邱鍇

摘 要：文章通過寧夏涇源縣地下管線普查的實(shí)踐，簡(jiǎn)要介紹了地下管線的基本分類、探測(cè)內(nèi)容及普查意義。通過分析該地區(qū)地下管線的特點(diǎn)，總結(jié)出不同專業(yè)管線的探測(cè)方法，并對(duì)疑難管線與疑難地段作出詳細(xì)闡述，為城市規(guī)劃及建設(shè)提供有效的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地下管線；管線探測(cè)方法與技術(shù)；寧夏；涇源

中圖分類號(hào)：TU990 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）29-0051-02

地下管線作為一個(gè)城市的生命線，是其發(fā)展與建設(shè)強(qiáng)依賴的基礎(chǔ)[1]。近年來(lái)，因國(guó)家的投資與經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，寧夏自治區(qū)涇源縣城市化建設(shè)發(fā)展迅速，伴隨著這種迅猛的發(fā)展，有關(guān)城市地下管線的問題也逐步增多。為解決無(wú)序建設(shè)帶來(lái)的困擾與難題，涇源縣全面開展地下各專業(yè)管線普查工作。管線普查的內(nèi)容[2]主要為查明涇源縣城區(qū)（含工業(yè)園區(qū)）主干道地下管道的類別、位置、埋深及屬性，繪制專業(yè)管線圖，建立管線數(shù)據(jù)庫(kù)。本文闡述了筆者在該項(xiàng)目中分析整理出不同專業(yè)管線的探測(cè)方法及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，希望能為其它地下管線普查項(xiàng)目帶來(lái)啟示。

1 地下管線的分類和探測(cè)方法

1.1 地下管線的分類

城市地下管線的探查由來(lái)已久，通過長(zhǎng)久以來(lái)的研究，總結(jié)出城市地下管線的分類方法，基本可通過以下三個(gè)方面進(jìn)行分類：按用途不同，分為給水、排水、電力、熱力、通信、工業(yè)等多類；按材質(zhì)不同，分為金屬管線和非金屬管線兩類；按施工方式不同，分為開挖型與非開挖型兩類[3-6]。

1.2 地下管線的主要探測(cè)方法

一般地，城市地下管線探測(cè)方法可分為兩種[7]：第一種采用簡(jiǎn)易觸探和開挖樣洞的方法，主要應(yīng)用于管線復(fù)雜地段和成果驗(yàn)收中；第二種采用儀器探測(cè)的方法，目前以廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)中。兩者都與井中調(diào)查相結(jié)合，儀器探測(cè)常用方法有電磁感應(yīng)法法、電磁波法、探地雷達(dá)、紅外輻射法和地震等，其中頻率域電磁波法較為成熟。

對(duì)于金屬管線而言，可利用其與周圍土壤、巖石、水存在的電性差異，采用電磁感應(yīng)法或充電法，以人工激發(fā)方式，在管線中產(chǎn)生電流，與地面形成交變磁場(chǎng)。該方法又分為主動(dòng)源法與被動(dòng)源法，主動(dòng)源法按信號(hào)激發(fā)方式又可分為感應(yīng)法、直接法、夾鉗法。探測(cè)時(shí)需確保信號(hào)強(qiáng)度，發(fā)射最佳頻率和收發(fā)間距根據(jù)地區(qū)而定。

對(duì)于非金屬管線而言，隨著城市的建設(shè)與新技術(shù)的發(fā)展，新建管線采用非金屬材料者居多，非金屬材料因其材質(zhì)特殊性，難以通過電法，電磁法及地震波法獲取良好的探測(cè)效果，就連基于理論的示蹤電磁波法也因?qū)嵉毓芫€不規(guī)律分布而實(shí)施困難。故建議多選用探底雷達(dá)的方法，通過尋找雙曲線異常從而達(dá)到探測(cè)目的[8-10]。

對(duì)于非開挖類管線而言，近年來(lái)以成為城市主要的新型地下管線，此類管線埋深較大，一般管線儀測(cè)深難見其底部，遂成為管線探查的難題。為解決此問題，通常采用非開挖定向鉆技術(shù)。在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，定向鉆施工分三個(gè)階段完成。分別是施鉆導(dǎo)向孔、擴(kuò)孔及管道回托。

2 工程實(shí)踐

2.1 工程簡(jiǎn)介

按照《涇源縣縣城總體規(guī)劃（2010～2025年）》，涇源縣城市規(guī)劃區(qū)范圍由 “一個(gè)軸線（涇河路）、兩個(gè)骨干（濱河路、北環(huán)路）、三縱（香水街、龍?zhí)督?、百泉街）九橫（東平路、榮盛路、西苑路、涇河路、富強(qiáng)路、西峽路、思源路）”的城市框架基本形成。隨著人流量的快速增長(zhǎng)以及涇源縣的快速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模也逐日擴(kuò)大，查明地下管線的詳細(xì)情況尤為重要。

本次普查管線沿線穿越村莊區(qū)、低密度住宅區(qū)、高密度住宅區(qū)、交通密集區(qū)、城鎮(zhèn)商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)等，沿線現(xiàn)狀管線條件復(fù)雜，普查難度較大。

