紹興市地下給水管線的探測(cè)方法

卓瑞忠 侯英娜

（紹興市自來(lái)水有限公司，浙江 紹興 312000）

隨著紹興市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及信息化時(shí)代的到來(lái)，紹興市自來(lái)水公司與武漢中地合作開(kāi)發(fā)了GIS平臺(tái)。但由于歷史原因，老管線資料并不齊全、準(zhǔn)確，模糊的地下管線與城市建設(shè)發(fā)展帶來(lái)很大的困難，為了解決這個(gè)棘手的問(wèn)題，進(jìn)一步完善GIS管網(wǎng)地理信息，公司決定開(kāi)展地下管線普查。地下管線普查是一個(gè)系統(tǒng)工作，包括地下管線探測(cè)、明顯點(diǎn)調(diào)查、管標(biāo)設(shè)置、測(cè)量與GIS信息錄入，GIS動(dòng)態(tài)更新。本文主要介紹地下管線探測(cè)。

1 地下管線探測(cè)技術(shù)要求

地下管線探查前，應(yīng)在探查區(qū)上進(jìn)行方法試驗(yàn)，確定該種方法技術(shù)和儀器設(shè)備的有效性、精度和有關(guān)工作參數(shù)。每天作業(yè)前后，應(yīng)檢查儀器的電池電壓。探查點(diǎn)應(yīng)為管線的節(jié)點(diǎn)（90°彎頭、45°彎頭、三通、四通、及每隔50米左右距離的直線），當(dāng)管線彎曲時(shí)，在彎曲部位應(yīng)至少定3個(gè)點(diǎn)，如彎曲范圍較大且不規(guī)則時(shí)應(yīng)視情況增加探查點(diǎn)數(shù)量，測(cè)定這些特征點(diǎn)的位置及埋深。

2 地下管線探查

2.1 地下管線概況及地球物理特征

地下管道概況。紹興市地下管道大部分為鑄鐵、球墨鑄鐵、鋼管，鍍鋅管、不銹鋼復(fù)合管等金屬管道，少部分為非金屬水泥管道。管道分布于城區(qū)道路下，埋深一般為0.3m-2.5m。

地球物理特征。測(cè)區(qū)位于市區(qū)內(nèi)，交通擁擠，工業(yè)游散電流及其它隨機(jī)干擾較大，地下管線多分布于瀝青、水泥路面下及路兩邊的人行道方路面下，管線埋設(shè)復(fù)雜，分布密集；市區(qū)內(nèi)地下介質(zhì)電性不均勻且變化大，地電條件復(fù)雜，給管線探查帶來(lái)一定困難。結(jié)合探測(cè)儀器及多方查找資料，方能達(dá)到預(yù)期效果。

總之，管道與周?chē)橘|(zhì)存在明顯的物性差異，具備用物探方法施工的前提條件。

2.2 管線探查

管線探查。隨著管線探查技術(shù)的發(fā)展，管線探測(cè)技術(shù)方法較多，常用方法有:電磁法、機(jī)械法等。根據(jù)管道的特點(diǎn)，對(duì)隱蔽的地下管線均采用物探方法進(jìn)行探測(cè)，特殊地段輔以其它方法手段。

電磁法:電磁法探測(cè)地下管線是以地下管線與周?chē)橘|(zhì)的導(dǎo)電性及導(dǎo)磁性差異為主要物性基礎(chǔ)。根據(jù)電磁感應(yīng)原理觀測(cè)和研究電磁場(chǎng)空間與時(shí)間分布規(guī)律，從而達(dá)到尋找地下金屬管線或解決其它地質(zhì)問(wèn)題的目的，電磁法的激發(fā)形式有以下幾種:

