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基于市区加盖河涌的勘测技术综述
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勘测技术
1.河涌渠箱属性勘查在揭盖复涌前,需获取的加盖河涌渠箱属性主要有:河涌渠箱坐标、截面尺寸、底部埋深、是否砌有渠箱壁(及渠壁的大致厚度)等。为获取这些参数,除最直接的开井量测外,还分别采用了管道潜望镜(quickview,QV)探测及地质雷达探测方法,取得了较好成果。其中,河涌渠箱坐标的获取应采用物探方法勘查出河涌的边线位置,再采用数字化测绘的方法进行测量;截面尺寸、水平尺寸可通过前述物探方法直接测量,纵向尺寸及底部埋深一般是在窨井或裂缝处通过探杆量测直接获取;是否有渠箱壁,可通过QV技术直观获取,亦可由地质雷达进行探测;渠壁厚度则要通过地质雷达进行探测。(1)QV探测QV探测是管道内窥检测方法的一种,是一种进行管道快速检测的探测方法,利用可调节长度的手柄将高放大倍数的摄像头置于打开的管渠窨井中,通过旋转伸缩杆,记录管渠中管道的实际情况。就如同潜艇上的潜望镜一样使地下管道内情况或目标物一目了然。还可通过调节焦距,对管渠远处的情形进行放大实录。河涌属性勘测中,采用此技术可以直观地做到:①对是否有井壁作出直观判断;②对窨井附近的雷达剖面探测的井壁位置作出定性判断,以免出现误探测;③对井内情况作出直观分析,如井中是否有直立隔板等。为本次工作获取的部分QV照片,从QV录像中抓取。其中(a)可见正常直立的渠壁;(b)则可见渠壁塌陷———这是获取渠壁状况最直观的途径。(2)地质雷达探测地质雷达探测是一种适于在城市开展的地球物理探测方法,在城市浅层勘探中取得了良好效果。在河涌属性勘测中,地质雷达技术的作用在于:①勘测加盖河涌的边线(即渠壁位置),从而可得出渠箱的宽度;②结合QV成果,对加盖河涌是否有渠箱壁、中间是否有隔板进行勘测;③在渠壁位置,对渠壁厚度进行勘测。两幅较宽的排水暗渠雷达图像,剖面长度分别为11.88m和11.69m。(a)中的暗渠宽度为6m,只采用一块盖板,是一个较大型的渠箱。渠体反射总体以水平强反射为主,表层有较细的交叉网状反射,是层状反射的又一种体现,中间隐约有较大的剪刀状异常,这是暗渠总体反射的一种典型反应,左右两侧频率较高的尖弧状反射,有很多次且有一定叠加的多次反射波出现,浅部反射甚至影响到地表。(b)中渠体宽度亦为6m,但中间有一个直立的隔板,因而在渠中间有隔板异常出现,与渠壁异常相似。剖面中出现了两个较大的剪刀状异常反射,此为渠内空气区的散射反应。这些雷达剖面中渠壁反射明显,是在渠箱两侧出现频率较高的尖弧状反射,有很多次有一定叠加的多次反射波出现,浅部反射甚至影响到地表。其内起跳点(靠渠侧与渠首次反射相交的起跳点)为暗渠内壁。加盖后的涌壁厚度无法采用钻芯的方法,因此雷达探测是探查涌壁厚度的唯一手段。图4是图3(a)的放大图:在渠箱两侧出现频率较高的尖弧状反射,有很多次有一定叠加的反射波出现,浅部反射甚至影响到地表。其内起跳点(靠渠侧与渠首次反射相交的起跳点)为暗渠内壁,壁宽则是该尖弧状反射的顶部宽度———绿色线即为涌壁两侧线,其间距为涌壁厚度,实际读数以雷达软件的读数为准。渠壁厚度一般为20~35cm,可通过局部开挖点进行标定判别。(3)成果分析通过实际勘探,可通过不同的方法获取暗渠的相应参数:①QV方法,是勘测暗涌是否砌有渠箱壁最好的办法,通过在检查井处录像,还可直观地反映渠箱壁的完好程度及渠箱变化的情况;②地质雷达方法,是用来勘查渠箱准确横向尺寸的方法,亦可探测渠箱壁的厚度;③开井量测,是最直接的方法,可量取渠箱顶部埋深、底部埋深,从而可勘测渠箱的纵向尺寸。只有综合了这3种方法的成果才可以得到暗渠的综合参数。仅采用开井量测的方法,由于窨井不一定位于暗渠的中间,而且由于渠宽大部分在5m以上,无法用量杆量测的方式直接量取渠的宽度,而且井的间距较大,无法准确得知暗渠的真实走向。地质雷达方法可以按5m的间距布设勘测剖面,从而可准确获取暗渠的真实走向及细小变化;而如果仅采用地质雷达方法,不结合开井量测的话,则暗渠的高度难以准确获取,也缺乏标定数据,影响成果质量。QV探测是一种辅助方法,但却也非常重要,因为其能直观地观察渠内情况,对雷达成果是非常好的验证与支持。2.管线勘测河涌周边的管线资料,也是河涌治理过程中需要的重要资料,因此,也将其列为加盖河涌的属性之一,要勘查此类属性,应采用综合管线勘测方法。综合管线的勘测工作贯彻“由已知到未知、由简单到复杂”的工作原则。按其工作方式可分为实地调查、仪器探查和机械法(开挖、钎探)。实地调查和仪器探测相结合:首先从明显点着手,采用实地调查的方法测定明显点位置和深度(管线权属部门调查及对场地附近居民进行查询是必不可少的一步);再采用仪器探测的方法确定隐蔽点定位定深;最后进行开挖或钎探验证补充。也就是说,本测区地下管线的物探探查从技术上是按以下工作程序进行的:实地调查→仪器探查→机械法(开挖钎探)验证补充。为保证不遗漏管线,在以上方法完成后,还应进行剖面扫描工作(金属管线仪剖面扫描及地质雷达扫描工作),确保不遗漏管线。河涌勘测中,与常规的管线普查项目的不同之处在于:①管线探查无管径限制,只要是埋地管线能探查的均要进行探查,如直径50mm的给水管、路灯电缆等,以便为周边管线、电缆的改造提供基础性数据;②成果图是综合管线图,但需要对各类管线进行细致标注,如各类管线应标注管径、管材,排水管线还要标注地面高程、管底高程等,以方便设计专业使用;③成果精度要求要比普通普查项目高,应作为河涌改造施工的依据,因此要进行更细致的探查工作。
结论与建议
通过对加盖河涌综合属性的勘测实践,可得出如下结论:1)通过QV探测、地质雷达及开井量测的成果可准确全面地获知河涌的渠箱属性,从而为揭盖复涌、河涌改造设计等提供全面可靠的基础数据。2)采用综合管线探测的方法,获取管线综合分布图及相应属性,为工程范围内管线的改造、迁移设计提供基础数据,同时也为工程施工提供安全警示,保证了管线安全。总之,由于开展了管线勘测及相关物探工作,取得了渠箱属性、管线数据等加盖河涌的综合属性数据,使暗涌整治工程彻底改变了以前“边揭涌边设计边更改”的被动局面,使得工程的设计、施工能非常快速有效地进行,因此,在将来的城市河涌改造工程中,应更充分地应用管线勘测及物探技术,全面勘测加盖河涌的综合属性,为设计施工提供更有力的保障,为绿色生态城市的建设贡献更大力量。
