■李秀梅　徐　勝（華東冶金地質(zhì)勘查局物探隊(duì)安徽蕪湖241000）

淺談地下管線探測(cè)技術(shù)

■李秀梅徐勝
（華東冶金地質(zhì)勘查局物探隊(duì)安徽蕪湖241000）

近年來隨著國(guó)家對(duì)城市地下管網(wǎng)建設(shè)與普查力度的加大，管網(wǎng)探測(cè)逐漸成為了各個(gè)測(cè)量單位及公司的支柱型產(chǎn)業(yè)。作為一名資深的測(cè)量工作者，就現(xiàn)在管線探測(cè)的內(nèi)容和方法進(jìn)行闡述和陳述下自己的建議。希望能給各同仁以經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

地下管線探測(cè)方法探測(cè)內(nèi)容

1　前言

隨著城市建設(shè)的速度加快，很多和城市建設(shè)有關(guān)的附屬設(shè)施也在被人們重視起來，其中被稱為城市血管和經(jīng)絡(luò)的各種管線被人們提到建設(shè)和改造的日程上來，如果血液和經(jīng)絡(luò)不通，出現(xiàn)問題，整個(gè)城市都會(huì)出現(xiàn)問題。血管的走向，脈絡(luò)的清晰是對(duì)其改造的必備前提。所以管網(wǎng)普查受到了國(guó)家的高度重視。對(duì)地下管網(wǎng)的普查和測(cè)量的方法通常有電磁感應(yīng)法，釬探法，開挖等等。每種方法都有其適宜的情況和解決問題的缺點(diǎn)。下面就管線探測(cè)的步驟和每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行闡述。

2　管線探測(cè)流程

一般管線探測(cè)的流程是：（1）資料收集；（2）地下管線探查；（3）地下管線測(cè)量；（4）內(nèi)業(yè)錄入地下管線數(shù)據(jù)系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)。

（1）前期資料收集：前期資料收集的重要性，就好比是一個(gè)房子的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)打的好，后期建設(shè)就省力而且快速，收集的資料主要包括測(cè)區(qū)地形圖收集，測(cè)區(qū)內(nèi)控制點(diǎn)收集，管線權(quán)屬單位的竣工圖收集......，盡量收集全測(cè)區(qū)內(nèi)所有能夠收集到的管線資料。

（2）地下管線探查：定義：就是管線的探測(cè)和調(diào)查。而調(diào)查往往在探查前進(jìn)行，所謂調(diào)查就是對(duì)收集資料上的已有管線井到實(shí)地上進(jìn)行確認(rèn)、在圖上標(biāo)記有無，用測(cè)量?jī)x器及米尺核實(shí)起點(diǎn)井位、終點(diǎn)井位、路口關(guān)鍵井位坐標(biāo)，高程，觀察關(guān)鍵井位的方向，各個(gè)方向的管徑埋深。要值得說明的一點(diǎn)是在開井之后一定要等上幾分鐘進(jìn)行通風(fēng)，特別是一些很久未開啟過或者密閉性比較高的井，最好是配備有毒有害氣體檢測(cè)儀，確保安全之后再下井調(diào)查和量測(cè)。原理：地下管線的存在，會(huì)改變天然或人為產(chǎn)生的地球物理場(chǎng)的分布，即產(chǎn)生異常。研究這些異常的形態(tài)、分布、形狀，即可獲得地下管線位置的有關(guān)資料。目前占主導(dǎo)地位的主要有兩種儀器進(jìn)行管線探測(cè)，一種是金屬探管儀，另一種是機(jī)器人探管儀。

金屬探管儀的兩種方法：①充電法，將發(fā)射機(jī)輸出的諧變電流通過管線在地面上的出露點(diǎn)直接送人地下管線中，如果管線的電阻率比較低，諧變電流便順著管線流動(dòng)，該電流同時(shí)在其周圍形成一個(gè)諧變磁場(chǎng)。于是，我們可以在地面上用接收機(jī)接收這個(gè)諧變磁場(chǎng)的信號(hào)，然后推測(cè)諧變電流的位置，繼而推知地下管線的位置。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，定位精度高，在管線密集區(qū)有較好的分辨率，但使用條件是必須有可供充電的露頭點(diǎn)。②電磁感應(yīng)法是管線探測(cè)中最常用的方法。感應(yīng)法在接收管線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)及分析磁場(chǎng)的方式與充電法都一樣。不同之處是：感應(yīng)法不是將發(fā)射輸出的電流通過導(dǎo)線直接傳導(dǎo)到管線上，而是通過電磁感應(yīng)的方式將發(fā)射機(jī)內(nèi)線圈的諧變電流感應(yīng)到管線上。其具體工作過程是：發(fā)射線圈向空中發(fā)射一個(gè)諧變磁場(chǎng)，我們稱之為一次場(chǎng)H1，在一次場(chǎng)H1作用的范圍內(nèi)如果存在金屬體，金屬體本身存在自由電荷，在一次場(chǎng)H1的作用下很容易就被激發(fā)出諧變電流I2。諧變電流I2沿著管線流動(dòng)，激發(fā)出諧變磁場(chǎng)H2，也稱為二次場(chǎng)；于是我們可以在地面上用接收機(jī)接收二次場(chǎng)H2來推知地下管線的位置及深度。一次場(chǎng)H1以傳播距離R的三次方衰減，二次場(chǎng)H2的產(chǎn)生由一次場(chǎng)H1引起，在發(fā)射機(jī)周圍5米的球體空間范圍內(nèi)，二次場(chǎng)的強(qiáng)度遠(yuǎn)小于一次場(chǎng)的強(qiáng)度。

