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地质雷达在非金属地下管线探测中的应用作者：杨虎来源：《科技资讯》 2013年第24期杨虎(泰安市城市建设设计院山东泰安 271000)摘要:随着城市现代化的发展，地下电缆、管道的密集度越来越大。
它们的安全直接关系到经济建设、市民生活，同时，也影响到施工人员的人身安全。
因此，地下工程中如何在施工时避免破坏这些地下管线就变得越来越重要。
关键词：非金属管线地质雷达传播参数中图分类号：P315文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2013)08(c)-0036-02随着城市现代化的发展，地下电缆、管道的密集度越来越大。
它们的安全直接关系到经济建设、市民生活，同时，也影响到施工人员的人身安全。
因此，地下工程中如何在施工时避免破坏这些地下管线就变得越来越重要。
近年来，PE、PP、PVC、混凝土等非金属管线被广泛地运用于城市地下管线建设工程之中，在给水、煤气和排水管道中更是大量采用，使用传统的金属管线探测仪已无法完全满足现有的管线探测需要。
对这些非金属管线的探测已逐渐成为管线管理部门和施工单位的一大难题。
而今天地质雷达的使用从本质上解决了这一问题。
1 地质雷达的工作原理根据电磁波在有耗介质中的传播特性，地质雷达以宽频带短脉冲的形式向介质内发射高频电磁波(106～109Hz)，当地下介质为均匀完整时，雷达波基本不发生反射或反射能量很弱；当地下介质存在较大差异或存在异常目标体时，雷达波会在界面发生反射；其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性特征和几何形态的不同而变化。
因此，根据接收到波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度及波形资料，可推断介质的结构、构造和反射界面的深度。
在对接收天线接收到的雷达波进行处理和分析的基础上，根据接收到的雷达波形、强度、双程时间等参数便可推断地下目标体的空间位置、结构、电性及几何形态，从而达到对地下隐蔽目标物的探测(如图1所示)。
从图2我们可以看到，一个水平的层面的信息是一条水平的轨迹，而一些小的结构物，诸如管线，则会形成一个抛物线式的轨迹。
地质雷达在城市地下管线探测中的应用在城市的快速发展中，地下管线犹如城市的“血管”，承载着供水、排水、燃气、电力、通信等重要功能。
然而，由于地下管线的复杂性和隐蔽性，其准确探测一直是城市建设和管理中的难题。
地质雷达作为一种先进的地球物理探测技术，凭借其高精度、高分辨率和非破坏性等特点，在城市地下管线探测中发挥着越来越重要的作用。
一、地质雷达的工作原理地质雷达是一种利用高频电磁波进行地下探测的设备。
它通过向地下发射高频电磁波脉冲，当电磁波遇到不同介质的分界面时，会产生反射和散射。
这些反射波被地质雷达接收并记录下来，通过对反射波的分析和处理，可以获取地下介质的分布情况和结构特征。
在城市地下管线探测中，地质雷达利用地下管线与周围土壤或岩石介质的电性差异来识别管线的位置、走向、埋深和管径等信息。
一般来说，金属管线具有良好的导电性，与周围介质的电性差异较大，反射信号较强；非金属管线虽然导电性较差，但与周围介质在介电常数等方面仍存在差异，也能够产生可识别的反射信号。
二、地质雷达在城市地下管线探测中的优势1、高分辨率地质雷达能够提供厘米级甚至毫米级的分辨率，可以清晰地分辨出地下管线的细节特征，如管线的接口、弯头和分支等，这对于准确确定管线的位置和走向非常重要。
2、非破坏性与传统的开挖探测方法相比，地质雷达不需要破坏地面，不会对城市的交通和环境造成影响，也减少了施工成本和时间。
3、快速高效地质雷达可以在较短的时间内完成大面积的探测工作，大大提高了探测效率，能够满足城市建设和管理中对地下管线信息快速获取的需求。
