綜合物探技術(shù)在地下金屬管線探測中的應(yīng)用

狄紅偉

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 451464）

在工業(yè)建設(shè)現(xiàn)代化發(fā)展的過程中，電力、通信等設(shè)施的鋪設(shè)大多都選擇在地下空間埋設(shè)的方式，這樣既能夠節(jié)約地上空間，又能保持工業(yè)建設(shè)過程的整潔性。工業(yè)化進(jìn)行的持續(xù)深入，推動(dòng)了地下管線系統(tǒng)向著更加復(fù)雜的趨勢發(fā)展，因此，很多工程項(xiàng)目的建設(shè)都要全面的、詳細(xì)的對(duì)金屬地下管線設(shè)施的實(shí)際分布情況進(jìn)行探測，這就需要使用到物探技術(shù)。物探技術(shù)的合理有效的使用，能夠保證施工過程中最大程度的避免對(duì)地下管線造成破壞，不會(huì)嚴(yán)重的影響到電力、通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在利用物探技術(shù)對(duì)地下管線進(jìn)行探測的時(shí)候，首先要對(duì)目標(biāo)管線的探測特征和要求進(jìn)行充分的了解，然后再選擇相適應(yīng)的探測方法，這樣才能更好的對(duì)探測質(zhì)量和效率進(jìn)一步的有效提升，才能作為工程建設(shè)的參考依據(jù)。

1 現(xiàn)階段我國金屬地下管線的類型以及對(duì)探測技術(shù)的要求

1.1 我國現(xiàn)階段金屬地下管線不同類型分析

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)了地下管線的快速建設(shè)，所使用的管線材質(zhì)也出現(xiàn)了越來越多的類型，目前我國金屬地下管線系統(tǒng)使用最多的是以下三大類型的地下管線設(shè)施，①燃?xì)?、供熱、給水等由鋼材、鑄鐵等金屬材質(zhì)構(gòu)成的地下管線設(shè)施；②通信電纜或電視電纜等由鋁或銅類材質(zhì)構(gòu)成的地下管線設(shè)施；③工業(yè)管道或者排水管道等由塑料、陶瓷以及水泥等非金屬材質(zhì)構(gòu)成的地下管線設(shè)施。由于使用不同類型的地下管線的材質(zhì)，所以在探測的時(shí)候所選擇使用的物探技術(shù)也不相同[1]。

1.2 地下管線對(duì)探測技術(shù)的不同要求分析

地下管線工程隱蔽性十分的高，在對(duì)地下管線設(shè)施進(jìn)行探測的時(shí)候，要盡量不會(huì)影響到地面上的正常施工以及相鄰建筑物，因此在探測過程中不能使用常規(guī)的物探技術(shù)。另外，現(xiàn)階段我國地下管線在鋪設(shè)方面情況相對(duì)復(fù)雜，所使用的地下管線在管線型號(hào)、材質(zhì)類型、連接方式等方面都有很大的差異性，并且數(shù)量較多，這就對(duì)所使用的物探技術(shù)設(shè)備的要求更高。為了能夠保證探測地下管線工作的探測精度和探測效率，首先就保證物探技術(shù)以及所使用的儀器設(shè)備快速的對(duì)定點(diǎn)完成探測工作，并對(duì)管線的埋深和方向進(jìn)行準(zhǔn)確的確定，與此同時(shí)還要做到連續(xù)跟蹤和抗干擾。另外，探測人員的技術(shù)水平要求相對(duì)也比較高，要能結(jié)合地質(zhì)探測的具體要求，科學(xué)合理的選擇所使用的物探技術(shù)方法，并能根據(jù)物探結(jié)果準(zhǔn)確的判斷地下管線的實(shí)際情況。

