城市地下管線探測(cè)方法研究

史相舉

摘要：現(xiàn)如今，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各大城市建設(shè)步伐不斷加快，城市管理是一項(xiàng)綜合、系統(tǒng)的工作，對(duì)城市發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用，城市地下管線屬于城市建設(shè)中的關(guān)鍵設(shè)施，在城市管理中顯得尤為重要，各個(gè)城市都在積極推進(jìn)地下管線信息化建設(shè)，地下管線探測(cè)技術(shù)也隨之得到快速發(fā)展與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：城市;地下管線;探測(cè)方法

引言

城市地下管線就好比是城市的生命線，直接影響城市各項(xiàng)功能的具體實(shí)現(xiàn)，關(guān)乎城市居民的工作與生活，是城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的保障。在城市建設(shè)中，地下管線具體可分為給排水、熱力、燃?xì)?、電力、通信、廣播電視等多個(gè)類別，同時(shí)各類管線的埋設(shè)方式也存在較大差異，因此進(jìn)行地下管線檢測(cè)時(shí)，需要運(yùn)用相應(yīng)的探測(cè)技術(shù)。為了提高地下管線檢測(cè)的工作效率，有必要圍繞地下管線探測(cè)技術(shù)的具體運(yùn)用展開(kāi)深入研究，以期為實(shí)際的城市地下管線檢測(cè)提供參考。

1城市地下管線探測(cè)方法

1.1電磁感應(yīng)法

電磁法細(xì)分探測(cè)方法較多，電磁感應(yīng)法應(yīng)用較多，其中金屬管線探測(cè)儀探測(cè)管線是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一種方法，該技術(shù)較為成熟，儀器使用成本較低，對(duì)技術(shù)人員的使用技巧要求不高，可以很快進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，在目前國(guó)內(nèi)各大城市管網(wǎng)建設(shè)蓬勃發(fā)展的形勢(shì)下，對(duì)于管線探測(cè)人員的大量需要也為金屬管線探測(cè)儀在國(guó)內(nèi)各作業(yè)單位的鋪開(kāi)提供了先決條件。其主要原理是利用電磁感應(yīng)以探測(cè)地下電纜和金屬管線的精確走向、深度以及定位電纜的開(kāi)路、短路及外皮故障點(diǎn)[2]。目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的此類儀器種類較多，但基本構(gòu)成都是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成。探測(cè)過(guò)程由發(fā)射機(jī)產(chǎn)生電磁信號(hào)開(kāi)始，通過(guò)不同的發(fā)射連接方式將信號(hào)傳送到電纜和金屬管線上，目標(biāo)管線感應(yīng)到電磁信號(hào)后，產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流沿著電纜和金屬管線向遠(yuǎn)處傳播，電生磁，產(chǎn)生電磁場(chǎng)信號(hào)，接收機(jī)通過(guò)接受這些電磁場(chǎng)信號(hào)，計(jì)算判別地下電纜和金屬管線的位置、埋深和走向等。該方法技術(shù)成熟，不過(guò)在非金屬管線（混凝土、PE、PVC等）的探測(cè)方面，應(yīng)用受限，必須借助金屬探頭，放入管線內(nèi)部，管線也需要貫通，操作過(guò)程比較費(fèi)力，信號(hào)接收有時(shí)較差。基于管線探測(cè)儀，目前有配套的電子標(biāo)識(shí)系統(tǒng)（EMS），開(kāi)發(fā)出更高智能的電子電位儀，通過(guò)該系統(tǒng)，不僅對(duì)于管線的走向，埋深等有比較精確的探測(cè)，對(duì)于管線損壞和泄露等探測(cè)的敏感性也較高。

1.2電磁波法

電磁波法是通過(guò)脈沖雷達(dá)系統(tǒng)利用設(shè)備接連向城市的地下管線發(fā)出高頻電磁波。電磁波在收到相對(duì)應(yīng)的反射物質(zhì)就會(huì)發(fā)生反射效應(yīng)，接收天線在不斷接收從地下管線反射出來(lái)的電磁波的情況下，通過(guò)計(jì)算機(jī)將所有地下雷達(dá)波的反射信息進(jìn)行研究，并利用專用軟件將電磁波反射信息進(jìn)行處理。電磁波法極大的推進(jìn)了城市地下管線探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，幫助探測(cè)工作直接確定地下管線的埋藏深度與所處位置。但是此方法涉及到的設(shè)備使用費(fèi)較高，并且容易受到周圍環(huán)境的干擾，同時(shí)對(duì)被掃描區(qū)域的地下管線有著較為嚴(yán)苛的要求。因此，電磁波法主要應(yīng)用于較為重要的管線的探測(cè)中，精準(zhǔn)的解決重大疑難問(wèn)題。