4、适应性强地质雷达可以在各种复杂的地质和环境条件下进行探测，如在城市道路、广场、建筑物附近等，不受场地限制。
三、地质雷达在城市地下管线探测中的应用场景1、新建工程前期探测在城市新建道路、桥梁、地铁等工程建设前，需要对地下管线进行详细探测，以避免施工过程中对现有管线造成破坏。
地质雷达可以准确查明地下管线的分布情况，为工程设计和施工提供可靠的依据。
探地雷达在城市管线测量中的应用研究摘要：我国近年来的地下目标探测技术而言，探地雷达技术是在各大工程中最常用的一种，因为其自身具有使用速度快，而且性价比比较高，使用起来也比较灵活等特点，在各大城市建设中，无论是针对管线的测量，还是对地质的勘探都起到了非常重要的作用，由于我国经济水平的飞速提高，各种建筑工程的数量也会有很大的提升，所以说在未来的发展中，探地雷达技术的应用范围也会越来越广泛，本文从实地探查中对探地雷达技术进行准确分析，并且提出了相应的建议。
关键词：探地雷达；城市管线；测量近年来我国的城市化进程明显加快，针对于城市基础测绘工作，也就越来越多，在城市建设的过程中，定向了通常都铺设着大量的非金属管线，如果想要进行建筑基，那么就必须要探测出这些非金属管线的位置，这就在很大程度上提高了城市管线测量的难度，而且在测量的过程中，还不能够破坏地下管线的位置，针对这些难题，相关部门提出了雷达探地技术，雷达探地技术和传统的金属管线探测仪存在着很大的不同，群主可以探测出任何材料的地下管线，而后者只对金属管线有效，雷达探测技术的提出，在很大程度上弥补了我国城市管线测量中的不足之处。
一、探地雷达的工作原理分析雷达探测技术的本质就是高新电磁探测技术，因为高新电子探测技术不同于普通的金属探测仪，在探测的过程中，不需要挖开地表就可以探测到地下是否有管线，而且相较于其他探测方法而言，他的分辨率非常高，定位也比较准确，能够通过探测图像显示出管线的具体位置，对于城市建设过程中的地下管线探测有着非常重要的作用，而且，近年来，我国科学技术的飞速发展，也让探地雷达技术应用到了各个领域，不仅在城市建设当中，在很多建筑物，即使也会应用探地雷达来查看地下的管线情况。
探地雷达主要是通过电磁波在物体表面发生反射来确定管线的位置，电磁波可以穿透地表，接触到地下的管线，如果一旦接触到管线表面，那么就会发生反射探地雷达，就可以接收到反射信号，进而计算出两者之间的距离，也就可以确定出地下是否存在相应的管线以及管线的深度如何。
探地雷达在地下管线普查中的应用摘要：在地下管线普查中，探地雷达可以对非金属管线进行探测，有效地弥补了传统管线探测仪只能探测金属管线的缺陷。
石家庄市勘察测绘设计研究院作为施工单位，在普查过程中发现测区内存在着一定量的非金属管线，并且管线明显点较少，传统的管线探测仪对此无能为力，单纯通过开井等调查方式又不能确定管线的转折点和超长点，难以满足精度要求，为此我院采用了探地雷达对管线资料做了进一步核实和弥补。
关键词：探地雷达；地下管线普查；应用1探地雷达基本组成及分类探地雷达主要由天线与收发单元、雷达主机和便携式计算机3部分组成。
其中，天线与收发单元负责电磁波的发射与回波信号的接收，不同的雷达机制可能采用不同的天线类型及收发单元；雷达主机（嵌入式数据处理模块）负责收发信号的控制，以及对回波信号的预处理工作；计算机主要负责参数设置、图像显示和后期处理工作。
探地雷达的种类很多，以发射信号的不同调制方式大致划分为5种类型，它们具有各自的特点，有些体制之间还存在着应用上的互补，这5种调制方式分别如下：1.1调频连续波调频连续波方法常用于浅层或表层（2m以内）地下目标的探测，如机场跑道和高速公路等表层中的结构异常或孔穴的探测。
它的基本原理为：利用收、发电磁波的差频分量来推算时间延时，进而结合电磁波在介质中的传播速度确定目标体的深度。
其优点为：分辨率高，发射频谱易于控制，具有很宽的动态范围；它的主要缺点为：体积大、成本高、系统比较复杂，抗干扰能力差。
