地下管線探測方法綜述

何龍

【摘要】本文主要闡述了在地下管線探測過程中方法試驗及儀器一致性的檢驗、管線的定位定深法、復(fù)雜管線、非金屬管道的探測方法。

【關(guān)鍵詞】地下管線；定位定深；復(fù)雜管線；非金屬管道；

Abstract：this article mainly elaborated in the underground pipeline detection method and apparatus in the process of test consistency inspection, pipeline locating depth method, complex piping, non metal pipeline detecting method.

Key words：underground pipeline; positioning depth; complex pipeline; non metal pipeline;

中圖分類號：U231.2文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、引言

地下管線探測應(yīng)探明管線的平面位置、走向、埋深、規(guī)格、性質(zhì)、材料等。其探測的前提條件是管線與周圍介質(zhì)存在地球物理性質(zhì)差異。利用高精度的儀器對地下管線周圍的電磁波接收處理，以確定被探測管線的位置和埋深。

二、方法試驗及儀器一致性的檢驗

檢驗的目的：確保投入使用的地下管線探測儀在精度上具有一致性。管線探測前，可在測區(qū)內(nèi)已知的地下管線上進行定位一致性和定深一致性的檢驗，檢驗時定位均方差不大于平面位置限差的1／3，定深均方差不大于埋深限差的1／3。

三、定位定深的方法

（一）平面定位方法

平面定位方法技術(shù)包括對地下管線的搜索和精確測定地下管線在地面的投影位置。在地下管線未知區(qū)域，首先可采用掃描搜索的方法確定管線位置，然后做進一步的追蹤探查，精確測定管線的平面位置。

1、未知區(qū)域管線搜索方法。在地下管線未知區(qū)域，可采用被動源法進行網(wǎng)格狀掃描搜索，以查找淺埋的金屬管道和電纜，對深埋管線可采用主動源法搜索。利用主動源法進行搜索時，可采用平行搜索法、圓形搜索法。

2、管線的追蹤探查。在管線現(xiàn)況調(diào)繪、實地調(diào)查及管線搜索等了解管線大致位置和走向的基礎(chǔ)上，利用管線探測儀發(fā)射機在已知點位上施加發(fā)射機信號，用接收機追蹤探量，以確定管線特征點的位置。

3、定位方法。利用電磁感應(yīng)類管線儀定位的方法有兩種，即：極大值法和極小值法。

a.極大值法。亦稱為峰值法，地下管線在場源激發(fā)下產(chǎn)生一定強度電流時，在管線正上方，地下管線形成的磁場水平分量值最大，即在管線的地面投影位置上出現(xiàn)極大值。

b.極小值法：亦稱零值法。在地下金屬管線的正上方，管線所形成磁場垂直分量最小，即為“0”，也就是說地下金屬管線所形成的磁場垂直分量在管線的地面投影位置上出現(xiàn)零值點，在垂直管線走向的方向上，用管線儀的水平線圈接收此垂直分量，根據(jù)極小值點位來確定管線的平面位置。

不難看出極大值法異常幅度大且寬，易發(fā)現(xiàn)異常，而極小值法，在理想的條件下定位精度較高，但易受鄰近管線異常干擾的影響。有時不論極大值法，還是極小值法，會受干擾的影響，使異常偏離管線的實際位置，這時應(yīng)結(jié)合分析干擾的來源及地下管線的分布情況，采用多種方法綜合識別目標(biāo)管線所引起的異常，正常判斷管線的水平投影位置。在有懷疑的管線點處如能開挖，應(yīng)采取開挖的方法，確定管線埋深，同時為下一步工作提供依據(jù)。

（二）定深方法

地下管線定深常用的方法有特征點法和直讀法。

1、特征點法：利用垂直管線走向剖面，可測得管線磁場異常曲線峰值兩側(cè)某一百分比值處兩點之間的距離與管線埋深之間的關(guān)系，來確定地下管線埋深的方法。測定時，先用極大值法定位，保持接收機的垂直狀態(tài)，沿垂直管線方向向兩側(cè)移動，直到幅值降為定位點處，量測兩點之間的距離即為地下管線的中心埋深。

2、直讀法：直讀法是利用接收機中上、下兩個垂直線圈（線圈面垂直）測定管線產(chǎn)生的磁場水平分量梯度，而磁場水平分量梯度與管線埋深直接相關(guān)，通過在接收機中設(shè)置的按鈕，將埋深數(shù)據(jù)顯示在接收機表盤上，探查人員可從表盤上直接讀出管線的埋深。直讀法在理想的條件下（即干擾較?。?，可以測得較準(zhǔn)確的深度，讀數(shù)也方便。

（三）定位定深應(yīng)注意的問題

1、在管線復(fù)雜地段應(yīng)采用多種激發(fā)方式施加信號對比驗證。定位時，可采用極大值法定位，用零值法加以驗證。

2、定位時應(yīng)觀察測點兩側(cè)信號是否對稱，只有信號對稱時，才能定位準(zhǔn)確，必要時應(yīng)做剖面測量。

3、定位時應(yīng)注意儀器的轉(zhuǎn)向差，當(dāng)轉(zhuǎn)向差較大時，應(yīng)調(diào)整信號的施加點，消除轉(zhuǎn)向差影響，減少定位誤差。

