淺談地下管線探測技術(shù)

■李秀梅　徐　勝（華東冶金地質(zhì)勘查局物探隊安徽蕪湖241000）

淺談地下管線探測技術(shù)

■李秀梅徐勝
（華東冶金地質(zhì)勘查局物探隊安徽蕪湖241000）

近年來隨著國家對城市地下管網(wǎng)建設(shè)與普查力度的加大，管網(wǎng)探測逐漸成為了各個測量單位及公司的支柱型產(chǎn)業(yè)。作為一名資深的測量工作者，就現(xiàn)在管線探測的內(nèi)容和方法進行闡述和陳述下自己的建議。希望能給各同仁以經(jīng)驗和借鑒。

地下管線探測方法探測內(nèi)容

1　前言

隨著城市建設(shè)的速度加快，很多和城市建設(shè)有關(guān)的附屬設(shè)施也在被人們重視起來，其中被稱為城市血管和經(jīng)絡(luò)的各種管線被人們提到建設(shè)和改造的日程上來，如果血液和經(jīng)絡(luò)不通，出現(xiàn)問題，整個城市都會出現(xiàn)問題。血管的走向，脈絡(luò)的清晰是對其改造的必備前提。所以管網(wǎng)普查受到了國家的高度重視。對地下管網(wǎng)的普查和測量的方法通常有電磁感應(yīng)法，釬探法，開挖等等。每種方法都有其適宜的情況和解決問題的缺點。下面就管線探測的步驟和每種方法的優(yōu)缺點進行闡述。

2　管線探測流程

一般管線探測的流程是：（1）資料收集；（2）地下管線探查；（3）地下管線測量；（4）內(nèi)業(yè)錄入地下管線數(shù)據(jù)系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)庫。

（1）前期資料收集：前期資料收集的重要性，就好比是一個房子的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)打的好，后期建設(shè)就省力而且快速，收集的資料主要包括測區(qū)地形圖收集，測區(qū)內(nèi)控制點收集，管線權(quán)屬單位的竣工圖收集......，盡量收集全測區(qū)內(nèi)所有能夠收集到的管線資料。

（2）地下管線探查：定義：就是管線的探測和調(diào)查。而調(diào)查往往在探查前進行，所謂調(diào)查就是對收集資料上的已有管線井到實地上進行確認、在圖上標記有無，用測量儀器及米尺核實起點井位、終點井位、路口關(guān)鍵井位坐標，高程，觀察關(guān)鍵井位的方向，各個方向的管徑埋深。要值得說明的一點是在開井之后一定要等上幾分鐘進行通風，特別是一些很久未開啟過或者密閉性比較高的井，最好是配備有毒有害氣體檢測儀，確保安全之后再下井調(diào)查和量測。原理：地下管線的存在，會改變天然或人為產(chǎn)生的地球物理場的分布，即產(chǎn)生異常。研究這些異常的形態(tài)、分布、形狀，即可獲得地下管線位置的有關(guān)資料。目前占主導地位的主要有兩種儀器進行管線探測，一種是金屬探管儀，另一種是機器人探管儀。

金屬探管儀的兩種方法：①充電法，將發(fā)射機輸出的諧變電流通過管線在地面上的出露點直接送人地下管線中，如果管線的電阻率比較低，諧變電流便順著管線流動，該電流同時在其周圍形成一個諧變磁場。于是，我們可以在地面上用接收機接收這個諧變磁場的信號，然后推測諧變電流的位置，繼而推知地下管線的位置。這種方法的優(yōu)點是方法簡單，定位精度高，在管線密集區(qū)有較好的分辨率，但使用條件是必須有可供充電的露頭點。②電磁感應(yīng)法是管線探測中最常用的方法。感應(yīng)法在接收管線電流產(chǎn)生的磁場及分析磁場的方式與充電法都一樣。不同之處是：感應(yīng)法不是將發(fā)射輸出的電流通過導線直接傳導到管線上，而是通過電磁感應(yīng)的方式將發(fā)射機內(nèi)線圈的諧變電流感應(yīng)到管線上。其具體工作過程是：發(fā)射線圈向空中發(fā)射一個諧變磁場，我們稱之為一次場H1，在一次場H1作用的范圍內(nèi)如果存在金屬體，金屬體本身存在自由電荷，在一次場H1的作用下很容易就被激發(fā)出諧變電流I2。諧變電流I2沿著管線流動，激發(fā)出諧變磁場H2，也稱為二次場；于是我們可以在地面上用接收機接收二次場H2來推知地下管線的位置及深度。一次場H1以傳播距離R的三次方衰減，二次場H2的產(chǎn)生由一次場H1引起，在發(fā)射機周圍5米的球體空間范圍內(nèi)，二次場的強度遠小于一次場的強度。