2 在探測地下管線的過程中應(yīng)用物探技術(shù)所具有的重大作用

2.1 物探技術(shù)的合理有效應(yīng)用能夠?qū)Φ刭|(zhì)構(gòu)造進(jìn)行檢查并定位

工程建設(shè)和規(guī)劃過程中，建筑物的選址要盡量避開地震頻繁的地帶，這樣才能更好的避免投入使用后出現(xiàn)安全事故，為了更好的避開地震地帶，在建筑工程項(xiàng)目規(guī)劃時(shí)，首先就要探測地質(zhì)構(gòu)造帶位置和規(guī)?！，F(xiàn)階段很多建筑工程項(xiàng)目知識(shí)憑借經(jīng)驗(yàn)根據(jù)區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)圖來對(duì)地質(zhì)的主要構(gòu)造情況進(jìn)行判斷，這樣的方法準(zhǔn)確性很差，不能真正的避開地震頻發(fā)地帶。因此，工程施工的建設(shè)與規(guī)劃，會(huì)利用物探技術(shù)詳細(xì)的勘探和分析待建區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造情況，一旦待建區(qū)域出現(xiàn)斷裂帶等地質(zhì)問題，還需要使用高密度電阻率法等方法對(duì)地質(zhì)深層進(jìn)行探測，這樣才能更好對(duì)工程建設(shè)的安全性進(jìn)一步的提升[2]。

2.2 物探技術(shù)的合理有效應(yīng)用能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查

在工業(yè)化工程規(guī)劃中，其重點(diǎn)就是防治地質(zhì)災(zāi)害，為了達(dá)到盡量避免發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的目的，工作人員在勘察和治理地質(zhì)災(zāi)害的過程中使用到了物探技術(shù)，并獲得了十分理想的效果。地質(zhì)雷達(dá)、淺層地震法等物探技術(shù)經(jīng)常被用來探測、調(diào)查，治理邊坡和滑坡。根據(jù)物探技術(shù)所探測出來的結(jié)果采取有效的相應(yīng)的護(hù)坡?lián)跬链胧@樣能夠最大程度的避免出現(xiàn)地面塌陷和破壞的現(xiàn)象，另外，在設(shè)計(jì)和規(guī)劃工程項(xiàng)目的時(shí)候能夠依據(jù)物探技術(shù)提供的探測結(jié)果有效的避開巖溶區(qū)，能最大程度的預(yù)防塌方等施工安全事故。

2.3 物探技術(shù)的合理有效應(yīng)用能夠?qū)Φ叵鹿芫€進(jìn)行探測

地下管線系統(tǒng)在現(xiàn)代化地質(zhì)工程建設(shè)持續(xù)發(fā)展的推動(dòng)下規(guī)模日益增大、復(fù)雜程度日益提高，因此，在工程建設(shè)和規(guī)劃過程中需要探測地下管線的實(shí)際情況，要對(duì)地下管線的分布進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，這樣才能保證在實(shí)際施工中不會(huì)破壞地下管線或者構(gòu)造物[3]。

3 綜合物探技術(shù)在探測地下管線工作中的有效應(yīng)用措施

3.1 電磁物探技術(shù)被應(yīng)用到探測地下管線的實(shí)際工作中

綜合物探技術(shù)中的電磁法具有探測精度高、能快速的有效的探測地下管線的優(yōu)點(diǎn)，得以在探測各種金屬地下管線的工作中被廣泛的應(yīng)用。電磁物探技術(shù)的工作原理是利用電磁感應(yīng)來探測材質(zhì)為金屬的電纜和管道設(shè)施，不同頻率的電磁信號(hào)被施放到地下以后，控制中心接收及轉(zhuǎn)換傳輸信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)探測燃?xì)夤艿?、排水管道這類金屬材質(zhì)管線在地下的分布情況。電磁物探技術(shù)在對(duì)非金屬材質(zhì)地下管線進(jìn)行探測的時(shí)候取得的效果并不理想。另外，對(duì)大直徑并有極少部分露出地面的地下管線進(jìn)行探測的時(shí)候可以使用直接電磁法。探測人員在進(jìn)行探測的時(shí)候要把探測信號(hào)發(fā)射裝置的電纜一端和待測目標(biāo)進(jìn)行連接，另一端要和地面接觸。電磁物探技術(shù)對(duì)接地地面在濕潤度方面是有要求的，一旦達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，就要使用水進(jìn)行潤濕處理。探測裝置要設(shè)置頻率相同的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)，這樣探測人員就可以利用接收機(jī)來接收信號(hào)，然后根據(jù)信息來對(duì)地下管線的具體位置進(jìn)行追蹤以及定位，從而得到精準(zhǔn)的地下管線的埋設(shè)深度、數(shù)量、分布等信息。探測人員要詳細(xì)的對(duì)探測地下管線的結(jié)果進(jìn)行記錄，并對(duì)地下管線信息數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)注，這樣才能作為工程施工的參考依據(jù)[4]。

