DB11/T 1399-2017 城市道路与管线地下病害探测及评价技术规范

北京市地方标准

编号：DB11/T1399—2017

备案号：Jxxxx—201x

城市道路与管线地下病害探测及评价

技术规范

Codefordetectingandevaluatingundergrounddiseaseinurbanroadand

pipline

2017-03-24发布2017-10-01实施

北京市规划和国土资源管理委员会

联合发布

北京市质量技术监督局

北京市地方标准

城市道路与管线地下病害探测及评价

技术规范

Codefordetectingandevaluatingundergrounddiseaseinurbanroadand

pipline

DB11/T1399—2017

主编单位：北京市勘察设计研究院有限公司

批准部门：北京市规划和国土资源管理委员会

北京市质量技术监督局

实施日期：2017年10月01日

2017北京

1

前言

根据《北京市“十二五”时期城乡规划标准化发展规划》与北京市质量技术

监督局《关于印发2015年北京市地方标准制修订项目计划的通知》（京质监发

[2015]22号）的要求，北京市勘察设计研究院有限公司等组成规范编制组，在

充分调研基础上，结合科研和应用技术成果，认真总结实践经验，经过反复讨论

和广泛征求意见，制定本规范。

本规范的主要技术内容有：1总则；2术语和符号；3基本规定；4地下

病害探测；5地下病害识别和验证；6地下病害风险评价；7探测成果及数据

信息化。

本规范由北京市规划和国土资源管理委员会归口管理，北京市勘察设计研究

院有限公司负责具体技术内容解释工作，标准日常管理机构为北京市城乡规划标

准化办公室。

在执行本规范过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，并将意见和

建议送北京市勘察设计研究院有限公司技术质量科研处（北京市海淀区复兴门外

羊坊店路15号，邮编：100038，联系电话：63955268，邮箱：bgi2015@163.com）

以便日后修订时参考。

本规范主编单位：北京市勘察设计研究院有限公司

北京市道路与市政管线地下病害工程技术研究中心

本规范参编单位：北京工业大学

中航勘察设计研究院有限公司

北京市新技术应用研究所

中国矿业大学(北京)

北京市道路工程质量监督站

北京市城市道路养护管理中心

北京市测绘设计研究院

北京建业通工程检测技术有限公司

北勘国检（北京）工程检测有限公司

2

本规范主要起草人员：周宏磊、陈昌彦、贾辉、侯小明、白朝旭、陶连金、

肖敏、吴其伟、刘金光、张丽宾、张辉、刘克会、杨

峰、苏兆锋、康凯、张涛、张爱军、贾光军、曾新霞、

唐建华、安军海

本规范主要审查人员：武利亚、杨进、武威、丁建平、叶英、谢昭晖、刘杰

3

目次

1总则.............................................................................................................................................1

2术语和符号...................................................................................................................................2

2.1术语..............................................................................................................................................2

2.2符号..............................................................................................................................................3

3基本规定.......................................................................................................................................5

4地下病害探测................................................................................................................................6

4.1一般规定......................................................................................................................................6

4.2技术准备......................................................................................................................................7

4.3探地雷达法..................................................................................................................................8

4.4高密度电法................................................................................................................................14

4.5多道瞬态面波法........................................................................................................................16

4.6地震反射法................................................................................................................................19

5地下病害识别和验证..................................................................................................................21

6地下病害风险评价......................................................................................................................24

6.1一般规定....................................................................................................................................24

6.2风险评价方法............................................................................................................................24

6.3城市道路地下病害风险评价.....................................................................................................25

6.4管线周边地下病害风险评价.....................................................................................................28

7成果报告.....................................................................................................................................32

7.1一般规定....................................................................................................................................32

7.2成果报告基本要求.....................................................................................................................32

附录A地下病害探测干扰源信息记录表.......................................................................................34

附录B探地雷达野外测试记录单..................................................................................................34

附录C高密度电法野外测试记录单..............................................................................................35

附录D多道瞬态面波法野外测试记录单.......................................................................................35

附录E地震反射法野外测试记录单..............................................................................................36

附录F地下病害信息汇总表..........................................................................................................36

本规范用语说明..............................................................................................................................37

引用标准名录.................................................................................................................................38

4

Contents

1GeneralProvisions............................................................................................................................1

2TermsandSymbols...........................................................................................................................2

2.1Terms...........................................................................................................................................2