4、定深應(yīng)于精確定位之后進行，管線各變化方向均應(yīng)測定埋深，測深點的位置應(yīng)選擇在距特征點至少1m外的直線段上，不可在特征點處定深（直線點除外）。

5、應(yīng)盡可能在沒有干擾或干擾較小的地段進行測深。如無法避開干擾，須采用消除干擾的有效方法。

6、在復(fù)雜地段或存在明顯干擾時，應(yīng)采用特征點法測深，而不宜采用直讀法測深：管線埋深較大、傳導(dǎo)信號不好時，應(yīng)采用特征點法測深。

7、采用特征點法測深，應(yīng)觀察測點兩側(cè)信號是否對稱，正常情況下測點兩側(cè)信號應(yīng)基本對稱，當(dāng)存在旁側(cè)干擾時，出現(xiàn)不對稱現(xiàn)象，此時應(yīng)分析原因，用影響小的半邊異常定深，并采用其他方法驗證。

四、復(fù)雜管線的探測方法

在城市地下管線探查中，由于地下管線種類多，權(quán)屬單位不同，埋設(shè)時間和埋設(shè)方式也不同，管線常常出現(xiàn)縱橫交叉，上下重疊現(xiàn)象，異常極其復(fù)雜，給探查工作造成很大困難。對于此類既平行又交叉，埋深不一，交叉點多，干擾大的管線，探查時往往需要采用無源、有源、直接法、感應(yīng)法相互配合，靈活應(yīng)用，才能取得良好的探查效果。

對于復(fù)雜管線的探查，首先應(yīng)采用直接法或夾鉗法，以減弱相鄰管線干擾的影響。然而，在實際工作中，由于缺少明顯點或沒有良好的接地條件，無法采用直接法和夾鉗法，只能采用感應(yīng)法。為此，要采用下列方法對目標(biāo)管線進行探測：

（一）垂直壓線法：利用水平偶極子施加信號時，線圈正下方管線耦合最強。根據(jù)這一特性，可將發(fā)射機直立放在目標(biāo)管線的目的。該方法適宜于埋深淺、間距大的平等管線，當(dāng)兩管線間距較近時效果不好。

（二）水平壓線法：利用垂直偶極子施加信號時，將不激發(fā)位于其正下方的管線，而激發(fā)鄰近管線。根據(jù)這一特性，可將發(fā)射機平臥放在鄰近干擾管線正上方，壓制地下干擾管線， 突出鄰近目標(biāo)管線信號，是區(qū)分平行管線的有效手段。

（三）傾斜壓線法：當(dāng)平行管線間距較小時，垂直壓線法和水平壓線法均未能取得較好效果，可采用傾斜壓線法。傾斜壓線法是根據(jù)目標(biāo)管線與干擾管線的空間分布位置選擇發(fā)射機的位置和傾斜角度，在保持發(fā)射線圈軸向?qū)?zhǔn)干擾管線的前提下，盡量將發(fā)射機置于目標(biāo)管線上方附近，可確保有效激發(fā)目標(biāo)管線，壓制干擾管線。

（四）管測感應(yīng)法：對于平行埋沒的多條管線，還可采用旁測感應(yīng)法區(qū)分兩外側(cè)管線，即將發(fā)射機置于目標(biāo)管線遠(yuǎn)離干擾管線的一側(cè)施加信號，由于發(fā)射機距離目標(biāo)管線近，對目標(biāo)管線激發(fā)較強的信號，耐 對遠(yuǎn)離發(fā)射機的干擾管線激發(fā)較弱，從而壓制了干擾管線信號，突出目標(biāo)管線異常。該法常用于密集埋設(shè)的多條平行管線最外側(cè)管線的探查。

（五）差異激發(fā)法（或稱選擇激發(fā)法）：在管線分布復(fù)雜的區(qū)段，管線常常出現(xiàn)縱模交叉，個別管線還存在分支或轉(zhuǎn)折。此時，可根據(jù)管線的分布狀況，選擇差異激發(fā)法施加信號。信號施加點通?？蛇x擇在管線分布差異（容易區(qū)分開）的區(qū)段，即管線稀疏、鄰近干擾少，如管線間距較寬、轉(zhuǎn)折、分支管線等，以避開鄰近管線干擾，突出目標(biāo)管線信號。

五、非金屬管道的探測方法

探測非金屬管道時，宜采用電磁波法或地震波法。對有出入口的非金屬管道可采用示總電磁波法；鋼筋混凝土采用磁偶極感應(yīng)法；管徑較大的非金屬管道，采用電磁波法、地震波法，若具備接地條件可采用直流電阻法；熱力管道或高溫輸油管道采用主動源電磁法和紅外輻射法。

六、結(jié)束語

因地下管線的隱蔽性、復(fù)雜性，在管線探測時應(yīng)靈活運用多種方法，針對不同的管線選擇合適的方法，做到不漏探、不錯探、不產(chǎn)生連接關(guān)系的錯誤，保障管線的探測精度，保證探測成果符合技術(shù)要求。

【參考文獻】

［1］《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》 (CJJ 61-2003)北京： 中國建筑工業(yè)出版社

［2］雷林源著《城市地下管線探測與測漏》 冶金工業(yè)出版社2003年1月