1、第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW417地质雷达在防波堤抛石底界探测中的应用一谭磊1,2,3,4)，张震4)，梁东辉4)，江晓益4)，徐虎4)1)安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南，232001；2)浙江省水利河口研究院（浙江省海洋规划设计研究院），杭州，310020；3)浙江省水利防灾减灾重点实验室，杭州，310020；4）浙江广川工程咨询有限公司，杭州，310020关关键键词词：地质雷达；防波堤；抛石；探测；底注：本文为浙江省水利防灾减灾重点实验室开放基金项目（编号：FZJZSYS21001）；安徽省高
2、校优秀青年骨干人才项目（编号：gxgwfx2022011）；浙江省水利河口研究院院长科学基金（编号：ZIHE21Y006）的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：方向。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.182作者简介：谭磊，男，1988 年生，博士研究生，工程师，地质资源与地质工程专业；Email：。界防波堤是沿海城市防御风暴潮水、波浪的重要屏障，在保障防护区人民群众的生命财产安全方面起到重要作用（孙永朝等，2021）。因防波堤大多建设在软土地基上，为防止堤身的不良沉降带来危害，在前期的建设及后期运行阶段有必要查明抛石的
3、底界。底青云等（1997）利用 MCOHM-21 型高密度地电仪对珠海港防波堤的抛石底界及厚度进行探测，结果表明纵横剖面的电阻率成果能有效揭示出抛石与水或泥沙的分界面；朱瑞虎等（2016）提出了基于地质雷达的抛石量计算方法，并通过工程应用证明了方法的实用性及局限性；安聪等（2018）开展了防汛墙抛石的跨孔电阻率 CT 试验，探测成果有效划分出抛石体的范围以及顶、底界面信息。由此可见，地球物理勘探技术在抛石体探测方面取得较好的成效，但是在应用过程中也存在不同物探方法的适用性及侧重性问题（栾明龙，2019），需要结合具体的工程进一步探讨。地质雷达是以电磁波的变化作为反映地下介质信息的媒介，使用中无
4、需在地面安插电极，具有工作效率高、分辨率大的特点，在防波堤探测方面具有较大的潜力。本文以某防波堤工程的抛石底界探测为对象，利用实时采样的脉冲雷达开展试验工作，以期为同类工程的开展提供参考。1地质雷达基本原理地质雷达是通过发射天线向地下发射宽频带的电磁波脉冲信号，再利用接收天线采集携带地下地质信息的信号，通过计算电磁波在地下的履行时间，从而获取不均匀地质的深度、范围及形态特征。由于防波堤的填筑料块石与水下淤泥、粉砂、淤泥质粘土等介质具有明显的物性差异，并且抛石体相对于原始沉积地层密实度较差、填筑结构较杂乱，为电磁波识别抛石底界提供重要的依据。2应用实例2.1工程概况某防波堤工程的南堤长约 194
5、.0 m，防波堤内侧坡比为 1:1.5（图 1），标高 1.0 m 以上采用栅栏板护面，以下采用 100200 kg 块石护面；外侧坡比为 1:1.5，护面采用扭王字块，单块重 8t，护面范围6.20-2.20 m，下设 4008000 kg 块石垫层，设块石护底；堤心采用抛填开山石（1800 kg）形成。堤顶上部内侧设现浇钢筋混凝土挡土墙，海侧设混凝土挡墙，挡墙顶高程为 8.5 m，堤顶高程为 6.5 m。为了检测水下施工产生的沉降量及防波堤纵剖面上的土石分界面，采用地质雷达探测整条海堤的抛石厚度，再结合水上施工的沉降观测值最终得出总沉降量。2.2现场探测本次探测采用了瑞典ImpulseRa
6、dar公司最新推出具有实时采样功能的 CO730 脉冲地质雷达，中心频率分别为 70 MHz 和 300MHz，测点间距 0.5 m，采样点数 1024，记录长度 600 ns。2.3探测成果分析图2是南堤SK0+100SK0+192 段堤顶的地质雷达剖面，图上黑白的差异表示反射波能量（由高到低）的变化，在双程时间 300 ns 以内的电磁波较地质论评 2023 年 69 卷 增刊 1418为杂乱，深部电磁波的反射能量相对较弱。钻探在桩号 SK0+183 处揭露的抛石层厚度为14.445 m，根据地质雷达剖面的电磁波特征，从而推断出抛石层深度在 15 m 左右。3结论（1）在南堤 SK0+10
7、0SK0+192 段抛石底界深度变化相对稳定，深度基本在 15 m 以内，局部有所波动。（2）地质雷达剖面相对于钻孔探查的范围较广，但深度需要钻孔数据的进一步标定；（3）在抛石层探测时，电磁波信号不可避免的遭受海水的吸收，可能造成深部抛石底界存在误差，具体分析应结合钻孔检测资料综合判定。参考文献/References安聪,毕文达,赵永辉.2018.跨孔电阻率 CT 在防汛墙抛石探测中的应用.工程地球物理学报,15(6):764770.底青云,王妙月,严寿民,苏迪源.1997.高密度电阻率法在珠海某防波堤工程中的应用.地球物理学进展,12(2):7988.栾明龙,叶思源,辛小春.2019.物探技
8、术在海域抛石体厚度探测中的应用效果分析.水利水电技术,50(S1):240244.孙永朝,丁咚,李广雪,王蕊,梁泽浩.2021.基于多源观测技术的海堤变形监测方法研究.海洋科学,45(3):108121.朱瑞虎,郑金海,傅月波.2016.基于地质雷达探测的抛石量计算方法.水运工程,(11):2528.TAN Lei，ZHANG Zhen，LIANG Donghui，JIANG Xiaoyi，XU Hu：Application of GPR in detection of bottomboundary of breakwater riprapKeywords：ground penetrating radar；breakwater；enrockment；basal boundary图 1防波堤典型断面图图 2地质雷达剖面