2.2Symbols.......................................................................................................................................3

3BasicRequirements..........................................................................................................................5

4DetectionofUndergroundDeseases................................................................................................6

4.1GeneralRequirements.................................................................................................................6

4.2Technicalpreparation..................................................................................................................7

4.3GroundPenetratingRadar...........................................................................................................8

4.4High-densityResistivityMethod...............................................................................................14

4.5MultichannelTransientSurfaceWaveMethod..........................................................................16

4.6Seismicreflectionmethod.........................................................................................................19

5IdentificationandVerificationofUndergroundDeseases...........................................................21

6RiskEvaluationofUndergroundDeseases...................................................................................24

6.1GeneralRequirements...............................................................................................................24

6.2RiskEvaluationMethod............................................................................................................24

6.3RiskEvaluationofUndergroundDeseasesbeneathCityRoad.................................................25

6.4RiskEvaluationofUndergroundDeseasesaroundPipeline.....................................................28

7TestReports.....................................................................................................................................32

7.1GeneralRequirements...............................................................................................................32

7.2BasicRequirementsofReport...................................................................................................32

AppendixARecordtableofInterferenceinformation...................................................................34

AppendixBFieldtestrecordtableofGPR.....................................................................................34

AppendixCFieldtestrecordtableofHigh-densityResistivityMethod.......................................35

AppendixDFieldtestrecordtableofMultichannelTransientSurfaceWaveMethod...............35

AppendixEFieldtestrecordtableofSeismicReflectionMethod................................................36

AppendixFInformationsummaryofundergrounddiseases........................................................36

ExplanationofWordinginThisSpecification...................................................................................37

ListofQuotedStandards.....................................................................................................................38