1.3高密度電法

高密度電法作為直流電法的一種，以其經(jīng)濟(jì)效益高，操作簡(jiǎn)單，覆蓋面廣，探測(cè)深度大，適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在城市地下不良地質(zhì)體的探測(cè)方面應(yīng)用較多，包括溶洞，斷層，地層劃分等。對(duì)于地下管線探測(cè)方面，該方法對(duì)于非金屬管線有很好的成像效果，彌補(bǔ)了金屬管線探測(cè)儀只能探測(cè)金屬類管線的缺點(diǎn)，形成了很好的互補(bǔ)作用。其主要原理與常規(guī)的電阻率法基本一致，以各介質(zhì)的導(dǎo)電性差異為探測(cè)基礎(chǔ)、通過(guò)對(duì)地面電極施加電場(chǎng)，A、B電極向地下供應(yīng)電流，然后在M、N極間電流傳入地下，接受電流信號(hào)，通過(guò)對(duì)組合電極間的電位差ΔV進(jìn)行測(cè)量，可求得該點(diǎn)（M、N之間）的視電阻率值，根據(jù)信號(hào)推斷地下不同電阻率的地質(zhì)體的分布。相對(duì)于常規(guī)電阻率法，高密度電法布置了較高密度的測(cè)點(diǎn)，只需將全部電極布置在一定間隔的測(cè)點(diǎn)上進(jìn)行觀測(cè)，各電極自由組合。高密度電測(cè)系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)電阻率法引入了自動(dòng)控制理論，通過(guò)大規(guī)模集成電路控制電極自由組合，可以獲取更全面直觀的地下管網(wǎng)信息，方便對(duì)比研究。非金屬管線（混凝土、PE、PVC等）與周邊的土質(zhì)有很好的電阻率差異，為高密度電法在管線探測(cè)中的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)條件，只要地面情況允許，可以彌補(bǔ)金屬管先探測(cè)儀不能探測(cè)非金屬類管線的不足。

2城市地下管線探測(cè)的一些經(jīng)驗(yàn)和建議

（1）首先結(jié)合資料并實(shí)地調(diào)查作業(yè)路段各類管線材質(zhì)，根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度、探測(cè)方法、數(shù)據(jù)錄入方便等原則確定管線探測(cè)順序，先金屬管線后非金屬管線，先規(guī)則管線后無(wú)規(guī)則管線，先共線管線后支管線，先直線段簡(jiǎn)單管線后路口復(fù)雜管線。如某道路管線探測(cè)順序可確定為路燈（電力）、煤氣鋼管、通信線（共線管線優(yōu)先，編號(hào)先共線點(diǎn)后支管線點(diǎn)）、給水、煤氣PE管、其他管線。（2）作業(yè)前不急于盲目探測(cè)，盡量沿路尋找并利用地下管線的明顯露頭，如鋼管跨河、跨路進(jìn)出地的露頭、消火栓、煤氣陰極保護(hù)測(cè)試樁等，使用直連方法;實(shí)在無(wú)法找到露頭時(shí)，可在確定的管線位置開(kāi)挖溝槽或樣洞。（3）了解同方向各類管線的平面分布和埋深，將發(fā)射機(jī)靠近目標(biāo)管線，以增強(qiáng)目標(biāo)管線的磁場(chǎng)強(qiáng)度。如探測(cè)具有檢查井的給水管線，一般應(yīng)將發(fā)射機(jī)放置井內(nèi)管線上。當(dāng)煤氣串?dāng)_其它管線時(shí)，發(fā)射機(jī)應(yīng)偏向其它管線一側(cè)，并采用壓線法屏蔽。（4）熟悉各類地下管線的特征及其埋設(shè)方式，仔細(xì)觀察、分析判斷路面施工痕跡，注意找尋遺留的溝槽、指示樁、標(biāo)點(diǎn)、噴涂等信息，向周邊企業(yè)、居民了解管線施工情況。（5）學(xué)習(xí)地球物理學(xué)知識(shí)，掌握磁場(chǎng)分布特點(diǎn)和解析的方法，并在探查中靈活運(yùn)用各種探測(cè)方法，相互驗(yàn)證。

3結(jié)語(yǔ)

對(duì)于城市建設(shè)與管理而言，地下管線檢測(cè)是非常重要的，地下管線探測(cè)技術(shù)也具有極大的應(yīng)用空間。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各城市都在進(jìn)行地下管線探測(cè)與管理的信息化建設(shè)，并成功組建了地下管線數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地下管線的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在城市管理工作中，最重要的是針對(duì)地下管線探測(cè)的綜合應(yīng)用進(jìn)行深入分析與總結(jié)，并采取有效措施促進(jìn)地下管線檢測(cè)的優(yōu)化與完善。

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（作者單位：武漢市勘察設(shè)計(jì)有限公司）