1.2脉冲展宽-压缩技术该项技术已成熟的应用于探空雷达中，它的收发端采用一对具有宽带特性的对数周期天线或对数螺旋天线。
它发射线性调频脉冲，接收端采用匹配滤波器技术实现脉冲压缩。
它的最大优点是分辨率高，特别适用于对地下细长目标物（如管道等）的探测。
1.3连续波点频连续波发射技术的发射信号可以是点频，也可以是一些特定间隔的频率，接收端采用孔径天线接收，它的分辨率主要由测量孔径的大小决定。
探地雷达在地下管线探测中的应用摘要：探地雷达是如今被广泛应用的电磁技术，它应用的范围极广，在城市地下管线探测过程中它不仅能够用来探测金属管线，还能用来探测聚氯乙烯管（PVC）、聚乙烯塑料管（PE）、水泥管等非金属管线，具有许多以前管线探测仪器所不具备的优点。
本文通过结合工程实例来探讨探地雷达在地下管线探测中的广泛应用。
关键词：地下管线；探地雷达技术；应用引言探地雷达是一种对地下或物体内不可见的目标体或界面进行定位的电磁技术，同时它以探测的高分辨率和高工作效率而成为地球物理勘探的一种有力工具。
随着城市建设的加快，使得地下管道路线变得日益复杂。
因此，要想更好地对地下管道进行探测，这就必须要使用高分辨率的探测技术，才能适应当前复杂的地下管道探测情况，而具有高分辨率的探地雷达技术能够胜任这一挑战，能够更好地对深浅地质问题进行深入探测。
1、地下管线探测现状1.1城市管线铺设情况当今，城市的地下埋藏着无数的地下管线，是城市运转的命脉组成部分而且随着城市的不断发展，其埋设环境的复杂度日益提升，导致地下管线探测难度的直线上升。
以佛山市中心城区为例，其各条主干道均铺设有电力、通信、天然气、自来水、排水等各类生活配套管线。
随着市区房地产项目的开发，道路上铺设的管线数量越来越多、管线的管径越来越大、管线的走向也越来越复杂，对城市管线探测提出了更高的要求，特别是近年来非金属材质管线的铺设为管线探测带来了新的难题，见表1。
1.2常规地下管线探测方法在城市地下管线探测中，电磁法是最常用的地下管线探测方法，对应的管线探测仪比较常用的有雷迪RD8000、富士PL1000等型号，一般由发射机和接收机两部分组成。
电磁法探测地下管线的原理是通过发射机在目标管线上加载电流，然后利用接收机在目标管线上方感应磁场产生电流信号，根据电流的强弱来判断管线的位置和埋深等信息，在目标管线上加载电流可以采用直连法、感应法和夹钳法等，一般需根据现场实际情况采用不同的方法来探测管线。
无线探地雷达在城市管线探测中的应用采用WGPR系列400MHz无线探地雷达，选取连续采样模式，对武汉市某小区管线进行探测。
验证表明，探地雷达管线探测剖面特征清晰，定位精确，易于辨别。
随着城市建设的发展，城市地下管线探测越来越受到重视。
城市地下管线属于隐蔽工程，通常采用金属管线探测仪进行探测。
而管线探测仪对于非金属管线无能为力，本文介绍一种既可探测金属管线，又能探测非金属管线（PVC管，砼管）的方法——探地雷达技术。
探地雷达（Ground Penetrating Radar，简称GPR）是用高频无线电波（1MHZ-1GHZ）来确定介质内部物质分布规律的一种地球物理方法[1-2]。
由于其具有高效、快速、抗干扰、无损、分辨率高，受勘探场地条件限制小等优点，已广泛应用于工程各领域，尤其是在工程地质探测、工程检测及生态环境保护等方面, 成为浅层勘探的有力工具[3-5]。
本文采用一种新型的探地雷达——无线探地雷达（WGPR），对武汉市某小区地下管线进行探测，结果表明，应用效果良好。
1 探地雷达探测原理探地雷达方法基本组成如图1[6]所示。
由发射天线向目标体（管线）发射一定中心频率（主频为数十兆赫兹至千兆赫兹）的电磁脉冲波，电磁脉冲波遇到介质中的电磁性差异（介电常数,电阻率,磁导率）分界面发生反射和透射，被反射的电磁波传回地表，由接收天线接收。
接收天线所接收的信号经过处理转换成时间序列信号，每一测点上的这种时间序列即构成该测点的雷达波形记录道。
它包含该测点处所接收到的雷达波的振幅、相位及双程走时等信息。