5

1总则{

1.0.1为规范城市道路与管线地下病害探测和评价工作，制定本规范。

1.0.2本规范适用于北京地区城市道路与管线地下病害探测及地下病害的风险

评价，公路地下病害探测可参照本规范执行。

1.0.3城市道路与管线地下病害探测，除应符合本规范外，尚应符合国家和北京

市现行有关标准的规定。

1

2术语和符号{

2.1术语{

2.1.1地下病害undergrounddisease

城市道路下方及管线周边产生的空洞、土体疏松等威胁城市道路、管线安全

运营的不良地质体。

2.1.2地下病害探测undergrounddiseasedetection

采用地球物理方法探测地下病害类型、位置和规模等信息的活动。

2.1.3空洞cavity

道路、公路路基或管线周边土层中发育的影响其结构安全的洞穴。

2.1.4路面脱空pavementvoid

道路面层与路基结构层之间不连续的现象，常见于混凝土路面、半刚性基层

沥青路面以及白改黑路面下方。

2.1.5土体疏松unusuallyloosesoil

路基或管线周边局部范围土体密实度明显低于周边土体，形成的局部结构相

对松散的异常现象。

2.1.6土体富水unusuallyrichwatersoil

路基或管线周边局部土体含水率明显高于周边土体的异常现象。

2.1.7有效性试验effectiveexperiment

对探测方法、观测系统、探测参数选择等进行的试验。

2.1.8相对介电常数relativedielectricconstant

介质介电常数与真空介电常数之比值。

2.1.9频散曲线dispersioncurve

根据瑞利面波在不均匀介质传播过程的频散特征，将不同的频率和对应的相

速度绘制成的曲线。

2.1.10地下病害风险评价riskevaluationofundergrounddisease

根据城市道路或管线周边地下病害的埋深、规模及周边环境影响等孕险环境

与致险因子，评估地下病害对道路或管线的危害性影响程度，划分安全风险等级。

2.1.11风险后果riskconsequence

地下病害导致道路塌陷或地下管线破损产生的风险所引发的人员伤亡、财产

2

损失及社会影响的程度。

2.1.12风险值valueofrisk

根据地下病害风险发生可能性及对应的风险后果确定的风险程度量度值。

2.2符号{

2.2.1探地雷达法使用的符号应符合下列规定：

Pr—功率反射系数；

εr——介质相对介电常数；

dmax—最大探测深度（m）；

h—目标体顶部埋深；

K—加权系数；

T—时窗；

v—电磁波在介质中的传播速度（m/ns）；

x′—横向分辨率；

λ—电磁波波长；

c——电磁波在真空中的传播速度，c=0.3m/ns；

f——天线主频（MHz）。

2.2.2高密度电法使用的符号应符合下列规定：

错误！未找到引用源。—视电阻率（Ω·m）；

K—装置系数。

2.2.3多道瞬态面波法使用的符号应符合下列规定：

f0——检波器的自然频率（Hz）；

f——面波的频率（Hz）；

H——探测深度（m）；

VR——面波相速度（m/s）；

β——波长深度转换系数；

λR——面波波长（m）。

2.2.4地下病害风险评价使用的符号应符合下列规定：

R－风险值；

3

P－风险发生可能性；

C－风险后果；

Pi——风险发生可能性一级指标分值；

Ci——风险后果评价指标分值；

Wi——风险发生可能性一级指标权重（风险后果评价指标权重）；

Fij——风险发生可能性二级指标分值；

Wij——风险发生可能性二级指标权重；

m——风险发生可能性一级指标数量（风险后果评价指标数量）；

n——风险发生可能性二级指标数量；

S——地下病害规模（m2）；

l——地下病害与管线的距离（m）；

D——管线内径（mm）；

K1——风险发生可能性评价附加系数；

K2——风险后果性评价附加系数。

4

3基本规定{

3.0.1城市道路与管线地下病害探测应选择合适的地球物理方法，查明一定深度

范围内的地下病害，评价其对道路或管线安全运营的影响。

3.0.2地下病害可划分为路面脱空、空洞、土体疏松、土体富水四种类型。

1土体疏松可根据疏松程度分为严重疏松、中等疏松、轻微疏松三个等级；

2土体富水可根据富水程度分为严重富水和一般富水两个等级。

3.0.3城市道路与管线地下病害探测应符合下列规定：

1宜按相关规定对城市道路和管线敷设区域开展周期性探测；

2当道路下方或管线临近区域存在工程施工时，应在施工前后分别开展地下

病害探测；

3当举行重大城市活动时，应在活动前对活动涉及区域内的道路及地下管线

开展地下病害探测。

3.0.4地下病害探测宜按资料搜集、现场踏勘、方案设计、数据采集、数据处理、

地下病害识别和验证、地下病害风险评价、成果报告编写的流程开展工作。

3.0.5地下病害探测方法应根据探测要求、现场条件、场地物性特征及探测深度

等因素选择。

3.0.6应对地下病害进行风险评价，划分风险等级，提出处理建议。

