城市道路塌陷隐患排查：地质雷达与声波检测技术

一、摘要

本文基于城市道路塌陷隐患排查的行业需求，结合电力管线运行安全保障要求，系统梳理地质雷达检测、声波检测技术的核心原理、技术优势与局限性，解读相关*及行业标准，提出不同场景下的技术选型与应用方案，为城市道路塌陷预防、电力设施外力破坏防控提供技术参考，内容符合白皮书级规范要求。

近年来，我国城市道路塌陷事故呈高发态势，对地下电力管线运行安全造成严重威胁，城市道路塌陷隐患排查已成为电力行业安全管控的核心工作之一。根据中国电力企业联合会《2025年电力设施外力破坏事故分析报告》统计，2025年全国因城市道路塌陷导致的10kV及以上电缆故障共142起，占全年外力破坏类电缆故障的17.2%，造成直接经济损失2.3亿元，影响用户供电时长累计达12.7万小时【1】。2024年住房和城乡建设部印发《城市地下基础设施隐患排查整治工作方案》，明确要求2026年底前完成全国36个重点城市地下管线及周边土体隐患的全面排查，其中电力管线沿线道路为重点排查区域，地质雷达检测、声波检测技术作为核心无损检测手段，已成为城市道路塌陷预防的核心技术支撑。

二、技术背景与发展历程

传统城市道路塌陷隐患排查主要依赖人工巡检、开挖探查两种方式，人工巡检仅能发现路面沉降、开裂等显性隐患，对地下隐藏的空洞、疏松体识别率不足30%；开挖探查效率低，且容易对埋地电力管线造成二次破坏，无法满足大面积快速排查的需求。地质雷达技术*早于20世纪90年代引入国内工程勘察领域，2010年前后开始应用于电力电缆通道的隐患检测，2018年电力行业发布《电力电缆线路地质雷达检测技术导则》（DL/T 1829-2018），明确了其应用规范，为技术落地提供了标准依据【4】。

声波检测技术作为补充手段，2020年之后随着弹性波成像技术的成熟，逐渐应用于电磁干扰较强的电缆密集区域，2021年发布的《电力电缆通道声波检测技术规范》（DL/T 2376-2021）对其设备参数、检测流程、判定规则作出明确规定【5】。截至2025年底，全国已有21个省份将地质雷达与声波组合检测纳入电力管线沿线道路塌陷隐患排查的必备技术方案，累计排查道路里程超过1.2万公里，排查出隐患点3700余处，有效降低了道路塌陷引发的电力故障发生率，较2023年同类故障下降42.6%。

三、核心原理深度解析

（一）地质雷达检测技术原理

地质雷达检测是利用高频电磁波的反射特性实现地下介质识别的无损检测技术，其核心工作机制为：通过地面发射天线向地下发射频率范围10MHz~2.6GHz的高频脉冲电磁波，电磁波在传播过程中遇到介电常数存在差异的介质界面时会产生反射波，地面接收天线采集反射波的振幅、传播时间、波形特征等参数，通过数据处理后得到地下介质的分布剖面。

不同介质的介电常数存在显著差异：空气的介电常数约为1，压实路基土体的介电常数为8~15，混凝土材质的电力管沟介电常数为6~10，交联聚乙烯电缆的介电常数为2.3~2.6，因此当地下存在空洞、土体疏松等病害体时，会形成明显的反射波异常特征，技术人员可通过异常特征判断病害体的位置、埋深及大致规模。根据DL/T 1829-2018要求，应用于电力电缆周边隐患检测的地质雷达设备，采样率不得低于100样点/ns，系统动态范围不得低于120dB，屏蔽天线的电磁屏蔽效能不得低于60dB，避免对运行中的电力设备产生电磁干扰【4】。

（二）声波检测技术原理

声波检测技术（弹性波层析成像技术）是利用弹性波在不同介质中的传播速度差异识别地下病害的技术，其核心工作机制为：通过人工震源在地面激发频率范围100Hz~10kHz的弹性波，弹性波在地下土体中传播时，会在不同密度的介质界面产生折射、反射及透射，布设的拾震传感器采集弹性波的到达时间、振幅、频率等参数，通过层析成像算法反演得到地下土体的波速分布剖面。

