利用探地雷达对地下管道堵塞、淤结的探测装置及方法与流程

1.本发明涉及一种地下管道无损探测方法，尤其是一种利用探地雷达对地下管道堵塞、淤结的探测装置及方法。


背景技术：

2.探地雷达是一种高频电磁波的无损检测探测技术。该项技术是由探地雷达在探测过程中检测速度快、可穿透探测物表面以及探测灵活覆盖面广等特点被广泛运用于道路、桥梁、隧道、顶管、地下管线等大型交通基础设施的无损检测与评估。探地雷达通过平板电脑控制端启动指令控制探地雷达发出高频电磁波并向探测目标发射，由于探测目标内不同材料的电性性质不同，因此产生不同性质的反射电磁波，被平板电脑控制端接收后转化为图像信息。在地下管道实际探测过程中，技术人员通过分析来自探测面结构内部的反射电磁波数据信息与入射波之间回波传播的波形、时间、波幅和图像的差异，判断地面下部结构的信息和隐藏病害。
3.现阶段地下管道堵塞、淤结的勘察中，主要是依靠工程技术人员对于图纸、周边环境、和实际开挖的方法判别。在这种工作勘察中业存在几个缺陷问题：
4.1、工程技术人员对管道图纸的认识和理解存在误差，因此在确定堵塞、淤结管道的位置与实际管道的位置存在偏差，在后续施工、迁移等过程中耗费大量人力财力，影响施工工期。
5.2、地下管道在城市建设中是基础设施的重要组成部分，周边环境复杂，管道的位置和其他基础设施纵横交错，管道与管道间错综复杂，在不确定管道位置的情况下贸然施工，很容易对其他地下管道和基础设施造成破坏，对社会财产安全造成不良影响。
6.3、开挖沟槽确认管道位置可以直观有效的确定堵塞、淤结点的具体位置，但缺陷是对周边环境影响破坏较大，并且沟槽开挖的布设受地形地貌和周边环境因素等客观因素的影响，因此该方法存在一定的局限性。
7.由于地下管道堵塞、淤结点无法准确确认也给设计、施工和周边建筑带来极大的问题和安全隐患。因此，如何提供一种利用探地雷达对地下管道堵塞、淤结的探测方法，解决对图纸的认识理解不到位出现管道位置偏差、周边环境复杂、开挖沟槽存在客观因素影响等问题已成为探地雷达领域刻不容缓的技术问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的是为了解决上述地下管道堵塞、淤结点无法精确确认的不足，提供一种利用探地雷达对地下管道堵塞、淤结的探测装置及方法，该装置及方法操作便捷、组成简单，能快速、及时、有效完成探测检测的工作任务，消除给设计、施工和周边建筑带来安全隐患。
9.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
10.一种利用探地雷达对地下管道堵塞、淤结的探测装置，包括：探地雷达、雷达电池、
测距轮、牵引绳、平板电脑，所述探地雷达与平板电脑通过无线连接，用于激发高频电磁波并向探测目标发射；所述雷达电池安装于探地雷达顶端电池插槽，用于提供给探地雷达所需的电量；所述测距轮安装于探地雷达后端与探地雷达可拆卸连接，用于探地雷达探测时向前移动的距离；所述牵引绳安装于探地雷达前端与探地雷达可拆卸拉钩连接，用于牵引探地雷达向指定方向移动；所述平板电脑与探地雷达通过无线连接，用于控制探地雷达启动、暂停、结束发射高频电磁波，并将探测图像波形展示出来。
11.一种利用探地雷达对地下管道堵塞、淤结的探测方法，采用利用探地雷达对地下管道堵塞、淤结的探测装置，其具体步骤如下：
12.步骤一，组装探地雷达、雷达电池、测距轮、牵引绳，雷达电池安装于探地雷达正上方电池插槽，测距轮安装于探地雷达后端，牵引绳安装于探地雷达后端；
13.步骤二，启动探地雷达电源开关，同时打开平板电脑通过无线控制连接探地雷达；
14.步骤三，根据管道疑似堵塞、淤结区域大致位置，以疑似堵塞、淤结区域中心分别向两侧布设三条等距雷达探测测线a1a2、b1b2、c1c2垂直于管道；
15.步骤四，依据布设的探测网形，以探测点a1、b1、c1为起始点，探测测线a1a2、b1b2、c1c2，探测过程中数据通过无线传输到平板电脑，探测完成后通过数据处理、调整相关参数，最终将该测线的土层图像展示出来，通过分析比对确定管道横断面中心点z1、z2、z3；通过以探测点a2、b2、c2为起始点，探测测线a2a1、b2b1、c2c1，完成数据处理、参数调整后将成果图像与上一步成果图像进行复核比对，从而精确定位管道位置z1、z2、z3利用gps测量三点的三维坐标；
16.步骤五，根据所确定的管道位置，布设五条探测测线平行于管道，测线f1f2布设于管道正上方；测线e1e2、d1d2布设于管道左侧，测线e1e2距离管道0.3～0.5米，测线d1d2距离管道1～0.5米；测线g1g2、h1h2布设于管道右侧，测线g1g2距离管道0.3～0.5米，测线h1h2距离管道1～0.5米，利用gps分别对布设的五条测线的起始位置和终点位置进行三维坐标测量；
