城市地下管線探測技術(shù)及質(zhì)量控制研究

郭昱銘　熊劍　王力斌

摘要：地下管線是現(xiàn)代城市最為基礎(chǔ)的一項設(shè)施，其為能源、信息傳輸重要的載體，是城市穩(wěn)定運行不可或缺的“脈絡(luò)”，直接關(guān)系到城市的生產(chǎn)生活。而為保證地下管線的正常、穩(wěn)定運行，必須積極做好探測工作，以便針對、有效地維護和保養(yǎng)。本文在剖析當前城市地下管線的探測技術(shù)方法基礎(chǔ)上，系統(tǒng)探討探測基本原則及探測質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：城市；地下管線；探測技術(shù)；質(zhì)量控制

隨著城市化建設(shè)的推進，對基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量提出了更高要求。而作為直接影響城市正常運行的地下管線，其重要性越發(fā)凸顯。但當前在城市地下管線網(wǎng)探測質(zhì)量控制問題日益突出，主要在于地下管線探測難度大。而要想地下管線效用得以充分發(fā)揮，就要求選擇適用的探測技術(shù)，并進行針對性質(zhì)量控制。

1.當前城市地下管線探測技術(shù)方法

1.1直流法

直流法在當前地下管線探測中最為常用，具有包括這兩種：一是電阻率法，就是通過高密度或者中間梯度裝置于金屬或者非金屬管道上產(chǎn)生低阻或高阻異常，對這些電阻進行探測情況來分析探測對象的分布情況。通常應(yīng)用在管徑較大的金屬或者非金屬類管線。可應(yīng)用常規(guī)電法設(shè)備進行，有較大的探測深度，但是供電、測量的電極都要進行接地處理，一般不用于城市地下管線探測：對于管徑較小的地下管線異常不能準確顯示，探測精準度比較低。在滿足接地后，可應(yīng)用到直徑較大地下管線的探測中。二是充電法，就是把直流電源一側(cè)和金屬管線相連接，而另側(cè)接地，在通電后管線會形成電場。該方法在金屬類地下管線的探測中有較高精度，且深度大，但需要管線有露點，還需接地處理。一般用于有著良好接地條件且設(shè)有露點的金屬類地下管線。

1.2磁法

該法就是基于地下管線材質(zhì)的高鐵磁性來探測的，通常磁化后的鐵類管道就帶有磁性，有一定的磁場，在地面進行磁場分布探測掌握管線分布情況，就可知道管線情況并推測所埋深度。包括這兩種方法：一是磁場強度法，即基于金屬管線和周邊介質(zhì)問不同磁性，探測磁場強度確定金屬類地下管線分布情況。此方法可應(yīng)用常規(guī)磁法探測儀對磁性鐵質(zhì)地下管線進行探測，深度大，但會受到周邊磁性物體的干擾。通常應(yīng)用于磁性較小的地區(qū)，埋深較大磁性管線。二是磁梯度法，就是對單位距離中的地磁場強度改變情況進行測算。該法對鐵質(zhì)磁性管道有著較高的靈敏性，但易受磁性物體的影響。主要用于探測埋設(shè)鐵質(zhì)磁性管線。磁法僅僅與被測體磁性及其和周邊介質(zhì)磁性不同存在關(guān)系，而和周邊介質(zhì)其它物理性質(zhì)無明顯關(guān)系，比如：電性、密度等。此外，對非連續(xù)磁性體，比如：水泥相連的鐵管、井蓋等，均可精準定位。

1.3紅外線法

此探測法就是通過管道或其填充物和周邊土層間熱屬性差異來明確地下管線的分布情況。該法操作簡便，但需要具備相應(yīng)的地質(zhì)物理前提。主要在城市暖通管道或者水管的破損點探測中有較好應(yīng)用。

