長距離、大管徑輸油（氣）管道的物探方法探究

賀源彬

（廣州市增城區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃與測繪地理信息研究院，廣東 廣州 511300）

城市地下管線是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是現(xiàn)代化城市高質(zhì)量、高效率運(yùn)轉(zhuǎn)的基本保證。它承載著多種物質(zhì)流、能源流和信息流，是城市賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一。由于珠三角區(qū)域經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，廣州新白云機(jī)場客貨運(yùn)航班量增長迅猛，導(dǎo)致機(jī)場加油量快速增長，2011年，白云機(jī)場航煤加油量已達(dá)到1.435×107t，經(jīng)分析現(xiàn)有黃埔管線的輸油能力在2013年以后將無法滿足機(jī)場供油的需求。為此，開辟新的油源和解決新的航空煤油進(jìn)機(jī)場通道的問題，成為白云機(jī)場發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。本文結(jié)合充電法、直接法對長距離航油管道實(shí)測資料進(jìn)行了分析與研究，以探究是否有更加簡單、經(jīng)濟(jì)、便捷的方法。

1 工程概況

中國航油廣州白云機(jī)場場外航空煤油輸油管道工程項目（簡稱航油項目）規(guī)劃總長度約95 km，增城段航煤管線平面長度約48 km，起于廣州市增城區(qū)石灘鎮(zhèn)中海油分輸閥室，途徑石灘鎮(zhèn)、荔城街道、朱村街道、中新鎮(zhèn)，終點(diǎn)為新白云國際機(jī)場機(jī)場油庫。航煤管線管徑為DN400、直縫電阻焊鋼管，設(shè)計壓力等級為8.0 MPa，宏觀走向并行規(guī)劃北三環(huán)高速，沿線地面高程在2.0～148.8 m。

2 項目重難點(diǎn)分析

2.1 時間緊、任務(wù)重

航油項目是國家重點(diǎn)項目，項目工期緊，任務(wù)重，且該管道主要依托溝谷敷設(shè)，導(dǎo)致工期長、探測難度大、后期檢查困難。

2.2 準(zhǔn)備工作煩瑣

由于航油項目貫穿增城區(qū)，起于石灘鎮(zhèn)，跨荔城街道、朱村街道、中新鎮(zhèn)至從化區(qū)，進(jìn)場前需多方了解現(xiàn)場情況，實(shí)地踏勘，制訂相應(yīng)的工作計劃和方案，準(zhǔn)備相應(yīng)探測設(shè)備。因此，導(dǎo)致項目前期的進(jìn)場準(zhǔn)備工作較一般管線探測工作要復(fù)雜、煩瑣。

2.3 安全隱患多

航油項目縱向跨度大、沿線地形復(fù)雜，多分布在山林地區(qū)，部分地區(qū)地勢險峻，這些均給外業(yè)技術(shù)的制訂與實(shí)施帶來了挑戰(zhàn)。

3 解決方法

地下管線探測的基本原理主要是以地下管線與其周圍介質(zhì)的物理性質(zhì)差異（比如密度、速度、電性、磁性、導(dǎo)熱性等）為物質(zhì)基礎(chǔ)，采用適當(dāng)?shù)牡厍蛭锢矸椒y量各種物理場的特征，進(jìn)而達(dá)到對地下管線的定位和定深等目的。地下管線的精確定位與定深是城市地下管線探測的核心問題，目前，定位的方法有直接法、夾鉗法和感應(yīng)法。為了加快外業(yè)探測速度，提高工作效率，本次項目實(shí)施過程中采用充電法、直接法對航油管道進(jìn)行對比試驗，進(jìn)而驗證充電法的適用性。

3.1 充電法分析

充電法（直流電法）：充電法原理是利用直流電源的一端接被查金屬管線，另一端接地，對金屬管線充電后在其周圍產(chǎn)生的電場來探測目標(biāo)管線，特點(diǎn)是精度高，探測深度大。航油管道已均勻分布直流電流。輸油管道用外防腐涂層與陰極保護(hù)站外加強(qiáng)制電流的電化保護(hù)相結(jié)合的防腐體系，此體系中有一個穩(wěn)定的直流電源為管道提供穩(wěn)定的保護(hù)電流，且該電源系統(tǒng)已接地。因此，金屬管線已附加穩(wěn)定又分布均勻直流電，無需人工接電源。管道管徑大，多為開挖埋設(shè)，周邊無其他管線、地下構(gòu)筑物干擾，有助于提高管線探測精度。

3.2 直接法分析

直接法：適用于有出露點(diǎn)的金屬管線探測，直接法有3種連接方式，即雙端連接、單端連接及遠(yuǎn)接地單端連接。即將發(fā)射機(jī)專用輸出電纜的一端與被探測的金屬管線相連接，另一端接地或接到金屬管線的另一端，利用接收機(jī)搜索被探測金屬管線產(chǎn)生的電磁信號，對管線進(jìn)行追蹤定位。該方法能使接收機(jī)接收到較強(qiáng)的電磁信號，對管線的定位及定深精度都相對較高，但管線必須有出露點(diǎn)，并具備良好的接地條件，而且接地線應(yīng)盡量與管線走向呈垂直狀態(tài)分布，接地點(diǎn)在理論上是離激發(fā)源越遠(yuǎn)越好，但地線過長將造成旁側(cè)管線的干擾。

3.3 兩種物探方法的對比

本次試驗使用的管線探測儀器為里奇（RIDGID）SR-20，試驗前已對該區(qū)域的輸氣管線用直接法進(jìn)行測試并開挖驗證，確定了該儀器的有效性、精度和有關(guān)參數(shù)。通過對部分航油管道開挖直線段進(jìn)行探測得的數(shù)據(jù)對比，具體見表1.

分析表1可知：①兩種方法的探測精度均滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》（CJJ61—2003）的規(guī)定要求。②直接法探測精度高、抗干擾能力強(qiáng)、行業(yè)內(nèi)應(yīng)用最廣泛。充電法雖探測精度高，但因操作要求高且為帶電作業(yè)，極少使用。然而，此類特種管道的特殊防腐體系、埋設(shè)方式、明顯標(biāo)識，均為充電法的適用提供了便利條件。兩種探測方法對比結(jié)果如表2所示。

4 結(jié)論

地下管線的隱蔽性、城市地下空間多樣性等特點(diǎn)，決定了城市地下管線探測的復(fù)雜性，因此，管線探測技術(shù)成為了物探工作者一個長期探討的問題。通過本次試驗分析可得出以下結(jié)論：①航油管線的快速驗收測量保證了管道順利投入運(yùn)行和生產(chǎn)，滿足廣州新白云機(jī)場日益增長的航油要求，為廣州新白云機(jī)場的快速發(fā)展提高了保障；②對長距離、大管徑輸油（氣）管道進(jìn)行物探且周邊無管線、地下構(gòu)筑物干擾時，充電法不需要發(fā)射機(jī)，節(jié)省了調(diào)整發(fā)射機(jī)位置的時間，減少了人力的投入，做到了更加經(jīng)濟(jì)、簡便、高效，明顯提高了工作效率，減少了安全隱患；③充電法的第一次成功試驗也為日后應(yīng)對類似輸油管線探測業(yè)務(wù)時提供了寶貴經(jīng)驗?？傊?，通過本次充電法成功的試驗，在以后管線探測前應(yīng)積極研究管線設(shè)計說明、了解相關(guān)資料，堅持方法有效、快捷、經(jīng)濟(jì)的原則，尋求合理、高效的物探方法。

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