一条测线上不同测点的记录道构成完整的雷达记录剖面图(图2)。
对经过处理后的雷达记录剖面进行分析，就可以判定探测目标体的特征。
图1. 探地雷达测试系统图[6]图2. 完整的雷达探测示意图2. 探地雷达反射特性在实际测量中，雷达发射的高频电磁波在层状介质中传播时，每遇到不同的界面就会发生透射和反射，入射波、反射波与透射波的方向，遵循反射定律和折射定律。
地质雷达探测非金属管线技术探讨对于地理信息系统，管线网络的资料是很重要的一部分，其在城市规划、建筑施工等工程中意义极大。
一般，在工程开工前，为了避免对重要的地下管线造成损伤，需要对管线进行探测，随着新材料发展，非金属材料的管道应用越来越广泛，其中，由于地质雷达技术具有直观、分辨率高、识别能力强等优点被广泛应用。
目前，利用地质雷达技术对非金属管线进行探测是非常重要的课题，文章从地质雷达探测技术的原理出发，对地质雷达探测发非金属管线的具体方法以及后期数据的处理方法进行了探讨，希望能推动相关研究发展。
标签：探测；非金属管线；地质雷达1、引言随着我国城市化进程愈来愈快，人们开始重视地下空间的有效利用，相应的，地下管线的数量也不断增多，随着新材料的发展，管线材质也在不断地推陈出新，非金属材质（如：PVC、PE、PCCP、PP等）的管道被大范围地应用到了地下管线的建设中去。
特别地，由于非金属管线具有重量轻、便于运输、便于安装、防腐性强、不会对介质造成二次污染等优势，能够使得地下管线工程的施工更加方便顺利，所以，非金属管线被大量应用到了给排水管道与煤气管道中。
在市政工程施工时，为了避免工程对地下管线造成破坏，施工单位必须在开始施工前对施工区域内的地下管线进行详细的排查，此排查工作的探测技术一般采用的是地质雷达探测技术。
2、地质雷达探测技术的原理如果使用传统的地质探测技术来探测非金属管线，并不能得到理想的效果，也不能满足探测要求，但是，利用地质雷达探测技术就可以得到满意的效果。
对于地质雷达探测技术，利用其对非金属管线进行探测依据的主要原理是电磁波的传播。
当地质雷达向有耗介质发射高频的电磁波时，其传播形式主要是宽频带短脉冲。
在对地下管线进行探测时，如图1所示，若被探测地区的地下介质完整且均匀时，电磁波不会有反射现象，即使有，被反射的能量也是非常弱的，但是，若被探测地区的地下有探测目标的存在或者有其他异常现象，雷达发射的高频电磁波会被反射，而且，电磁波反射的路线、波形、强度会随着探测介质的几何特性、电性特性的变化而变化，所以，当技术人员在进行探测时，可以通过雷达所发射的电磁波有没有发生发射、反射的信号是什么样的、接受电磁波的时间等实际情况来分析探测地区的地下介质的构造、结构等情况，比如，在探测非金属管线时，简单来说，如果地下无探测目标，则雷达发射的信号不会发射反射，接受到波的时间会比较早，波形会很均匀；反之，接收到波的时间会比较晚，而且波形会因高频电磁波发生了反射而变得复杂。
地质雷达SIR在管线探测中的应用摘要：随着城市的建设和发展，地下管线在市政建设中得到越来越多的应用。
由于工程和建设的需要，管线探测越来越得到重视，然而，一些非金属管线如砼、瓷、PVC、PE类以及复杂管线如管线交错、管线密集也逐渐成为管线探测中的难题之一。
本文首先简述了地质雷达探测的基本原理及其在管线探测中的方法技术，结合实例分析，说明了地质雷达在地下管线探测中独特优势，文章最后对管线的识别解释和地质雷达的优缺点进行了总结。
关键字：地质雷达、管线探测、方法技术、应用、识别解释1 引言在信息高速发展的当今世界，地下管线已与人民的生活密切相关，发挥着越来越重要的作用，已成为城市基础设施不可或缺的重要组成部分。
现代的大都市，地下管线无论从数量上，还是从种类上，都在逐步增多，类型主要有以下六种：给水管、排水管（雨水、污水管）、电力管（含路灯）、通信电缆（含光缆）、燃气管、工业管道（如石油、化工管道）。
城市管线的特点是管线类型多，属性各不相同，但彼此相距很近。