17.步骤六，依据布设的探测网形，1)首先探测测线f1f2,以f1为起始点通过z1、z2、z3点向f2点探测，探测完成后对成果进行图像处理，采用希尔伯特变化参数使水介质与周边土层形成差异，并通过图像判断管道上方是否存在堵塞、淤结，通过以f2为起始点向f1点探测对堵塞点进行复核，2)以e1为起始点向e2点进行探测，探测完成后立即对成果进行图像处理，通过采用希尔伯特变化参数使水介质与周边土层形成差异，通过图像判断管道左侧是否存在堵塞、淤结，如果存在堵塞、淤结现象，以d1为起始点向d2点进行探测，对成果进行图像处理，通过采用希尔伯特变化参数使水介质与周边土层形成差异，并通过图像判断并确定堵塞、淤结范围，3)以g1为起始点向g2点进行探测，探测完成后立即对成果进行图像处理，通过采用希尔伯特变化参数使水介质与周边土层形成差异，判断管道右侧是否存在堵塞、淤结，如果存在堵塞、淤结现象以h1为起始点向h2进行探测，立即对成果进行图像处理，通过采用希尔伯特变化参数使水介质与周边土层形成差异，通过图像判断并确定堵塞、淤结范围。
18.进一步，探测过程中发现疑似堵塞、淤结点后可对测线进行反向探测，可在测线之间增加测线加密测线网，对堵塞、淤结点附近进行精密探测，最后通过内业图像处理、调整相关参数对探测成果进行处理、分析、比对，最终确定堵塞、淤结点位置、深度、大小、影响范
围。
19.本发明的有益效果是：
20.本发明可以解决使用探地雷达检测时对图纸的认识理解不到位出现管道位置偏差、周边环境复杂、开挖沟槽存在客观因素影响的问题。该方法操作便捷、组成简单，能快速、及时、有效完成探测检测的工作任务，消除给设计、施工和周边建筑带来安全隐患。
附图说明
21.图1是本发明利用探地雷达对地下管道堵塞、淤结的探测方法示意图；
22.图2是本发明用于探地雷达对地下管道堵塞、淤结探测的装置示意图；
23.图3是本发明用于探地雷达对地下管道堵塞、淤结的探测方法流程图；
24.图中：1.探地雷达 2.雷达电池 3.测距轮 4.牵引绳 5.牵引绳。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本发明的实施方法作进一步详细说明。
26.如图2所示，一种利用探地雷达对地下管道堵塞、淤结的探测装置，包括：探地雷达1、雷达电池2、测距轮3、牵引绳4、平板电脑5。
27.探地雷达1与平板电脑5通过无线连接，用于激发高频电磁波并向探测目标发射；雷达电池2安装于探地雷达1顶端电池插槽，用于提供给探地雷达所需的电量；测距轮3安装于探地雷达1后端与探地雷达可拆卸连接，用于探地雷达探测时向前移动的距离；牵引绳4安装于探地雷达1前端与探地雷达1可拆卸拉钩连接，用于牵引探地雷达向指定方向移动；平板电脑5与探地雷达1通过无线连接，通过平板电脑5控制探地雷达1启动、暂停、结束发射高频电磁波，并将探波形测图像展示出来。
28.如图1，3所示，一种利用探地雷达对地下管道堵塞、淤结的探测方法，具体包括如下步骤：
29.步骤一，如图2所示，组装探地雷达1、雷达电池2、测距轮3、牵引绳4，雷达电池2安装于探地雷达1正上方电池插槽，测距轮3安装于探地雷达1后端，牵引绳4安装于探地雷达1后端。
30.步骤二，如图2所示，探地雷达1组装完毕检查无误，启动探地雷达1电源开关，同时打开平板电脑5通过无线控制连接探地雷达1。
31.步骤三，如图1所示，根据管道堵塞、淤结点大致位置，以堵塞、淤结点为中心布设三条等距雷达探测测线a1a2、b1b2、c1c2垂直于管道，中间测线b1b2布设于堵塞、淤结点。
32.步骤四，如图1所示，依据布设的探测网形，以探测点a1、b1、c1为起始点，探测测线a1a2、b1b2、c1c2，探测过程中数据通过无线传输到平板电脑5，探测完成后通过数据处理、调整相关参数，最终将该测线的土层图像展示出来，通过分析比对确定管道横断面中心点z1、z2、z3；通过以a2、b2、c2为起始点，探测测线a2a1、b2b1、c2c1，完成数据处理、参数调整后将成果图像与上一步成果图像进行复核比对，从而精确定位管道位置。
33.步骤五，如图1所示，根据所确定的管道位置，布设五条探测测线平行于管道，测线f1f2布设于管道正上方；测线e1e2、d1d2布设于管道左侧，测线e1e2距离管道0.3～0.5米，测线d1d2距离管道1～0.5米；测线g1g2、h1h2布设于管道右侧，测线g1g2距离管道0.3～0.5
米，测线h1h2距离管道1～0.5米。
34.步骤六，如图1所示，依据布设的探测网形，1)首先探测测线f1f2,以f1为起始点通过z1、z2、z3向f2探测，探测完成后对成果图像进行分析，采用希尔伯特变化参数使水介质与周边土层形成差异，并通过图像判断管道上方是否存在堵塞、淤结，可通过以f2为起始点向f1探测对堵塞点进行复核。2)以e1为起始点向e2进行探测，探测完成后对成果图像进行分析，判断管道左侧是否存在堵塞、淤结，如果存在堵塞、淤结现象以d1为起始点向d2进行探测，分析探测成果图确定堵塞、淤结范围。3)以g1为起始点向g2进行探测，探测完成后对成果图像进行分析，判断管道右侧是否存在堵塞、淤结，如果存在堵塞、淤结现象以h1为起始点向h2进行探测，分析探测成果图确定堵塞、淤结范围。
35.探测过程中发现疑似堵塞、淤结点后可对测线进行反向探测，可在测线之间增加测线加密测线网，对堵塞、淤结点附近进行精密探测。最后通过数据处理、调整相关参数对探测成果进行分析比对，最终确定堵塞、淤结点深度、大小、影响范围。
36.以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。