3.2 磁波物探技術(shù)被應(yīng)用到探測地下管線的實(shí)際工作中

綜合物探技術(shù)中的地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)對(duì)地下管線設(shè)施的探測是利用了地下管線在電磁方面和周圍介質(zhì)有一定的差異性?，F(xiàn)階段地下管線設(shè)施所使用的材質(zhì)大多都是PVC管、塑料、水泥等材質(zhì)，因此，管線探測儀不能很好的完成探測地下管線的任務(wù)，為了對(duì)探測地下管線的精準(zhǔn)性和效率進(jìn)一步的提升，可以使用地質(zhì)雷達(dá)來進(jìn)行探測。地質(zhì)雷達(dá)探測技術(shù)的工作原理是具有差異性的地質(zhì)界面在傳播電磁波的時(shí)候電磁反射不同，探測人員首先要利用發(fā)射天線向待測地下區(qū)域發(fā)射短脈沖高頻寬帶電磁波，這個(gè)時(shí)候不同物理性質(zhì)的地下介質(zhì)阻抗電磁波的情況具有顯著的差異性。因此，不同介質(zhì)界面對(duì)電磁波的折射或者反射也不盡相同，這樣在磁場強(qiáng)度、電磁波反射波形等方面反射電磁波也會(huì)發(fā)生一定的改變，探測人員可以通過詳細(xì)的分析反射波形、走時(shí)以及幅度等參數(shù)準(zhǔn)確的判斷出地下介質(zhì)。磁波物探技術(shù)有著廣泛的適應(yīng)性，能夠很好的對(duì)復(fù)雜環(huán)境中的地下管線進(jìn)行有效的探測，為了獲得更加精準(zhǔn)的探測結(jié)果以及更好的提高探測效率，在利用磁波物探技術(shù)探測地下管線的時(shí)候首先需要對(duì)待測區(qū)域地下管線的基本特征、物理特性進(jìn)行詳細(xì)的了解，并設(shè)置具有科學(xué)性、合理性的參數(shù)。

3.3 地震波映像物探技術(shù)被應(yīng)用到探測地下管線的實(shí)際工作中

地震波映像技術(shù)隨著科技的發(fā)展持續(xù)的發(fā)展和完善，在探測地下管線的工作中被廣泛的應(yīng)用。地震波映像技術(shù)的工作原理是彈性波在不同地下介質(zhì)中傳播的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)不同的繞射波、折射、反射，對(duì)彈性波的頻率、振幅以及相位變化進(jìn)行詳細(xì)的、準(zhǔn)確的分析就能對(duì)地下管線設(shè)施實(shí)際分布情況進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。探測人員在使用地震波映像物探技術(shù)的時(shí)候，要對(duì)待測目標(biāo)周圍環(huán)境和地下介質(zhì)等因素進(jìn)行綜合的考量，并參考探測的實(shí)際要求來選擇探測方法[5]。