尤其是在道路各方向交汇路口，各种地下管线更是纵横交错，十分复杂（见图1），加上路边大幅铁制广告牌、变压器的干扰，电磁干扰更加严重，采用金属管线探测仪，对于一些非金属材质的的管类，如砼、瓷、无铜光纤、PVC、PE等，在上下叠加、多管并排等电磁干扰复杂的背景条件下，现场定位定深难度很大。
地质雷达探测方法从其原理上讲，可以用于探测金属与非金属管线，而且具有较高的灵敏度和分辨率，获取的图像直观易懂，结合金属管线探测仪成果，更有助于提高管线探测的精确度[1]。
其缺点在于成本高，设备较笨重，移动性不强，但随着科技水平的发展，设备逐步改进，相信将来，地质雷达方法作为上述疑难问题比较理想的解决手段之一，将会在地下管线探测中的应用[8]越来越广泛。
2 场地地质特征与地球物理条件地下管线多为采用开挖和机械顶管方式进行敷设，直埋管线埋深较浅，在0.5m～3m 之间，顶管埋深多位于3-5米，或更深[7]。
地质雷达在非金属管线探测中的应用摘 要：地质雷达作为一种新的探测方法，在城市管线探测过程中得到了越来越广泛的应用。
本文结合RAMAC 型地质雷达在绍兴市管线普查中的实际应用，阐明了地质雷达的工作原理和方法，并得到了一些有意义的结论。
关键词：探地雷达；非金属管线；探测1 前言由于绍兴市近年来非金属管线特别是塑料管线的大量应用,使用传统的金属管线仪已无法完全满足现有的管线探测需要，所以近年国内引入了地质雷达这项新技术。
利用雷达探测管线不仅能准确地提供管线的平面位置和埋设深度等情况，为施工或管理提供可靠参数，更重要的是对非金属管线的探测提供了有力的技术支持。
2 工作方法原理地质雷达勘探是一种以地下不同介质的介电常数差异为基础的物探方法。
它利用一个天线发射高频宽频带电磁波，另一个天线接收来自介质界面的反射波。
电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化(李大心，1994)。
接收天线接收返回地面的反射波，将其传入仪器内进行显示和记录，利用资料的后处理便可得到地下不同介质的分布情况及介电常数变化面的位置等参数。
地质雷达的观测方式有两种：一种是宽角法，发射天线固定不动，接收天线沿测线移动并逐点接收来自反射界面的反射回波，则回波走时与天线距之间满足(1)式(图l)t=2214x z v+ (1)图1 地质雷达工作原理Fig ．1 Operating principle of GPR 式中：x 为发射天线与接收天线之间的距离(m)； 为电磁波在地下介质中的传播速度(m ／ns)；z 为反射点到地面的垂向距离(m)；t 为回波走时(ns)。
另一种方式是剖面法，保持发射和接收天线距固定不变，逐步移动装置。
对于零天线距的单置式天线而言，即天线距很小且固定时同时激发并接收，则自激自收时间为(图l)（区福邦，1998）2214x z v +2z v≈ (2) ３ 应用实例3.1非金属给水、燃气管道异常的判别在绍兴市管线普查过程中，所遇到的非金属管道主要包括塑料(PVC)给水管、水泥(砼)给水管、（PVC ）燃气管，在以往的管线普查中面对这两种管线经常束手无策。
探地雷达在非金属管线探测中的应用
钱荣毅1，王正成1 ，孔祥春2，纪勇鹏2
(1、中国地质大学（北京）, 北京 100083；2、北京鑫衡运科贸有限责任公司 北京 100029)
Application of Ground Penetrating Radar
for Detecting Nonmetal Pipeline
QIAN Rong-yi 1,WANG Zheng-cheng 1,KONG Xiang-chun 2, JI Yong-peng 2
摘 要：随着国民经济的迅猛发展，PE 、PVC 、混凝土等非金属管线在市政建设中越来越多的得到应用。
而非金属管线的探测也逐渐成为管线管理部门和工程单位的一大难题。
本文结合瑞典
RAMAC/GPR 探地雷达在非金属管线探测中的应用，浅谈一下非金属管线探测的体会和技巧。
关键字：探地雷达、PE 、PVC 、混凝土管