a.直連法:發(fā)射機(jī)將電磁信號(hào)直接傳入管道，信號(hào)沿管道形成磁場(chǎng)，由接收機(jī)在地面上獲取該信號(hào)。將管線儀的發(fā)射機(jī)信號(hào)線直連到管道明顯點(diǎn)上，垂直管道方向布設(shè)地線，使之通過(guò)大地形成良好的回路，開(kāi)機(jī)后觀察電流值達(dá)到8mA以上，信號(hào)穩(wěn)定，開(kāi)起接收機(jī)并使發(fā)、接收機(jī)工作頻率一致，接收機(jī)沿管線方向做垂直切割掃描，讀取信號(hào)強(qiáng)度最大值或最小值確定管線平面位置，將接收機(jī)原地旋轉(zhuǎn)180°，兩次所探結(jié)果誤差小于3cm，取平均值，若兩次所探結(jié)果大于3cm小于6cm再進(jìn)行重復(fù)探測(cè)，結(jié)果滿足誤差小于3cm為止。

b.感應(yīng)法:由發(fā)射機(jī)將信號(hào)通過(guò)管道上方介質(zhì)傳入管道形成磁場(chǎng)。在盲探、已經(jīng)知道大概管線位置或者是直連法續(xù)追蹤信號(hào)不足時(shí)，延長(zhǎng)追蹤時(shí)使用此法。

將發(fā)射機(jī)發(fā)射方向?qū)?zhǔn)接收機(jī)，距離8-15m，操作者同步同向緩慢平移發(fā)、接收機(jī)，對(duì)探查區(qū)域進(jìn)行縱橫掃描，接收機(jī)發(fā)現(xiàn)信號(hào)后，即對(duì)其追蹤，直至發(fā)現(xiàn)明顯點(diǎn)或確定與已知管線合理連接，來(lái)確定管線屬性。將所有的未知信號(hào)探明后，對(duì)給水管線開(kāi)展工作，方法:將發(fā)射機(jī)放在給水管道上方地面上，發(fā)射方向與管道走向一致，調(diào)節(jié)頻率、發(fā)射強(qiáng)度，即可探查，后面工作與直連法相同。

機(jī)械法:主要用于管線探查中的已知點(diǎn)及驗(yàn)證其它方法的精確度及準(zhǔn)確度。

管線探查

管線探查遵循以下原則:從已知到未知、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，方法有效、快捷、輕便；相對(duì)復(fù)雜條件下，根據(jù)復(fù)雜程度宜采用綜合方法。地下管線探查前，在探查區(qū)或鄰近的已知管線上進(jìn)行方法試驗(yàn)，確定該種方法技術(shù)和儀器設(shè)備的有效性、精度和有關(guān)參數(shù)。不同類型的地下管線、不同地球物理?xiàng)l件的地區(qū)，應(yīng)分別進(jìn)行方法試驗(yàn)。方法試驗(yàn)貫穿于整個(gè)探查過(guò)程中。

a.方法試驗(yàn)

在施工前，針對(duì)地理?xiàng)l件、地段環(huán)境、管線分布、管材類型等條件，確定該方法和儀器的有效性和精度，選擇最佳工作方法，合適的工作頻率，最佳收發(fā)距，確定該方法和儀器測(cè)深的修正方法和修改系數(shù)，以提高工作效率和探查成果精度。

由電磁場(chǎng)理論可知，發(fā)射低頻電磁波衰減較慢，傳播距離遠(yuǎn)，對(duì)周?chē)芫€感應(yīng)小，在連續(xù)導(dǎo)電的金屬管線上效果較好。發(fā)射高頻電磁波衰減快，傳播距離近，穿透能力強(qiáng)，在連續(xù)性不好的金屬管線上探測(cè)效果較好。由于市內(nèi)各種電信、電纜、無(wú)線電臺(tái)等形成比較復(fù)雜的電磁波干擾區(qū)，且各種金屬管線相互影響，在其周?chē)嬖谥煌l率不同強(qiáng)度的電磁場(chǎng)，為了克服種種干擾以保證質(zhì)量。

b.金屬管道的探查

金屬管道，大部具有良好的導(dǎo)電性，所以在外界干擾較小的地段，其異常值較容易在背景值中區(qū)分出來(lái)。探測(cè)方法宜采用主動(dòng)源法的直接法、夾鉗法、感應(yīng)法以及相應(yīng)的其它探測(cè)技術(shù)方法，如:壓線法、旁測(cè)感應(yīng)法等；被動(dòng)源法的工頻法、甚低頻法。

c.針對(duì)具體條件采用相應(yīng)探查方法

d.復(fù)雜管線點(diǎn)探查

市區(qū)內(nèi)個(gè)別地段由于地電環(huán)境變化復(fù)雜，地下管線縱橫交叉，工業(yè)游散電流及空中高壓電線形成干擾磁場(chǎng)等，使得管線異常難以分辨，從而形成疑難管線點(diǎn)。