3.4 磁梯度物探技術(shù)被應(yīng)用到探測地下管線的實(shí)際工作中

現(xiàn)階段頂管技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到地下管線的施工中，這樣能夠?qū)﹂_挖地面的實(shí)際施工工程量進(jìn)行有效的減少。頂管施工技術(shù)在管頂標(biāo)高方面并沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這樣就導(dǎo)致出現(xiàn)埋深范圍變化大、埋深較深的現(xiàn)象，這就給探測地下管線的深度、平面位置的工作帶來較大的困哪，因此在探測地下管線的時(shí)候需要使用到磁梯度物探技術(shù)。在探測地下管線的時(shí)候使用磁梯度物探技術(shù)，首先要做好鉆進(jìn)成孔作業(yè)，然后在鉆孔下方安置磁力梯度儀，從上到下的探測金屬水平管道，然后分析垂直方向上曲線的變化來得到地下管道的埋置情況。曲線變化的量化形成梯度值，測量單位距離內(nèi)磁場強(qiáng)度的變化情況就能達(dá)到發(fā)現(xiàn)材質(zhì)為金屬的近地物體的目的。在使用磁梯度物探技術(shù)進(jìn)行探測的時(shí)候，需要結(jié)合使用其他的技術(shù)手段對(duì)探測精度進(jìn)一步的進(jìn)行提升，還要全面的對(duì)待測區(qū)域的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，對(duì)待探測地下管線位置進(jìn)行粗探，然后在結(jié)合使用觸探等技術(shù)方法來進(jìn)一步精準(zhǔn)的對(duì)地下管線進(jìn)行定位。如果需要很高的定位精度的時(shí)候，可以通過增加觸探定位點(diǎn)等方法來實(shí)現(xiàn)探測要求。梯度法和觸探技術(shù)在探測地下管線的時(shí)候綜合的進(jìn)行運(yùn)用，能夠獲得更高的探測精度。

4 使用物探技術(shù)探測地下管線時(shí)對(duì)探測質(zhì)量進(jìn)行有效提升的建議

探測人員為了對(duì)物探技術(shù)的探測質(zhì)量和探測效率進(jìn)一步的進(jìn)行提升，首先就要統(tǒng)一試驗(yàn)和調(diào)整探測設(shè)備，確保所需要使用的探測設(shè)備能夠正常的運(yùn)行。另外，探測人員還要結(jié)合待測區(qū)域的不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在實(shí)施探測之前進(jìn)行具有針對(duì)性的探測試驗(yàn)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)以后在探測地下管線，這樣能夠?qū)β癫氐叵鹿芫€深度以及分布情況進(jìn)行更加準(zhǔn)確的探測。埋藏地下管線的位置過深在探測的時(shí)候會(huì)影響到探測結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了避免出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，探測人員要選擇更為合適的物探技術(shù)，才能確保探測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。不同材質(zhì)的地下管線、重疊等情況都會(huì)影響探測結(jié)果，因此探測人員要靈活的根據(jù)實(shí)際情況選擇和調(diào)整物探技術(shù)的使用[6]。

5 結(jié)語

隨著我國工業(yè)化建設(shè)的日新月異，金屬地下管線系統(tǒng)都呈現(xiàn)出了規(guī)模越來越大、復(fù)雜程度越來越高的趨勢，這也給工業(yè)化工程規(guī)劃與建設(shè)過程中的探測地下管線的實(shí)際情況帶來了一定的難度。把物探技術(shù)合理有效的應(yīng)用到工程建設(shè)中，能夠起到協(xié)助工作人員更好的探測地下管線情況的作用。物探技術(shù)就使用成本低、操作簡單的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能依據(jù)施工的實(shí)際情況選擇更為適合的檢測技術(shù)，這些優(yōu)點(diǎn)同時(shí)也為檢測地下管線的便利性和準(zhǔn)確性提供了保障。另外，為了對(duì)工作人員探測工作的工作質(zhì)量和工作效率進(jìn)一步的提升，可以利用綜合多種的物探方法對(duì)目標(biāo)管線進(jìn)行探測。