2.2 探查工作的目的

本次探查工作的目的是查明涇源縣主干道各類地下管線的管線類別及所屬單位、位置、走向、管頂高程，了解管線材質(zhì)、管徑（或斷面尺寸）等，為涇源縣城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工提供地下管線基礎(chǔ)資料。本次探測(cè)需要查明地下的給水、排水（含雨水、污水）、燃?xì)?、供電、路燈、通訊、熱力等地下管線，并提交綜合管線圖等圖件及電子數(shù)據(jù)。

2.3 地球物理特性

測(cè)區(qū)內(nèi)管線多為金屬材質(zhì)，地下管線主要分布在主干道路及其兩側(cè)，地面為水泥、瀝青或土質(zhì)所覆蓋。金屬管線因良好的導(dǎo)電性，與周圍土壤、巖石、水等存在電性差異，這為利用電磁法探測(cè)提供了物理前提。

測(cè)區(qū)內(nèi)排水管、燃?xì)夤懿馁|(zhì)為砼、PVC、PE等非金屬材料。非金屬管線通常由均勻的硬質(zhì)物質(zhì)構(gòu)成，呈高阻體特征，與周圍松散、硬度不均勻或不一致的介質(zhì)等存在著電性差異，這為利用高頻電磁波法（即探地雷達(dá)）探測(cè)提供了物理前提。

總之，本測(cè)區(qū)地下管線與周圍介質(zhì)存在明顯的物性差異，具備有用物探方法探查的前提條件。但測(cè)區(qū)內(nèi)絕大部分給水管和燃?xì)夤転镻E管，局部給水管雖為鑄鐵等金屬材質(zhì)，但其接口為橡膠、水泥等絕緣材料，個(gè)別地段有近距離平行管，上下管重疊現(xiàn)象，地球物理場(chǎng)較為復(fù)雜，對(duì)管線探測(cè)帶來(lái)較大困難。

2.4 測(cè)區(qū)地下管線埋設(shè)狀況

通過探測(cè)工作，各專業(yè)地下管線敷設(shè)概況如下：

①給水管線：多為大口徑管，材質(zhì)以PE居多，少部分為鑄鐵，在主要道路上呈單條或多條并行狀布設(shè)，埋深一般在0.5～2.5 m之間。

②排水（雨污合流）管線：多為大口徑管道，部分為方溝；污水管線材質(zhì)主要為砼，雨水管線材質(zhì)主要為塑料、磚混；埋深一般在0.5～8.0 m之間不等。

③熱力管線：多為大口徑管，材質(zhì)為鋼，埋深一般在0..5～2.7 m之間。

④移動(dòng)、聯(lián)通、電信、廣播電視等通訊類管線：主要分布人行道上，分支較多，多以套管方式埋設(shè)，埋深在0.5～2.0 m。

⑤電力（含路燈）管線：主要分布在人行道上，多以套管或直埋方式埋設(shè)，埋深一般在0.5～1.5 m之間。

⑥燃?xì)夤芫€：主要分布在非機(jī)動(dòng)車道及人行道上，分支較多，材質(zhì)為PE，埋深多為0.7～1.2 m，非開挖埋設(shè)的燃?xì)夤芫€較深。

2.5 測(cè)區(qū)地下管線探測(cè)

涇源縣城市地下管線普查項(xiàng)目所選用物探儀器為英國(guó)雷迪公司生產(chǎn)的RD8000PDL型管線探測(cè)儀和加拿大SSI公司生產(chǎn)的PULSE EKKO 100A地質(zhì)雷達(dá)。確定了對(duì)于熱力及小部分給水金屬管道，宜采用感應(yīng)法定位、定深，而對(duì)通信類、電力電纜則優(yōu)先選用以?shī)A鉗法為主，輔以直接法進(jìn)行探測(cè)。對(duì)于具一定口徑的非金屬管道，如大口徑給水管道，采用電磁波法和地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)。

實(shí)踐證明：探測(cè)金屬材質(zhì)管線選用英國(guó)產(chǎn)RD8000PDL型管線探測(cè)儀，采用直接法、夾鉗法，以8 kHz、33 kHz為工作頻率，以極值法定平面中心投影位置，以70%法定埋深，其最佳收發(fā)距為15～20 m之間，探測(cè)效果非常顯著，是最有效的探測(cè)方法，探測(cè)精度滿足要求。

此外，在采用夾鉗法時(shí)，應(yīng)盡量選擇處于上排中間的粗大電纜夾線，這樣可以使周圍其余電纜產(chǎn)生的影響因素相互抵消，并且應(yīng)該按照所夾電纜線的孔位在管塊中的位置，將探測(cè)的平面位置和埋深修正成通信類管塊的平面中心位置和管頂埋深。

2.6 測(cè)區(qū)地下管線調(diào)查

對(duì)于雨、污水、部分給水、熱力和通信類、電力溝道等管線，采用了直接開井量測(cè)的方法，即打開窨井后，確定管線位置，管線上需采集的各項(xiàng)信息直接量取。通信類、電力類窨井直接放置竹梯，工作人員下井量測(cè)。對(duì)于窨井之間超過75 m距離的采用儀器探測(cè)，經(jīng)適當(dāng)?shù)钠矫?、埋深修正后增加管線點(diǎn)以確定管線走向。

