基于復(fù)雜條件的城市地下管線探測技術(shù)的研究

韓帆

摘 要：隨著地下管線系統(tǒng)的發(fā)展建設(shè)，地下管線設(shè)施的分布越來越復(fù)雜，同時我國的物探技術(shù)也得到了較快的發(fā)展，出現(xiàn)了能夠適應(yīng)不同探測要求的各種物探技術(shù)方法。本文主要分析了復(fù)雜條件下的城市地下管線探測技術(shù)。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜條件；城市環(huán)境；地下管線；探測技術(shù)

中圖分類號：TU990.3 文獻標志碼：A

引言

在城市地下管線探測過程中，通過使用管線探測技術(shù)能夠了解與解決大多數(shù)的問題，并能夠有效預(yù)防工程管線施工過程中存在的潛在風(fēng)險。但是，在實際的工程測量過程中，應(yīng)該要按照探測區(qū)的具體情況選擇恰當(dāng)?shù)牡叵鹿芫€探測技術(shù)，以此來保證探測結(jié)果的準確性，從而也就能夠為工程施工的順利開展提供更加有效的數(shù)據(jù)參考。

1復(fù)雜條件及地下管線種類的特征

1.1 復(fù)雜條件

以城市環(huán)境為例進行分析。地下管線探測受限于復(fù)雜條件，所以要確保工程質(zhì)量，就必須先對復(fù)雜條件進行了解。在相關(guān)理論上得知，復(fù)雜條件具有3大特征，即探測環(huán)境障礙物繁多，城市環(huán)境當(dāng)中，存在很多高樓、高架、地鐵、下穿過道等結(jié)構(gòu)，且現(xiàn)代城市都提倡綠化建設(shè)，而綠化帶以及附帶的金屬隔離帶等障礙物，對工作造成阻礙；在城市建設(shè)歷程當(dāng)中，環(huán)境內(nèi)的管線密度不斷加大，且結(jié)構(gòu)也愈發(fā)復(fù)雜，使探測工作難度增大；地下環(huán)境雜物繁多，其中有相當(dāng)一部分為金屬物，相應(yīng)干擾探測工作。

1.2 管線種類

（1） 給水管。給水管是城市水資源供給的重要管道，可以分為源水管、輸水管、配水管三種，但任意給水管在材質(zhì)上都大同小異，即鑄鐵、銅、混凝土材質(zhì)，其中以鑄鐵材質(zhì)最為常見。給水管的分布特點在于： 覆蓋性、分布結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

（2） 電力線路。電力能源是人們賴以生存的必要資源，為了滿足人們對電力能源的需求，市政單位就需要大力建設(shè)電力線路工程，將發(fā)電單位與用戶連接。電力線路是指地下電纜等，這些線路在材料上有很多種類，例如陶瓷管、塑料管等等。在分布特征上，電力線路分布與給水管特點類似，但是因為電能的用途更加廣泛，所以在密集程度、分布結(jié)構(gòu)復(fù)雜度上，電力線路有過之而無不及，但同樣在規(guī)劃方案上，電力線路大多分布在建筑物邊緣區(qū)域，很少涉及城市空曠區(qū)域。

（3） 燃氣管道。燃氣能源進入人們的生活已經(jīng)很久了，同樣需要燃氣管道進行供給。因為燃氣管道具有危險性，如果暴露于戶外，很容易因為不可控因素而出現(xiàn)事故，所以需要采用地埋方式來設(shè)置燃氣管道，由此說明燃氣管道屬于地下管道的一種。在材料上，不同管徑的燃氣管道存在材料上的差異，由大至小為：鋼材、鑄鐵、塑料。在分布特征上，絕大部分的燃氣管道都貼近與居民區(qū)，但同樣需要設(shè)計“過道”，與燃氣供給單位連接，由此可見燃氣管道的密集程度整體不高，但在居民區(qū)范圍內(nèi)，密度較高。

（4） 其他管道。除上述3類管道以外，實際環(huán)境中還存在其他管道，例如信息、熱力、雨污水、特殊原料管道，這些管道在材質(zhì)上與上述管道大同小異，但在規(guī)模、形態(tài)上有較大區(qū)別，所以在探測中要自行區(qū)分[1]。

2 地下管線探查原則

（1）首先必須全面收集所有管線資料，調(diào)查和分析地下管線分布及走向，從而預(yù)判管線的大致走向。

（2）管線在埋設(shè)或維修過程中會留下明細痕跡，應(yīng)優(yōu)先探查這些管線加快工程進度。

（3）在管線密集地段特別是交通路口，管線密集且管線交叉多，可以采取從易到難、從已知到未知、從外圍到局部的原則進行探測，部分隱秘管線點可根據(jù)管線敷設(shè)規(guī)律進行預(yù)判，最后根據(jù)儀器和調(diào)查來確定。

（4） 針對近間距并行管線的探測，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場管線埋設(shè)的不同特點靈活選擇最合適的方法探測，達到目標管線電流最大、非目標管線影響最小的目的，常見的方法有平行偏移法、垂直壓線法、傾斜壓線法等。

（5）采取夾鉗法探測時，首選位于管組兩側(cè)的電纜分別施加信號并分別探測，通過修正確定管線的中心高度，最后根據(jù)被施加電纜在管組的位置修正管頂埋深[2]。

3 常見地下管線探測技術(shù)

3.1地震波技術(shù)

