备以下功能：1调整时间窗口、道间距和硬件增益等参数；2 实时显示定位坐标和定位状态；3 各通道数据实时显示或切换通道实时显示；4 雷达检测轨迹或轨迹切片实时显示；5 雷达速度限制提示、当前移动速度提示、速度预警和超速提醒；6 实时测线轨迹轮廓交叠预警和交叠提醒；7 雷达数据和定位数据实时采集、存储、显示。5.0.5三维探地雷达数据处理软件宜具备以下功能：1 顺延

9、道路方向切片显示；2 垂直道路方向切片显示；3 水平切片与地图轨迹叠加显示；4 可沿任意方向剖切显示；5 测线轨迹编辑和修正：6 异常目标几何属性量取；7 三个切片方向独立信号处理；8 各切片之间异常目标可关联定位；9 支持导出CAD工程图；10 支持在线和离线地图切换。5.0.6三维探地雷达硬件主要性能指标应符合下列要求：1 系统增益不小于150dB;2 信噪比不小于IlodB；3 动态范围不小于120dB;4 工作温度-20C60C;5 雷达通道数不低于8个；6 通道间距不大于地下介质中波长的1/4；7 各通道时间不一致性小于1%FS；8 各通道幅度不一致性小于2%FS。5.0.7搭载三维

10、探地雷达进行检测的车辆应为经过备案的专项作业车，并应配置影像记录设备、警示标志和警示灯具。5.0.8定位设备应符合下列规定：1数据接收帧率不小于IOHz；2定位数据平面精度应优于5.0cm；3 定位数据高程精度应优于20.0cm；4 支持差分信号接收功能；5 支持接收CORS定位坐标。5.0.9影像记录设备应符合下列规定：1安装在检测平台两侧及后方至少3个方向2分辨率应大于或等于1080P；3具有夜视功能；4帧率应大于或等于25帧/S；5目标定位精度应小于或等于LOm；6 防护等级不低于IP65。6数据采集6.0.1数据采集前应进行现场踏勘，收集管线、人防、地铁、过往塌陷、车道宽度等影响数据采

11、集的信息。6.0.2正式采集前应根据深度和精度要求，通过参数试验确定天线主频和采集参数。6.0.3天线频率的选择应优先满足探测深度的要求，在满足探测深度前提下，宜选用频率较高的天线。6.0.4根据现场踏勘信息，对重点区域和过往塌陷区域，在三维雷达检测基础上，宜采用中心频率不高于所用三维雷达的二维探地雷达进行验证检测。6.0.5三维探地雷达应满足通道间距小于被测介质中雷达主频对应波长的1/4。6.0.6三维探地雷达应采用距离触发模式采集数据，且触发间距不应大于5cm。6.0.7三维探地雷达测线束布设应遵循以下原则：1测线束布设应使三维探地雷达数据尽可能覆盖整个检测区域；2 测线束宜避开地形及其它

12、干扰的影响；3 测线束长度、间距应使异常体雷达成像完整、连续：4 测线束宜通过已知点布设；5 测线束之间应有一定重叠，且重叠跨度宜不小于阵列天线通道间距。6.0.8三维探地雷达测线束布设的最小测线束数可按公式6.0.8计算：式中：Nmin一一最小测线束数；Vlre测区宽度（m）;Wradar一一三维探地雷达阵列天线宽度（m）。6.0.9三维探地雷达记录时窗宜根据探测深度和雷达波在介质中的传播速度确定，可按式（6.0.9）计算：?nT=K?（6.0.9）式中：T记录时窗（ns）；K加权系数，取1.31.5；D探测目标深度（m）；v一一电磁波在地下介质中的传播速度（mns）o6.0.10三维探地雷

13、达采样点数宜设置为512点，采样率宜设置为雷达主频的20倍。6.0.11介质中电磁波传播波速可按式6.0.11计算v=-=(6.0.11)后式中：v电磁波在地下介质中的传播速度(mns)；c电磁波在真空中的传播速度，取0.3m/ns：%介质的相对介电常数。6.0.12三维探地雷达深度分辨率宜取介质中雷达主频对应电磁波长的1/4,介质中电磁波长2 = 1000可按下式计算:(6.2.12)式中：一一介质中电磁波波长(m)；c电磁波在真空中的传播速度(m/ns),取0.3；f探地雷达天线主频(MHz)：J一一介质相对介电常数。(6.0.13)6.0.13三维探地雷达在介质中的横向分辨率宜按下式计算

14、:X=J.+.式中：X介质中横向分辨率(m)；介质中电磁波波长(m)；h深度(m)o6.0.14三维探地雷达在城镇道路的检测深度及分辨率应参照天线中心频率按照表6014取值:表6014三维探地雷达常用中心频率与探测深度、分辨率的关系中心频率(MHz)介质中波长(m)(r=9)最大探测深度(m)深度分辨率(m)横向分辨率(m)(表面最大深度)9000.111.00.0280.028-0.246000.171.20.0420.042-0.324500.221.80.0560.056-0.454000.252.00.0630.063-0.52000.52.50.130.130.81700.592.80.150.15-0.921001.04.00.250.25-1.446.0.15三维探地雷达数据质量应满足以下要求：1测区数据覆盖率达到100%；2深度方向上目标信号跟直达波重叠时，应使用更高频率天线重新采集；3 数据丢道超过10%时，应降低移动速度，对该区域重新进行数据采集；4 定位信息偏离道路，造成测线轨迹混叠时，应重新采集混叠区域数据。6.0.16城镇道路地下病害体三维探地雷达数据采集时应及时