1.4地質(zhì)雷達法

該法就是通過脈沖雷達系統(tǒng)往地下管線所埋設(shè)的位置持續(xù)性發(fā)射高頻電磁波，然后應(yīng)用接收天線來接收地下管線反射回來的連續(xù)電磁波，再通過專業(yè)軟件進行分析，最后對地下各目標管線的雷達波反射圖像進行綜合分析，進而掌握地下管線的埋設(shè)位置和深度。

2.地下管線探測質(zhì)量控制措施

2.1制定完善探測質(zhì)量計劃

所謂探測質(zhì)量計劃就是在確定探測項目需要達到質(zhì)量標準及相應(yīng)的工作安排。探測質(zhì)量計劃是針對特定信息系統(tǒng)產(chǎn)品要求，及需要重點監(jiān)控的環(huán)節(jié)編制的對設(shè)計、調(diào)研、開發(fā)、測試、應(yīng)用及維護等環(huán)節(jié)的質(zhì)控方案。項目質(zhì)量的管理主要是通過對制定的探測質(zhì)量計劃的實施來達成的，最大限度地控制并減少返工及質(zhì)量不達標等情況的發(fā)散，最終讓探測項目質(zhì)量滿足標準要求。

2.2嚴格控制探測設(shè)備質(zhì)量

在對地下管線進行正式探測前需要積極做好技術(shù)方法的試驗，以選定最佳方法，明確選用設(shè)備的精度及相關(guān)參數(shù)。具體而言，在探測儀的選用上，除和方法試驗所確定的方法適應(yīng)外，同時還需滿足這幾個要求：（1）較高分辨率、抗干擾性強等；（2）滿足探測精度要求，要對相鄰的地下管線有較好的分辨力；（3）足夠的輸出功率，磁距是可選的，滿足探測深度要求；（4）輕便、性能穩(wěn)、重復(fù)性佳，且易操作，有較好的顯示功能，滿足相應(yīng)地下管線物體的探測技術(shù)標準；（5）快速定位且可定深操作。

2.3提供良好探測基礎(chǔ)條件

對能應(yīng)用直連法探測的地下管線，盡量不用感應(yīng)法進行探測，原因在于直連法探測磁場的信號更為集中，會降低其它周邊管道線的信號干擾，提高接收機的信號判斷性，在保證地下管線探測精準度上有重要作用?；诖?，可在管線露點或井內(nèi)往探測管線進行充電，使電流沿著需要探測的管線進行傳遞，該法能較準確探測地下管線，減少周邊管線干擾，掌握接收機測量到的電流量，準確定位管線。此外，對已確定的地下管線位置，需再次驗證，明確相關(guān)變化系數(shù)，以便確定地下管線探測位，確保準確性。

2.4選用合適的探測技術(shù)方法

地下管線埋設(shè)方式及周圍環(huán)境對探測工作有較大影響。因管線內(nèi)的電流信號及其所形成的二次磁場是不太理想的，而無限長載流導(dǎo)體可形成理想磁場，所以在進行探測時，應(yīng)依照需要探測管線的特征，并結(jié)合其所在的周邊環(huán)境，綜合分析接收機所接收的信號，如現(xiàn)場地下管線相對密集，接收機往往會收到其它管線的信號，對探測儀顯示的信號，需要重復(fù)探測和分析，不得以探測信號作為標準。有關(guān)探測技術(shù)標準對隱蔽點的探測精度提出了要求：對于平面位限差8ts應(yīng)是0.10H：對于埋深限差δm應(yīng)是0.15H（H是地下管線中心埋深，cm），在d低于100cm時以滿100cm計算。不得依照單一探測得到的信號確定管線位及其埋深，依照信號加載源和所探測管線的幾何關(guān)系，對得到的定位數(shù)據(jù)應(yīng)加上標定水平及垂直上的改正，以算出地下管線的準確位及埋深。結(jié)語：總之，城市地下管線探測是新時期城市化建設(shè)中一項重要工作，在推進城市現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮重要作用。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在進行地下管線探測中，應(yīng)根據(jù)實際需要，應(yīng)用科學的探測技術(shù)方法進行探測，確保探測質(zhì)量，促進城市的健康穩(wěn)定發(fā)展。