試析城市地下管線探測技術(shù)方法研究與應(yīng)用

張磊

（南京測繪勘察研究院有限公司 江蘇南京 210000）

試析城市地下管線探測技術(shù)方法研究與應(yīng)用

張磊

（南京測繪勘察研究院有限公司 江蘇南京 210000）

在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，城市地下管線是其中一個(gè)非常重要的組成部分，地下管線敷設(shè)基礎(chǔ)資料為市政規(guī)劃和設(shè)計(jì)以及城市運(yùn)營提供了重要的參考依據(jù)。城市地下管線主要包括雨水、給水、污水等類型，本文主要結(jié)合對(duì)城市地下管線探測技術(shù)發(fā)展情況的分析，介紹了現(xiàn)階段市政地下管線探測的幾種不同技術(shù)與方法，并針對(duì)管線探測技術(shù)中存在的問題及解決對(duì)策進(jìn)行了分析，希望可以為相關(guān)研究提供一些參考。

城市；地下管線；探測技術(shù)

隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國城市規(guī)劃覆蓋的面積在不斷增大，新建市政道路每年都在延伸，地下管線也逐漸增多，這些管線縱橫交錯(cuò)極為復(fù)雜，加上更新管理機(jī)制并不完善，使得管線資料內(nèi)容記不完整，要想徹底將地下管線的信息情況摸清，就必須建立綜合管理信息系統(tǒng)。當(dāng)前國內(nèi)外都開始對(duì)地下管線進(jìn)行探測，技術(shù)及方法上都有了一定提高，裝備儀器方面改進(jìn)也非常大，但是利用一種儀器始終無法完成地下管線的所有探測任務(wù)，因此本文主要對(duì)城市地下管線探測技術(shù)進(jìn)行探索和研究。

1 城市地下管線探測技術(shù)的發(fā)展情況

城市是人類在世界上賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類進(jìn)入到現(xiàn)代化社會(huì)的一大標(biāo)志。現(xiàn)代化社會(huì)城市地下管線建立為人們的正常生活提供了保障，成為城市新的生命線，不同種類管線與不同的管線材料及埋設(shè)方式相對(duì)應(yīng)，所以需要我們利用不同的方法進(jìn)行探測，這樣才能獲得較好的探測效果。在20世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)由于天線技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，電磁地下管線探測技術(shù)開始得到了較快發(fā)展，獲得了極好的效果，到了80年代后期，地質(zhì)雷達(dá)得到了廣泛應(yīng)用，探測精度也隨之提升，這項(xiàng)技術(shù)不僅可以對(duì)地下金屬管線進(jìn)行探測，同時(shí)還能對(duì)水泥、飼料及陶瓷等材質(zhì)進(jìn)行探測。

2 城市地下管線探測技術(shù)與方法

城市地下管線埋設(shè)方式多種多樣，管線材質(zhì)也具有多樣性特點(diǎn)，單一物探方式必然會(huì)存在一定的局限性，根本不能使管線探測要求得到滿足，不同地下管線需要選用不同方法進(jìn)行探測。

2.1 地下管線探測技術(shù)原理

地下管線經(jīng)常會(huì)改變地球物理場的分布情況，使其產(chǎn)生異常，通過研究這些異常分布形態(tài)及情況，可以獲得和地下管線位置相關(guān)的資料和數(shù)據(jù)，為我們鋪設(shè)地下管線提供了理論依據(jù)。由于物理場不同，探測手段的種類非常多，通常需要對(duì)比電磁感應(yīng)法與地質(zhì)雷達(dá)法等不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)，然后合理選擇地下管線探測技術(shù)。

2.2 地下管線探測方法

在現(xiàn)場探測過程中，按照地下管線和周圍介質(zhì)物理參數(shù)以及管線材質(zhì)的不同，按照快速、有效及經(jīng)濟(jì)等原則，可以選擇一種或多種物探方法展開探測。地下管線探測采用的物探方法主要有地質(zhì)雷達(dá)法、電磁法及示蹤法等幾種不同方法，其中最常用也是最有效的方法有電磁法和地質(zhì)雷達(dá)法。

2.2.1 電磁法

電磁法是一種常規(guī)物探儀探測方法，可以對(duì)地下管線進(jìn)行探查，以地下管線及周圍介質(zhì)導(dǎo)電性及導(dǎo)磁性差異作為主要物性前提，在發(fā)射線圈中發(fā)射機(jī)主要提供諧變電流，在地下建立起諧變磁場，在諧變磁場的激勵(lì)下地下管線會(huì)產(chǎn)生諧變磁場，進(jìn)而推測出地下管線的具體存在位置。如果地下管線和周圍介質(zhì)之間存在明顯電性差異，同時(shí)管線長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于管線埋設(shè)，這時(shí)往往可以獲得較為明顯的探測效果。