3.0.7在探测过程中，当发现危险性较大的地下病害时，应及时通报相关单位。

3.0.8测量工作宜采用北京地方坐标系和高程系，当无特殊要求时可采用独立坐

标系。

3.0.9地下病害探测应积极采用和推广经实践检验有效的新技术、新方法。

5

4地下病害探测{

4.1一般规定{

4.1.1地下病害探测应具备下列基本条件：

1地下病害与周边土体存在一定物性差异；

2地下病害几何尺寸与其埋藏深度或探测距离之比不应小于1/5；

3探测区域应具备探测实施条件。

4.1.2地下病害探测采用的仪器设备应符合下列规定：

1仪器设备及附件应具备稳定性、一致性，满足不同探测深度和分辨率的要

求；

2应定期进行检查、校准和保养。

4.1.3应根据场地工作环境、探测条件和地球物理特征开展探测方法有效性试

验，确定合理的探测方法和技术参数，探测方法选择应符合下列规定：

1当探测深度不大于5m，探测环境简单时，优先采用探地雷达法；

2当探测深度大于5m时，宜采用探地雷达法探测5m深度以内的浅部地下

病害，采用其它方法探测5m深度以下的地下病害；

3当探测区域存在地下工程施工、地下管线密集、干扰源多样、地层含水量

高或分布有历史塌陷等复杂条件时，宜采用多种方法相结合进行综合探测。

4.1.4地下病害探测可采用普查和详查相结合的方式，应符合下列规定：

1普查时应对测区进行全面探测，初步判定地下异常；

2详查时应对普查中划分的地下异常进行校核或验证。

4.1.5测线布置宜考虑任务要求、探测方法及有效性试验结果、探测目标体的规

模与埋深、测区的地形、现场环境等因素，并应满足下列规定：

1普查时宜沿道路方向布设测线，宜避开地形及其他干扰的影响，测线长度

应保证探测目标的完整并具有足够的背景场；

2详查时根据普查时确定的地下异常分布布设测线，宜垂直或大角度相交于

地下异常；

3当在测区边界附近发现重要异常时，应延长测线以追踪异常的分布范围；

4对于历史塌陷区、大型交叉路口、建构筑物周边、新近地下工程施工区、

等重点区域，测线宜适当加密，如具备探测条件宜呈网状布设；

6

5测线宜穿过已知钻孔，并与其他方法测线重合。

4.1.6地下病害探测的测量工作应符合下列规定：

1应对测线的起止点、转折点和地形突变点等重要点位进行定位测量，并绘

制在地形图或其他平面图上；

2探测工作中使用的地形图比例尺、图幅分幅和编号应与北京市基本比例尺

地形图相一致，宜使用比例尺不小于1:500的地形图；

3测网控制基点应联测测量控制点，测量精度应符合现行《城市测量规范》

CJJ8的要求；

4探测点位在相应比例尺平面图上的点位中误差和高程中误差，应符合现行

《城市测量规范》CJJ8的有关规定。

4.1.7探测工作应遵循从简单到复杂、从已知到未知的工作原则。

4.1.8地下病害探测过程中应及时填写现场记录，所有记录不应擦去或撕页，记

录内容应齐全。

4.1.9地下病害成果解释应结合探测区域的地质资料、地上和地下设施及周边工

程环境等调查资料，对比不同方法的探测结果进行综合解释。

4.1.10地下病害探测人员和车辆应配备必要的安全设备，工作前应进行安全作

业交底，探测中应根据交通安全作业要求开展现场探测工作。

4.2技术准备{

4.2.1地下病害探测技术准备包括资料搜集、现场踏勘、有效性试验、方案策划

等工作。

4.2.2搜集的资料宜包括下列内容：

1测区地形图、工程地质和水文地质条件、测量基点等资料；

2道路的建成年代、级别、维修和养护等资料；

3地下管线和建构筑物的建设年代、类型、材料、大小、分布、运行状况、

维修养护等资料；

4历史塌陷位置、时间、规模、成因、修补及其变形等数据；

5地下工程施工时间、类型、埋深、施工方法等资料；

6检测区域内近3年类似检测成果资料。

7

4.2.3现场踏勘宜包括下列内容：

1调查测区道路分布、路面修补、明显的路面变形及管井现况等；

2调查测区内的干扰源类型和分布；

3核实地形图、地下管线和历史塌陷等资料；

4调查现场交通状况，分析对探测工作的影响；

5调查对探测工作有影响的其它资料。

4.2.4应考虑探测目的、场地环境等因素开展方法有效性试验，确定合理的探测

方法与工作参数。

4.2.5应根据工作任务和要求，在资料搜集、分析和野外踏勘基础上编制工作方

案，内容宜包括编制依据、工作的重难点及对策、详细技术方案、设备和工具、

人员组织、进度计划、安全作业措施、成果内容和形式等。

4.3探地雷达法{

4.3.1采用探地雷达法探测地下病害时宜采用剖面法观测方式；如需求取地下介

质的电磁波传播速度时，可采用宽角法；当深部数据的信噪比较低，不能满足探

测需要时，可采用共深度点法。

4.3.2采用探地雷达法时除应满足本规范第4.1.1条的规定外，尚应满足下列规

定：

1被探测对象与周围介质应存在较大的电性差异，功率反射系数应不小于

0.01；

2探测区域内不应存在大范围高导电屏蔽层或较强电磁干扰。