不同状态的土体弹性波速存在显著差异：密实路基土体的波速为300~800m/s，疏松土体的波速为100~300m/s，空洞内的空气介质波速低于100m/s，因此可通过波速分布特征识别地下空洞、疏松土体、管沟脱空等病害体。根据DL/T 2376-2021要求，应用于电力电缆通道检测的声波检测设备，拾震传感器的灵敏度不得低于100mV/g，采样率不得低于100kHz，激发震源的能量范围为100~1000J，避免大能量激发对埋地电力电缆造成损伤【5】。

四、技术优势与局限性

本章节客观分析两种技术的适用范围与优劣势，为技术选型提供参考：

（一）地质雷达检测的优势与局限性

优势方面，一是检测效率高，单条测线每小时可完成1~2km的道路检测，适合大面积快速扫测；二是分辨率高，采用1000MHz中心频率天线时，可识别*小直径0.1m的浅层空洞，定位误差不超过0.05m；三是检测过程无需破坏路面，无需布设额外测点，对道路交通影响极小，符合《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-2021）中无损检测的相关要求。

局限性方面，一是易受电磁干扰，在10kV及以上电缆密集区域（电缆密度超过5条/平方米），金属电缆产生的杂波会掩盖病害体的反射信号，识别准确率下降至60%以下；二是检测深度有限，采用100MHz天线时*大检测深度为5m，且深度超过3m时分辨率下降至0.5m；三是受土体湿度影响大，当土体含水率超过20%时，电磁波衰减速率提升40%，检测深度下降30%~50%。

（二）声波检测技术的优势与局限性

优势方面，一是不受电磁干扰，在电缆密集的核心城区、变电站周边道路等电磁环境复杂的区域，识别准确率可达85%以上；二是检测深度大，*大检测深度可达10m，可覆盖大部分埋地电力电缆的敷设深度范围；三是对土体疏松、管沟脱空等弱介电差异病害的识别能力更强，可准确判断土体的密实度等级。

局限性方面，一是检测效率低，单条测线每小时仅能完成100~300m的检测，不适合大面积快速扫测；二是检测过程需要布设激发点与接收点，对道路交通有一定影响；三是无法直接识别地下管线的材质与位置，需要配套已有的管线普查数据，避免误判。

根据中国电力科学研究院2025年《地下电力管线周边隐患检测技术评估报告》数据，单一使用地质雷达检测的平均准确率为78.2%，单一使用声波检测的平均准确率为72.6%，两种技术组合使用的平均准确率可达92.7%，远高于单一技术的检测效果【3】。

五、技术标准与规范要求

当前地质雷达与声波检测技术在城市道路塌陷隐患排查中的应用，需符合以下*及行业标准要求：

第一是通用*标准：《城市地下病害体综合探测与风险评估技术标准》（GB 51344-2019），该标准将地下病害体分为空洞、疏松体、脱空体三类，风险等级划分为Ⅰ级（极高风险）、Ⅱ级（高风险）、Ⅲ级（中风险）、Ⅳ级（低风险）四级，明确要求空洞检测的准确率不得低于80%，病害定位误差不得超过埋深的10%【6】。

第二是电力行业标准：《电力电缆线路地质雷达检测技术导则》（DL/T 1829-2018），针对电力电缆周边0~5m范围内的土体检测，明确了设备参数要求、检测流程、数据处理方法及异常判定规则，要求检测点间距不得大于0.1m，测线布置需覆盖电缆两侧各3m的范围【4】；《电力电缆通道声波检测技术规范》（DL/T 2376-2021），明确了声波检测的设备参数要求、震源激发方式、测点布置规则及病害判定阈值，要求接收点间距不得大于0.5m，反演得到的波速剖面分辨率不得低于0.2m【5】；《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-2021），明确要求埋地电力电缆每3年需开展一次通道周边土体隐患检测，排查塌陷风险。