地震波探測技術(shù)與超聲波探測技術(shù)在原理上類似，但是實際效果上，地震波探測技術(shù)表現(xiàn)更為突出。具體來說，人工可以首先確認地下管線的大致區(qū)域，隨后采用錘擊設(shè)備對地面進行敲擊，此時產(chǎn)生震源波動。這種波動具有良好的彈性振動，相應(yīng)其在地下環(huán)境當(dāng)中，會接觸到不同界面、介質(zhì)的物體，相應(yīng)產(chǎn)生反射波，那么我們只需要收集反射波，并依照管線反射波的速率進行區(qū)分，即可對地下管線的位置、形狀進行探測。在復(fù)雜環(huán)境當(dāng)中，地震波探測技術(shù)可以應(yīng)用于混凝土材質(zhì)、塑料材質(zhì)等管線，但值得注意的是，因為混凝土材質(zhì)、塑料材質(zhì)在其他非管線結(jié)構(gòu)當(dāng)中也十分常見，所以探測人員要注意區(qū)分。

3.2電磁感應(yīng)技術(shù)

電磁感應(yīng)技術(shù)利用電磁感應(yīng)原理，在地下管線上施加電磁信號進行探測，較為常用的技術(shù)方法包括：夾鉗法、示蹤法、感應(yīng)法。夾鉗法將環(huán)形夾鉗套在管線上，然后給其通電，通過夾鉗產(chǎn)生諧變磁場，并耦合到地下管線上，進而產(chǎn)生感應(yīng)電流，然后使用接收裝置獲取信號。示蹤法將可以發(fā)射電磁信號的探頭或?qū)Ь€送入非金屬管線中，然后在地面使用接收裝置獲取電磁信號，進而確定地下非金屬管線的走向、埋深，這種方式主要針對設(shè)有出入口的非金屬管線及人防工程，信號強度較高，探測效果較好。

感應(yīng)法是通過管線受發(fā)射機出現(xiàn)的一次電磁場感應(yīng)出現(xiàn)二次電磁場，然后通過接收二次電磁場信號進行探測，根據(jù)不同壓制干擾管線的方法進行區(qū)分，主要包括垂直壓線法、水平壓線法、傾斜壓線法，其中垂直壓線法發(fā)射機直立于地面，產(chǎn)生水平磁偶極場，可探測突出管線存在的異常，但2個管線的間距比較近的時候探測效果較差；水平壓線法將發(fā)射機平臥于臨近探測管線的平行管線的正上方，可壓制臨近管線的干擾；傾斜壓線法使發(fā)射機的線圈傾斜與干擾管線不耦合，既抑制了干擾管線的信號，又增強了探測管線的異常[3]。

3.3 高密度電阻率技術(shù)

高密度電阻率技術(shù)類似于常規(guī)電阻率探測方法，以目標管線與周圍介質(zhì)的導(dǎo)電性差異為依據(jù)進行地下管線探測。利用高密度電阻率技術(shù)進行探測時，要先將電極一次性布設(shè)完成，使用轉(zhuǎn)換器形成不同類型的電極排列方式、移動方式，然后對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集。

3.4地質(zhì)雷達技術(shù)

地質(zhì)雷達技術(shù)即探地雷達技術(shù)，利用探地雷達向地下介質(zhì)發(fā)射一定頻率的高頻脈沖電磁波，若遇到探測目標，電磁波會反射回來由天線接收。根據(jù)接收到的雷達波形，結(jié)合相應(yīng)的判斷標準能夠形象地反映目標管線的剖面，達到定位目標管線的目的。雷達波在地下介質(zhì)中傳播會遵循相應(yīng)的波動方程理論，而反射回來的電磁波脈沖、傳播路徑、波形、電磁場強度會受到通過的介質(zhì)的影響，因此，在接收雷達反射波時，通過其波形及幅度資料可以推斷出地下管線的具體位置。

3.5 井中磁梯度技術(shù)

對于地下金屬管線來說，一般情況下會產(chǎn)生較強的磁性。采用井中磁梯度技術(shù)可以借助金屬管線與周圍介質(zhì)間的磁性差異進行地下管線探測，通過對垂直分布的磁場強度進行測量，判斷出因地下管線造成的磁異常部位，從而確定地下管線的具體走向，然后進行定量計算，明確地下管線在地表的投影位置及其埋深[4]。

結(jié)束語

在新的市政地下管線工程建設(shè)當(dāng)中，之前復(fù)雜的地下管線，使其地下施工變得更加困難。貿(mào)然施工容易與已有地下管線發(fā)生沖突，引起區(qū)域性問題，所以施工單位必須避讓之前的地下管線。為了實現(xiàn)管線避讓，就必須先進行探測，確認施工單位內(nèi)其他地下管線的位置，最終進行施工設(shè)計。

參考文獻

[1] 陳燕.基于綜合物探技術(shù)在地下管線探測中的應(yīng)用分析[J].西部資源，2019（ 4）：130-131.

[2] 吳超.綜合物探方法在地下管線探測中的應(yīng)用分析[J].建材與裝飾，2018（ 25）：227-228.

[3] 李增三，張秀凱.綜合物探技術(shù)在地下管線探測中的運用探究[J].信息化建設(shè)，2016（ 6）：344-345.

[4] 李雙超，吳露.淺析綜合物探技術(shù)在地下管線探測中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2015（ 21）：134，136.