①向直接參與敷設(shè)管線的人員了解管線情況，分析、研究調(diào)繪圖，摸清其分布再進(jìn)行探測(cè)；

②采用感應(yīng)法時(shí)，考慮與目標(biāo)管線的電磁場(chǎng)有效性能，使發(fā)射機(jī)天線與目標(biāo)管線相垂直并與干擾管線相平行，就能突出目標(biāo)管線信號(hào)，壓制干擾管線信號(hào)；

③采用感應(yīng)法時(shí)，考慮與目標(biāo)管線的電磁場(chǎng)性能，根據(jù)發(fā)射機(jī)的原理，發(fā)射機(jī)天線離目標(biāo)管線越近，則目標(biāo)管線的信號(hào)傳播的越強(qiáng)越遠(yuǎn)，因此，要盡可能縮短發(fā)射機(jī)與目標(biāo)管線的距離，比如，在地面最低處放發(fā)射機(jī)，甚至是其它管井內(nèi)，只要該管線走向與目標(biāo)管線不同即可；

④采用直連法時(shí)，有時(shí)信號(hào)還是不夠強(qiáng)，如果條件允許，有兩個(gè)出露點(diǎn)的話，則可以對(duì)此兩個(gè)出露點(diǎn)采用雙端充電法，則這兩個(gè)出露點(diǎn)之間的信號(hào)會(huì)增強(qiáng)很多；

⑤采用直連法時(shí)，考慮增強(qiáng)其地電性能，有些管線在晴天時(shí)，尤其是夏天，其地電性能不好，則可以在雨天過(guò)后，或者直接對(duì)插入地面的接地棒澆水，可有效增強(qiáng)其地電性能，進(jìn)行探測(cè)；

⑥如果條件允許的話，在硬質(zhì)路面可采用打樣洞探測(cè)，其它路面可采用釬探探測(cè)；

⑦對(duì)于管段接頭為高阻體的管道，由于管道管段對(duì)接的上述處理方式，或年久銹蝕，使接頭變?yōu)楦咦梵w，電導(dǎo)通性較差，電磁信號(hào)衰減較快，管線異常信噪比降低，在地面難以分辨，造成本是連續(xù)的整條管線，而探測(cè)結(jié)果為時(shí)斷時(shí)連，常規(guī)管線探測(cè)難以取得較好的效果。由于金屬管道對(duì)高頻電磁波具有強(qiáng)烈的反射作用及其鐵磁性，采用大功率、較高頻率管線儀探測(cè)亦能取得較好的效果。

⑧對(duì)于平行管道，如果管道本身以及與其它市政管線之間都存在管線平行問(wèn)題，首針對(duì)平行類型進(jìn)行方法試驗(yàn)，確定定位、定深修正系數(shù)等，探測(cè)平行管道的技術(shù)方法有:旁測(cè)感應(yīng)法、壓線法及電磁波法等；

⑨對(duì)于管徑較大的管道探測(cè)技術(shù)方法常采用:電磁感應(yīng)法、直連法；

⑩對(duì)于埋深較大的管道，其探測(cè)方法常采用功率（或磁矩）大、頻率低的電磁感應(yīng)法；總之，復(fù)雜管道探測(cè)應(yīng)根據(jù)其專業(yè)特點(diǎn)，采用綜合技術(shù)方法進(jìn)行,如果現(xiàn)行技術(shù)方法都不適用時(shí)，可采用開(kāi)挖方法。現(xiàn)場(chǎng)條件不允許開(kāi)挖或釬探時(shí)，應(yīng)將問(wèn)題及時(shí)記錄；水平定位及測(cè)深

[1]CJJ61-2003《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》