1、前言：
90年代初国内开始引进和研制探地雷达，由于该仪器轻便，工作效率高和无破坏性等特点，探地雷达在工程探测领域的应用日益广泛，其应用领域涉及市政、公路、铁路、考古、隧道等。
在城市地下管线普查中，与其它探测设备相比，探地雷达不仅能够探测金属管线，而且成为PE 、PVC 、混凝土等非金属管线探查的主要手段。
2、工作原理：
探地雷达（Ground Penetrating Radar,简称GPR ）是利用超高频短脉冲电磁波在介质中传播时其路径、电磁场强度与波形随通过介质的电性质和几何形态的不同而变化的特点，根据接收到波的旅行时间（亦称双程走时）、幅度与波形资料来判断管线的深度、位置和估算管线直径等。
当管线方向已知时，测线应垂直管线长轴。
如图1所示，探地雷达系统会自动把不同水平位置采集到的电磁波信号（每一信号亦称之为一道）从时间域转换成空间域，不同水平位置采集的道信号组合起来，最终得到雷达剖面图上的波形反应，其典型特征为黑、白相间的抛物线。
雷达剖面图上抛物线顶点横向坐标值是管线中心轴线距测量起始点的水平距离，抛物线顶点竖向坐标值为管线上表面距测量表面的深度值。
图1、雷达剖面成图示意图 3、探测前提：
在探测区域内，地下非金属管线与周围介质之间存在足够的电性差异，是探测工作行之有效的重要前提。
影响雷达探测效果的主要物性参数是介电常数和电导率。
城市非金属管线大部分埋设在道路两侧，埋深一般不超过三米，其路面材料一般为混凝土或沥青。
路面以下的介质多为杂填土和沙质土，其含水量差别很大。
各种介质的介电常数如表1-1所示。
数据采集 地下管线 天线 测线 雷达剖面图
抛物线
对非金属管线而言，外表面与内表面均为反射界面。
由公式
可计算界面的反射系数R ，反射系数R 的正负决定着非金属管线反射相位的正负。
在非金属管管壁厚度不大的情况下（一般小于0.1m ），内外界面的反射波相互叠加，反射波波形因天线频率、管壁厚度和周围介质的介电常数等因素的不同而有很大的差别。
非金属管线与周围介质的介电常数差异的存在，是探地雷达应用于非金属管线探测的物性前提。
对探地雷达探测效果影响较大的另一个物性参数是电导率。
在探地雷达的工作频率范围内，介质的吸
收系数β同电导率σ成正比。
即 介质电导率σ在不同地段和不同季节差别往往很大，吸收系数β决定了电磁波场强在介质传播过程中的衰减速度。
如果以s=1/β定义透深度，则当εγ=14,σ=0.002(ρ=500Ωm)时穿透深度约为10m ，而当σ=0.02 (ρ=50Ωm)时，穿透深度仅为1m 。
因此当介质电阻率很小时，反射波在其反射路径上的衰减很大，接收天线所接收的非金属管线反射波信号就会很弱，甚至接收不到。
在非金属管线探测中，有时雷达剖面图在管线埋设部位看不到管线的波形反应，就是这个原因引起的。
4、探测方法：
对某一测量区域内的地下管线进行“盲探”时，首先应在现场确定好坐标，坐标原点最好选在永久性标识点上，以备日后复查校验。
测线最好布置成网格状，如图2所示，测线间距应视测量场地大小和测量精度的要求而定，一般可选为天线宽度的一倍至两倍，这样能够准确探测到横向和竖向的管线而不至于有所遗漏。
我们在雷达剖面图上看到的抛物线是与测线相垂直的管线的波形反应，如果在几条平行测线的雷达剖面图上，在相近的位置和深度都能发现或绝大多数有类似波形反应，一般就可以判定是一条连续的管线。
之所以要采取网格状或几个不同位置的平行雷达剖面图来判读管线，这是因为有些测量区域的地下介质电性差异变化很大，有时将雷达剖面图位置稍微移动，雷达波形就会有很大的变化；另外，地下情况非常复杂，我们不能只从一个雷达剖面图上的波形反应就能得出是否是一条连续的管线，因为地下的混凝土块、箱形物体等都会出现与管线类似的反应。
5、管线深度和水平位置的确定：
管线的深度可从雷达剖面图上直接读取，探地雷达系统自动把时间域转换成空间域，其原理是根据公式D=V ∙∆t/2=C ∙∆t/2r ξ求得。