采用直接開井調(diào)查并量測(cè)有關(guān)數(shù)據(jù)，逐項(xiàng)認(rèn)真填寫管線探查記錄。實(shí)地調(diào)查內(nèi)容包括：管線種類、材質(zhì)、埋深、井深、管徑（斷面）尺寸、流向、電纜根數(shù)、孔數(shù)、占用孔數(shù)、電壓值等。實(shí)地量測(cè)一般采用經(jīng)檢驗(yàn)過的鋼尺進(jìn)行，為了準(zhǔn)確量取排水管線數(shù)據(jù)，采用L型尺保證量測(cè)精度，個(gè)別地帶工作人員直接下井量測(cè)。

2.7 疑難管線與疑難地段的探測(cè)方法

物探范圍內(nèi)因個(gè)別地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜、交叉無(wú)序，加之高空電纜形成干擾磁場(chǎng)等因素，造成探測(cè)信號(hào)不準(zhǔn)確，背景值不顯著；部分路段熱力管道因連接處近似絕緣，造成探測(cè)信號(hào)微弱，遂成管線疑難點(diǎn)，增加了管線探測(cè)的難度。針對(duì)此類疑難管線點(diǎn)，首先，通常采用反復(fù)仔細(xì)分析研究調(diào)繪圖，掌握其分布情況后再次探測(cè)；其次，選用多臺(tái)儀器加不同方法交叉探測(cè)，尋找出可靠的異常值；再次，向管線權(quán)屬單位熟悉管線敷設(shè)情況的相關(guān)人員咨詢，必要地段需進(jìn)行釬探、開挖驗(yàn)證，盡可能提高管線探測(cè)精度。

①測(cè)區(qū)內(nèi)管線探測(cè)干擾主要為非探查的單位亮化燈線、小口徑管線，先探測(cè)此類，在地面上做明顯標(biāo)記，然后使用不同頻率發(fā)射電磁波，探測(cè)目標(biāo)管線，從而可避免干擾。

②排水走向或連接方向不清的路段，主要是根據(jù)實(shí)地情況在權(quán)屬單位的配合下采用布設(shè)探地雷達(dá)剖面的方法或用水中漂浮物來(lái)判斷其走向和連接關(guān)系，定深采用內(nèi)插法。

③對(duì)信號(hào)較弱的探測(cè)信號(hào)，在縮小發(fā)射距的同時(shí)，在地下水位下降時(shí)探測(cè)，能有效降低周圍介質(zhì)的導(dǎo)電性，突出管線異常。

④對(duì)無(wú)探測(cè)信號(hào)的管線，采用權(quán)屬單位現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)的手段解決。

3 結(jié) 語(yǔ)

在城市規(guī)劃發(fā)展與建設(shè)施工中，原有地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜，新型地下管線又逐年遞增，確保地下管線的安全尤為重要。本文通過分析該地區(qū)地下管線的特點(diǎn)，結(jié)合作業(yè)手段，總結(jié)出針對(duì)各類管線采用多種物探方法，有效的達(dá)到探測(cè)要求。希望此文能夠?yàn)榻鉀Q地下管線探測(cè)中的問題提供幫助，為城市建設(shè)提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)，進(jìn)而促進(jìn)管線探查工作的蓬勃發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊漢元，廖江英.城市地下管線管理[J].城建檔案，2008（9） ：4749.

[2] CJJ 61-2003，城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程[S].

[3] 鄒延延.地下管線探測(cè)技術(shù)綜述[J].勘探地球物理進(jìn)展，2006，29（1）： 14-19.

[4] 余志奇，王建強(qiáng)，付小明.管線探地雷達(dá)在市政水平定向鉆工程中的 應(yīng)用[J].市政技術(shù)，2013，31（4）：155.

[5] 魯永康，楊越，湯型正.地下金屬管線電性分布參數(shù)研究[J].工程地球物 理學(xué)報(bào)，2004，1（3）256-259.

[6] 張漢春，曹震峰.沙堆內(nèi)小型管線的探地雷達(dá)模型實(shí)驗(yàn)研究[J].地球物 理學(xué)進(jìn)展，2010，25（4）：1516-1521.

[7] 陳年青，侯宜軍，嵇亞煒.淺談城市地下管線的探測(cè)方法[J].城市勘測(cè)， 2010，117（S1）：91.

[8] 陳軍，趙永輝，萬(wàn)明浩.地質(zhì)雷達(dá)在地下管線探測(cè)中的應(yīng)用[J].工程 地球物理學(xué)報(bào)，2005，2（4）：260-263.

[9] 崔青軸，陸偉.探地雷達(dá)在城市地下管線探測(cè)中的應(yīng)用[J}.科技信息， 2011（18）：378-379.

[10] 趙永輝，吳建生，萬(wàn)明浩.探底雷達(dá)與管線探測(cè)儀的聯(lián)合反演解釋[J]. 工程地球物理學(xué)報(bào)，2005，2（1）1-7.