4.3.3探地雷达仪器性能除满足本规范第4.1.2条的规定外，尚应符合下列规定：

1系统增益不小于150dB；

2信噪比不小于110dB，动态范围不小于120dB；

3具有实时显示、增益控制、信号叠加、实时滤波、点测和连续测量、位置

标记等功能；

4计时误差不应大于1.0ns；

5最小采样间隔应达到0.5ns；

6工作温度-20°C~40°C；

8

7宜具备多通道采集功能。

4.3.4根据探测深度和精度、地下病害规模、环境干扰、探测方式等条件选择天

线，应符合下列规定：

1地面探测时宜选择频率为80MHz~400MHz的屏蔽天线，当多种频率的天

线均能满足探测深度要求时，宜选择频率相对较高的天线；

2不同探测深度下探地雷达天线可按表4.3.4选择；

表4.3.4探地雷达天线选择

探测深度h（m）h≤3.02.0＜h≤5.0

天线主频f（MHz）200-40080-200

3当电磁干扰不明显且探测深度较大时，可选择低频天线。

4.3.5探地雷达法的垂向分辨率可取探地雷达电磁波波长的1/4，电磁波在介质

中传播的波长宜按下式计算：

c

λ=1000（4.3.5）

fεr

式中：c——电磁波在真空中的传播速度（m/ns），取0.3m/ns；

f——天线主频（MHz）；

εr——介质的相对介电常数。

4.3.6横向分辨率x′宜按下式计算：

λhλ2

x′=+（4.3.6）

216

式中：λ——电磁波波长（m）；

h——目标体顶部埋深（m）。

4.3.7测线的布设除满足本规范第4.1.5条的规定外，尚应符合下列要求：

1测线宜沿车道布设；

2路口、管线密集区、历史塌陷区和明显变形区等重点区域及普查中确定的

重点异常区宜采用网格状布设，不具备网格状布设条件时，可布置加密测线。

3测线间距宜根据采用的天线主频确定，普查时不宜大于2.0m，详查时不

宜大于1.0m。

4.3.8测试之前应选择测区内有代表性的位置进行有效性试验，确定合适的观测

系统和采集参数。

9

4.3.9现场采集的参数设置应符合下列要求：

1记录时窗大小宜根据最大探测深度和地层介质的电磁波平均传播速度综

合确定，按下式计算：

2d

T=Kmax（4.3.9）

v

式中：T——记录时窗（ns）；

K——加权系数，宜取1.3~1.5；

dmax——最大要求探测深度（m）；

v——地层介质中的电磁波平均速度（m/ns）。

2信号的增益宜保持信号幅值不超出信号监视窗口的3/4；

3采样率应不低于所采用天线主频的20倍；

4普查时道间距不宜大于5.0cm，详查时道间距不宜大于2.5cm。

4.3.10计算地层介质的电磁波平均速度应符合下列规定：

1当目标深度已知时，宜采用已知深度目标换算法，通过剖面中已知深度目

标的电磁波反射走时，计算电磁波的平均速度；

2当地下管线的双曲线反射弧特征明显时，宜采用迭代偏移法，根据反射弧

特征进行迭代偏移，计算其速度作为地下介质的电磁波平均速度；

3当采用分离天线探测时，宜采用宽角法，通过调整双天线间距获得不同层

位的反射波双程走时，计算地下介质的电磁波传播速度。

4.3.11现场数据采集与记录应符合下列规定：

1如采用测量轮测距，测试前应对测量轮进行校正；

2天线的移动速率应均匀并与仪器的扫描率相匹配；

380MHz~150MHz天线移动速率不宜大于10km/h，200MHz~400MHz天

线移动速率不宜大于20km/h；

4点测时，应在天线静止时采样；

5使用分离式天线时，应选取合理的天线间距；

6采用测量轮触发采集时，测量轮自动标记的距离不宜大于5m；

7应及时记录信号异常的位置和相关信息，分析异常原因；

8及时记录各类干扰源及地面变形、积水等周边环境情况，记录内容和形式

可参照附录A；

10

9发现疑似地下病害时，宜在相应位置做好标记，并采用多种天线重复观测

进行复核；

10局部区域不满足测试条件时，应记录其位置和范围，具备探测条件后补

充测试。

11现场数据采集记录可参照本规范附录B的格式。

4.3.12探地雷达测线的定位测量除应满足本规范第4.1.6条的规定外，还可利用

测区内井盖、路灯和已知管线等资料校核测线位置。

4.3.13现场采集数据质量检查和评价应满足下列规定：

1测试数据的信噪比应满足数据处理、解释的需要；

2重复观测的数据与原数据记录应有良好的一致性；

3记录信息应完整，且与数据记录保持一致；

4数据信号削波部分不超过全剖面的5%；

5数据剖面上不应出现连续的坏道；

6数据剖面上应能分辨出路面基层的反射信号。

4.3.14根据数据质量及解释要求，可参考图4.3.14确定数据处理方法和步骤，

并应符合下列规定：

1应进行零点校正，明确地面反射点的位置；

2非测量轮模式下采集的数据，应进行水平距离归一化处理；

3可根据数据处理的目的选取增益调整、频率滤波、反褶积、偏移归位、空

间滤波或数据平滑等处理方法；

4在数据处理各阶段均可选择频率滤波，消除某一频段的干扰波；

5当反射信号弱、信噪比低时不宜对数据记录进行反褶积、偏移