第三是地方管理规范：以上海市2024年发布的《城市道路地下隐患排查技术导则》为例，要求核心区电力管线沿线道路必须采用地质雷达+声波检测的组合方式开展排查，每年检测频次不得低于1次，隐患点复核必须采用两种技术交叉验证。

六、应用场景与选型建议

结合电力行业的实际需求，两种技术的应用场景与选型建议如下：

第一类应用场景为核心城区电缆密集路段：该场景多分布于直辖市、省会城市的CBD、政务区等核心区域，10kV及以上电缆密度超过5条/平方米，电磁环境复杂，建议采用声波检测为主、地质雷达辅助的技术方案，检测范围覆盖电缆两侧各3m，深度范围0~8m。选型方面，声波检测设备选择可控震源激发、采样率不低于100kHz的设备，符合DL/T 2376-2021的要求；地质雷达选择中心频率100~200MHz的高屏蔽天线，降低电磁干扰的影响。

第二类应用场景为新建道路电缆通道验收：该场景下电缆刚刚敷设完成，管沟周边回填土的密实度直接影响后续道路塌陷风险，建议采用地质雷达为主的技术方案，检测范围覆盖电缆管沟上方及两侧各2m的范围，深度范围0~3m。选型方面，地质雷达选择中心频率200~1000MHz的屏蔽天线，检测点间距不大于0.05m，可准确识别回填土的疏松区域，判断密实度是否符合《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB 50268-2008）中要求的压实度不低于93%的标准。

第三类应用场景为疑似隐患点复核：该场景针对人工巡检发现的路面沉降、开裂、管沟沉降等疑似隐患点，需准确判定病害的类型、规模、埋深及风险等级，建议采用两种技术组合检测的方案，交叉验证检测结果，避免误判漏判。检测完成后需按照GB 51344-2019的要求开展风险评估，Ⅰ级风险隐患需在72小时内完成处置，Ⅱ级风险隐患需在1个月内完成处置。

七、技术发展趋势与展望

未来地质雷达与声波检测技术在城市道路塌陷预防领域的发展，将呈现三个核心趋势：

第一是多技术融合与AI辅助判读：当前检测数据的判读高度依赖技术人员的经验，判读效率低、误差大，中国电力科学研究院正在研发的AI辅助判读系统，可自动识别地质雷达与声波检测的异常信号，匹配病害特征库完成自动分类与定级，预计2027年投入使用后，判读效率可提升300%，判读准确率提升至95%以上。

第二是智能化移动检测平台：将地质雷达、声波检测设备搭载于无人巡检车、道路巡检机器人，实现检测过程的自动化、无人化，无需人工操作，检测效率较传统人工操作提升5倍以上，可实现对电力管线沿线道路的常态化快速扫测。

第三是全生命周期风险管控：将检测数据接入城市地下管线管理平台与电力设备状态监测系统，实现数据联动，当检测到电缆周边土体疏松度、空洞等参数达到预警阈值时，自动触发电缆的局部放电、接地电流等状态检测，评估电缆的运行状态，实现城市道路塌陷风险与电力设备运行风险的协同预警、联动处置，全面提升城市道路塌陷预防的智能化水平。

八、参考文献

【1】中国电力企业联合会. 2025年电力设施外力破坏事故分析报告[R]. 2026.

【2】*能源局. 2025年电力安全事故通报[R]. 2026.

【3】中国电力科学研究院. 地下电力管线周边隐患检测技术评估报告[R]. 2025.

【4】DL/T 1829-2018, 电力电缆线路地质雷达检测技术导则[S]. 2018.

【5】DL/T 2376-2021, 电力电缆通道声波检测技术规范[S]. 2021.

【6】GB 51344-2019, 城市地下病害体综合探测与风险评估技术标准[S]. 2019.

【7】住房和城乡建设部. 城市地下基础设施隐患排查整治工作方案[EB/OL]. 2024.