2.2.2 地質(zhì)雷達(dá)法

探地雷達(dá)通過對(duì)地下介質(zhì)中電磁波的傳播規(guī)律研究及波場特點(diǎn)分析，可以查明結(jié)構(gòu)、介質(zhì)及屬性等特征。由地面發(fā)射天線T將高頻電磁波利用寬頻脈沖的方式送到地下，經(jīng)過不同電磁性性質(zhì)介質(zhì)分界面反射以后回到地面上，另一接收天線R會(huì)接收這些高頻電磁波，其余電磁能量會(huì)通過截面一直向下傳播，在更深截面進(jìn)行繼續(xù)的反射，一直到所有電磁能量均被地下介質(zhì)所吸收，在地下介質(zhì)傳播的過程中電磁波會(huì)遇到和周圍介質(zhì)電性不同管線界面，這時(shí)產(chǎn)生反射會(huì)被接收天線所記錄，通過屏幕顯示出來。天線沿著測線的方向逐漸進(jìn)行移動(dòng)的時(shí)候，各道記錄會(huì)按照測點(diǎn)順序排列，這樣就會(huì)形成探查雷達(dá)圖像，對(duì)雷達(dá)剖面圖像進(jìn)行分析，即可推斷出城市地下管線的實(shí)際分布情況。

2.2.3 示蹤法

該探測法是指將可以發(fā)射電磁信號(hào)的導(dǎo)線或者示蹤探頭送到非金屬管道中，利用接收機(jī)接收探頭或者導(dǎo)線在地面將發(fā)出電磁信號(hào)接收，通過這種方式確定城市地下金屬管線的埋深情況及具體走向。示蹤法可以在有出入口的人防工程探查及非金屬管道探查中，這種方法不僅效果非常好，同時(shí)信號(hào)也比較強(qiáng)，但是注意必須有出入口。

3 當(dāng)前地下管線探測技術(shù)存在的問題與解決對(duì)策

3.1 非金屬管線現(xiàn)狀及特點(diǎn)

隨著近年來科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，以前的金屬管線逐漸被非金屬管線所代替，當(dāng)前城市地下管線中常用的非金屬材料主要有玻璃鋼、工程塑料及混凝土管等，以上材料和金屬管線相比優(yōu)點(diǎn)十分明顯，例如抗老化效果明顯、質(zhì)量較強(qiáng)、使用周期長、便于施工、成本更低等。但是，非金屬管線也具有一定的缺點(diǎn)和弊端，例如無絕緣性、電性能交叉、不能很好的接收信號(hào)等，所以當(dāng)前很多探測技術(shù)并不能應(yīng)用于非金屬管線中。

3.2 地下管線探測中存在的問題

在現(xiàn)代地下管線探測過程中，由于非金屬管線已經(jīng)普及，加上探測設(shè)備具有靈敏度高、功率大及信號(hào)強(qiáng)等特點(diǎn)，因此干擾也會(huì)明顯增強(qiáng)，使得地下管線埋深誤差進(jìn)一步增大。在探測混凝土管線的過程中，由于管線埋深存在差異，同時(shí)管徑大小也各不相同，這種情況下即使利用茶船示蹤先的方式，探測信號(hào)也會(huì)呈現(xiàn)出不連續(xù)、不穩(wěn)定的特點(diǎn)。在非金屬管線探測中應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)法的情況較多，但是因?yàn)槭艿狡涮匦缘挠绊?，該?xiàng)技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)對(duì)同一斷面點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的探測，根本不能對(duì)整條路線進(jìn)行探測，還容易受到周圍介質(zhì)物理特性的干擾和作用，以上問題都是急需解決的。

3.3 問題的解決對(duì)策

從上述分析中我們可以了解到，利用管線探測儀和地質(zhì)雷達(dá)相結(jié)合的方式可以有效改善效果。首先，利用管線探測儀針對(duì)非金屬管線，利用電磁感應(yīng)法及示蹤線法確定管線的埋深及走向等相關(guān)信息。然后按照具體情況應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行驗(yàn)證和分析。我們可以利用多項(xiàng)技術(shù)探測非金屬管線情況，在實(shí)際探測過程中我們應(yīng)綜合不同探測技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，制定出探測方案，將地下管線探測提升一個(gè)臺(tái)階。

4 結(jié)語

綜上所述，地下管線存在埋設(shè)隱蔽性、材質(zhì)各異性及探測復(fù)雜性等特點(diǎn)，在實(shí)際工作中，我們不僅需要對(duì)各項(xiàng)探測技術(shù)進(jìn)行熟練掌握，以保證探測數(shù)據(jù)的高質(zhì)量，同時(shí)地下管線建設(shè)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，管線成果只是到提交日期之前對(duì)測區(qū)管線情況的實(shí)時(shí)反映，項(xiàng)目施工還需要較長的時(shí)間短，在此期間可能會(huì)出現(xiàn)拆除或新增等問題，因此還要以現(xiàn)有管線數(shù)據(jù)資料為參考，按照具體情況獲得精準(zhǔn)的探測數(shù)據(jù)，最終為城市地下管線鋪設(shè)提供重要的理論性基礎(chǔ)。

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