（3）控制測(cè)量：把標(biāo)注在實(shí)地的管線點(diǎn)采集回來，進(jìn)行入庫(kù)，只要涉及到測(cè)量方面，首先要保障精度，在沒有控制資料的情況下一定要先做控制網(wǎng)，倒水準(zhǔn)，這樣才能保證精度。一般控制網(wǎng)有靜態(tài)模式和GPS-RTK兩種，根據(jù)精度要求選擇，水準(zhǔn)測(cè)量用電子水準(zhǔn)儀，平差軟件解決。

3　探查過程中需要注意的問題

（1）做好探查方法有效性和探測(cè)儀器一致性、穩(wěn)定性試驗(yàn)。對(duì)于不同地區(qū)，管線的埋設(shè)特點(diǎn)也不同，這就要在實(shí)地進(jìn)行儀器的實(shí)驗(yàn)，找到最適合當(dāng)?shù)毓芫€的儀器，才能保證高精度，高效率的完成工作。不會(huì)以為儀器的不適應(yīng)導(dǎo)致工程出現(xiàn)問題。

（2）針對(duì)不同地區(qū)和不同的管線采用最合適的探查方法。針對(duì)不同種類的地下管線和管線所處位置的地球物理?xiàng)l件的差異，分別采用不同的探測(cè)方法和選用不同的工作頻率，將地下管線特征點(diǎn)的位置和埋深探查清楚，在地面標(biāo)示好的地下管線特征點(diǎn)的位置，現(xiàn)場(chǎng)畫好相關(guān)管線點(diǎn)連接草圖。主要探查方法是：一般金屬管線用電磁法的比較多，近距離用高頻，更準(zhǔn)確快速，遠(yuǎn)距離要求低頻率，這就會(huì)很快很準(zhǔn)的找到管線相關(guān)數(shù)據(jù)。一般帶電的線路，用感應(yīng)法和夾鉗法比較好點(diǎn)。找到可以開啟的井或者裸露在地面上的線路進(jìn)行夾鉗。對(duì)于埋深較深的金屬管線和很遠(yuǎn)距離才有暴露點(diǎn)砼質(zhì)管線，則需采用探地雷達(dá)進(jìn)行橫斷面掃描，最終通過對(duì)掃描圖象分析、識(shí)別宋確定管線點(diǎn)位和埋深。其中要指出的是采用雷達(dá)機(jī)器人對(duì)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行必要的技術(shù)處理：

①壓制隨機(jī)干擾、消除高頻成份以突出異常點(diǎn)的點(diǎn)平均和道平均；

②補(bǔ)償介質(zhì)的吸收和電磁脈沖本身的擴(kuò)散衰減的補(bǔ)償增益(age或seg)；

③消除雜波和部分干擾的濾波處理；

④準(zhǔn)確定位管線異常的偏移處理。這些處理突出了雷達(dá)波的有效成份，有利于識(shí)別管線異常。對(duì)于跨度比較大的管線，兩個(gè)井中間距離超過80米就需要在中間標(biāo)注隱蔽點(diǎn)。一般探測(cè)隱蔽點(diǎn)用電磁感應(yīng)法。一般在確定管線中心后，垂直管線走向方向，左右橫移接收機(jī)，一般采用70%信號(hào)強(qiáng)度定點(diǎn)。量測(cè)左右70%信號(hào)強(qiáng)度距離就是管線埋深。主要原理是根據(jù)三點(diǎn)確定一個(gè)圓的原理進(jìn)行的。對(duì)于隱蔽的拐點(diǎn)或者三通點(diǎn)定位一般采用直線延伸交匯的方法。用儀器找出管線的走向，確定管線上兩點(diǎn)，然后延伸和另一個(gè)管線延伸線的交點(diǎn)就是這個(gè)管線的交點(diǎn)。深度探測(cè)要在拐點(diǎn)的上方向或者下方向2-3米處進(jìn)行探查，取平均數(shù)作為拐點(diǎn)的埋設(shè)深度。

4　結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，管線探測(cè)儀器也在不斷更新，但是探測(cè)方法和流程基本上還是延用傳統(tǒng)的模式，我希望在儀器更新的同時(shí)，測(cè)量方法和測(cè)量質(zhì)量能得到一個(gè)很好的提高，能夠更安全更省力的進(jìn)行管線探測(cè)工程。

[1]蔡寬余，楊曉慧，城市地下管線信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[j]，上海地質(zhì)，2005（02）.

[2]程銘宇，型探地雷達(dá)在廣州市管線普查中的應(yīng)用[J].地震地磁觀測(cè)與研究.2008 (02).

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-144-1