（3）控制測量：把標注在實地的管線點采集回來，進行入庫，只要涉及到測量方面，首先要保障精度，在沒有控制資料的情況下一定要先做控制網(wǎng)，倒水準，這樣才能保證精度。一般控制網(wǎng)有靜態(tài)模式和GPS-RTK兩種，根據(jù)精度要求選擇，水準測量用電子水準儀，平差軟件解決。

3　探查過程中需要注意的問題

（1）做好探查方法有效性和探測儀器一致性、穩(wěn)定性試驗。對于不同地區(qū)，管線的埋設(shè)特點也不同，這就要在實地進行儀器的實驗，找到最適合當?shù)毓芫€的儀器，才能保證高精度，高效率的完成工作。不會以為儀器的不適應(yīng)導致工程出現(xiàn)問題。

（2）針對不同地區(qū)和不同的管線采用最合適的探查方法。針對不同種類的地下管線和管線所處位置的地球物理條件的差異，分別采用不同的探測方法和選用不同的工作頻率，將地下管線特征點的位置和埋深探查清楚，在地面標示好的地下管線特征點的位置，現(xiàn)場畫好相關(guān)管線點連接草圖。主要探查方法是：一般金屬管線用電磁法的比較多，近距離用高頻，更準確快速，遠距離要求低頻率，這就會很快很準的找到管線相關(guān)數(shù)據(jù)。一般帶電的線路，用感應(yīng)法和夾鉗法比較好點。找到可以開啟的井或者裸露在地面上的線路進行夾鉗。對于埋深較深的金屬管線和很遠距離才有暴露點砼質(zhì)管線，則需采用探地雷達進行橫斷面掃描，最終通過對掃描圖象分析、識別宋確定管線點位和埋深。其中要指出的是采用雷達機器人對數(shù)據(jù)需要進行必要的技術(shù)處理：

①壓制隨機干擾、消除高頻成份以突出異常點的點平均和道平均；

②補償介質(zhì)的吸收和電磁脈沖本身的擴散衰減的補償增益(age或seg)；

③消除雜波和部分干擾的濾波處理；

④準確定位管線異常的偏移處理。這些處理突出了雷達波的有效成份，有利于識別管線異常。對于跨度比較大的管線，兩個井中間距離超過80米就需要在中間標注隱蔽點。一般探測隱蔽點用電磁感應(yīng)法。一般在確定管線中心后，垂直管線走向方向，左右橫移接收機，一般采用70%信號強度定點。量測左右70%信號強度距離就是管線埋深。主要原理是根據(jù)三點確定一個圓的原理進行的。對于隱蔽的拐點或者三通點定位一般采用直線延伸交匯的方法。用儀器找出管線的走向，確定管線上兩點，然后延伸和另一個管線延伸線的交點就是這個管線的交點。深度探測要在拐點的上方向或者下方向2-3米處進行探查，取平均數(shù)作為拐點的埋設(shè)深度。

4　結(jié)束語

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，管線探測儀器也在不斷更新，但是探測方法和流程基本上還是延用傳統(tǒng)的模式，我希望在儀器更新的同時，測量方法和測量質(zhì)量能得到一個很好的提高，能夠更安全更省力的進行管線探測工程。

[1]蔡寬余，楊曉慧，城市地下管線信息管理系統(tǒng)的設(shè)計[j]，上海地質(zhì)，2005（02）.

[2]程銘宇，型探地雷達在廣州市管線普查中的應(yīng)用[J].地震地磁觀測與研究.2008 (02).

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-144-1