其中C 为电磁波在空气中的介电常数，∆t 为电磁波在衬砌介质中的双程旅行时间，ξ r 为介质的相对介电常数值。
电磁波在不同介质中的传播速度是不一样的，在确定管线深度之前，最好在测量区域内找一条已知管线进行传播速度测试。
波速值的求法是根据电磁波在介质中的双程走时时间不变的原理求得的，即 D 1/Vx=D 2/V 2=△t,其中，D 1 为管线的实际埋深，Vx 为我们需要求的雷达波速值，D 2为从雷达图上读出的管线深度值，V 2为在测量前事先假设的雷达波速
管线的水平位置可由测量轮精确测得，而且探地雷达具有现场回拉定位功能，当屏幕上显示出管线波γ
εσβ188
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121εεεε+-=R
形时（天线拖动方向与管线方向垂直时，典型波形反应为抛物线），可将天线回拉，屏幕上将出现一个光标，随着天线的回拉，光标在雷达剖面图上移动，当光标移到抛物线顶点时，天线的中心位置对应的就是该管线轴心的平面位置。
6、估算管线直径：
一般来讲，探地雷达很难精确得出管线直径，操作者只能根据探地雷达使用经验并结合管线方面的专业知识估算其直径，其结果往往不能满足工程精度的要求。
瑞典RAMAC/GPR 探地雷达的后处理软件REFLEXW 提供了一种通过拟合抛物线大小的方法来判读管线直径的方法，我们在管线半径的窗口内输入半径值，不同半径值对应不同形状的抛物线，当输入某一数值后，拟合抛物线与雷达剖面图上管线的抛物线完全吻合，则该数值就是所要探测管线的半径，这种方法为我们解决管线直径的探测问题提供了一种有效可行的思路。
7、工程实例：
图2、测线布置示意图 图3、雷达剖面图
图3是用250MHz 天线探测得到的一张雷达剖面图，①是一根金属管线，②是一根非金属管线。
一般来讲，我们很难直接从雷达剖面图上判别探测目标是金属管线还是非金属管线，但是，因为金属管线的反射信号较强，探地雷达从较远的位置就能接收到其反射信号，所以金属管线的抛物线两叶相对非金属管线的两叶要长一些，也就是说，非金属管线的抛物线两叶要短小一些。
从原理上说，这么判断非金属管线是没错的，但实际情况千差万别，非常复杂，探测时往往需要根据场地的实际情况并结合管线布置方面的专业知识加以综合判断。
如果采取开挖回填的施工方法铺设管线，那么回填土部分也会对探地雷达的探测效果产生负面影响，有的甚至接收不到管线的反射信号。
图3中③处方框内的雷达波形明显异于它两侧的波形，经核实，这是埋设管线②时对路面进行开挖回填土所造成的。
总的说来，开挖回填这种情况往往只能判断出开挖过的位置，不能准确判读管线的深度位置。
图4、雷达原始数据 图5、处理后的雷达数据
图4
和图5是用500MHz 频率的天线在福州市某居民小区内探测非金属管线的雷达剖面图，图4是未加任何滤波的原始雷达数据，从图上可以看出两处明显的波形反应。
图5是加上一些滤波之后的同一处雷① ② ① ②
① ② ③ y
达数据，经过处理后，使管线的波形反应更加明显。
在图4的雷达原始数据中，①处给人的感觉是有两个距离很近的抛物线，容易判读为两个距离很近的平行管线或开挖管沟的两个沟沿反射造成的波形反应；但从图5滤波后的雷达数据来看，发现两个抛物线的中间部分波形反应比两侧强烈，这是上述两种情况不该有的波形异常，遂排除了上面两种可能，经验证，该管线实际是PVC管线内嵌套了一根金属管线。
②处是一根PE管，从原始数据和处理后的雷达剖面图上都可以明显看到它的波形反应，埋深在1.2米处。
8、后记：
探地雷达探测非金属管线具有快速、高效、非破坏性等特点，是PVC、PE、混凝土等非金属管线探查的首选工具。
但其探测效果往往受探测场地和地质条件的制约而并不理想，除了采用正确的探测方法外，如能与其它管线探测设备配合使用并结合管线方面的知识加以综合判断，会取得更好的探测效果。
参考文献：
1 《探地雷达方法与应用》，李大心，地质出版社
2 《应用地球物理方法原理》，王秀明，石油工业出版社。
