李忠偉

（華東冶金地質(zhì)勘查局測繪總隊，安徽 合肥 230031）

城市環(huán)境當(dāng)中“大廈林立”“人口眾多”。在此前提下，為了滿足日益增長的水電等能源需求及大型的城市基礎(chǔ)建設(shè)工程，市政單位必須不斷建設(shè)地下管線工程項目，此時新地下管線與舊地下管線的分布就容易沖突，在不明確實際情況的條件下進行施工，對雙方而言都有損害，因此我們應(yīng)當(dāng)避免沖突發(fā)生。我國很早就開始研究地下管線探測技術(shù)，時至今日已經(jīng)出現(xiàn)多種形式，由此面對不同材質(zhì)、類型的舊地下管線，采用針對性技術(shù)即可完成探測。但此類技術(shù)種類繁雜，有必要進行研究，以保障探測結(jié)果的質(zhì)量。

1 復(fù)雜條件及地下管線種類的特征

1.1 復(fù)雜條件

以城市環(huán)境為例進行分析。地下管線探測受限于復(fù)雜條件，所以要確保工程質(zhì)量，就必須先對復(fù)雜條件進行了解。在相關(guān)理論上得知，復(fù)雜條件具有3大特征，即探測環(huán)境障礙物繁多，城市環(huán)境當(dāng)中，存在很多高樓、高架、地鐵、下穿過道等結(jié)構(gòu)，且現(xiàn)代城市都提倡綠化建設(shè)，而綠化帶以及附帶的金屬隔離帶等障礙物，對工作造成阻礙；在城市建設(shè)歷程當(dāng)中，環(huán)境內(nèi)的管線密度不斷加大，且結(jié)構(gòu)也愈發(fā)復(fù)雜，使探測工作難度增大；地下環(huán)境雜物繁多，其中有相當(dāng)一部分為金屬物，相應(yīng)干擾探測工作。

1.2 管線種類

（1） 給水管。給水管是城市水資源供給的重要管道，可以分為源水管、輸水管、配水管三種，但任意給水管在材質(zhì)上都大同小異，即鑄鐵、銅、混凝土材質(zhì)，其中以鑄鐵材質(zhì)最為常見。給水管的分布特點在于： 覆蓋性、分布結(jié)構(gòu)復(fù)雜。根據(jù)城市給水管分布設(shè)計規(guī)劃方案的要求來看，絕大多數(shù)情況下，給水管主要集中分布在居民較多的區(qū)域，其他區(qū)域當(dāng)中，大多為“過道”，密集程度相對較輕[1]。

（2） 電力線路。電力能源是人們賴以生存的必要資源，為了滿足人們對電力能源的需求，市政單位就需要大力建設(shè)電力線路工程，將發(fā)電單位與用戶連接。電力線路是指地下電纜等，這些線路在材料上有很多種類，例如陶瓷管、塑料管等等。在分布特征上，電力線路分布與給水管特點類似，但是因為電能的用途更加廣泛，所以在密集程度、分布結(jié)構(gòu)復(fù)雜度上，電力線路有過之而無不及，但同樣在規(guī)劃方案上，電力線路大多分布在建筑物邊緣區(qū)域，很少涉及城市空曠區(qū)域[2]。

（3） 燃?xì)夤艿馈Ｈ細(xì)饽茉催M入人們的生活已經(jīng)很久了，同樣需要燃?xì)夤艿肋M行供給。因為燃?xì)夤艿谰哂形ｋU性，如果暴露于戶外，很容易因為不可控因素而出現(xiàn)事故，所以需要采用地埋方式來設(shè)置燃?xì)夤艿?，由此說明燃?xì)夤艿缹儆诘叵鹿艿赖囊环N。在材料上，不同管徑的燃?xì)夤艿来嬖诓牧仙系牟町悾纱笾列椋轰摬?、鑄鐵、塑料。在分布特征上，絕大部分的燃?xì)夤艿蓝假N近與居民區(qū)，但同樣需要設(shè)計“過道”，與燃?xì)夤┙o單位連接，由此可見燃?xì)夤艿赖拿芗潭日w不高，但在居民區(qū)范圍內(nèi)，密度較高。

（4） 其他管道。除上述3類管道以外，實際環(huán)境中還存在其他管道，例如信息、熱力、雨污水、特殊原料管道，這些管道在材質(zhì)上與上述管道大同小異，但在規(guī)模、形態(tài)上有較大區(qū)別，所以在探測中要自行區(qū)分。

2 地下管線電磁場理論分析

在理論上，通過歷來探測工作可以證實，地下管線的分布存在多種形式，例如多管線平行、垂直及管線相對位置夾角形式，這些形式使得探測工作難度大幅增加，尤其在管線定位、深度探測上有突出表現(xiàn)。針對這一點，相關(guān)學(xué)者提出了電磁場探測方法，即使管線產(chǎn)生交變電磁場，相應(yīng)出現(xiàn)感應(yīng)電流，隨后對感應(yīng)電流的二次磁場進行探測即可進行區(qū)分。原理上，因為電磁場與不同材質(zhì)、形狀的管線接觸之后，其頻率、電阻等會發(fā)生巨大變化，相應(yīng)產(chǎn)生數(shù)值，那么圍繞數(shù)值大小，即可推算出地下管線的位置與深度，且通過多年研究確認(rèn)，此方法的準(zhǔn)確度高，具有較高應(yīng)用價值。

3 常見地下管線探測技術(shù)

3.1 直流電探測技術(shù)

直流電探測技術(shù)可以分為感應(yīng)法、直連法、夾鉗法3種。

（1） 感應(yīng)法。首先采用磁偶極源建立交變電磁場，相應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流。其次，將感應(yīng)電流接入管線，此時感應(yīng)電流會在管線內(nèi)流動。該目標(biāo)管線與大地之間便有相應(yīng)的交變電流通過，該交變電流在其周圍空間產(chǎn)生相同頻率的交變電磁場，即在目標(biāo)管線周圍形成二次交變電磁場異常，用接收裝置檢測該異常，便能確定目標(biāo)管線的位置，達(dá)到探測地下管線之目的。

（2） 直連法。直連法主要采用發(fā)射機，將其與管線相連，另一端接地，此時發(fā)射機內(nèi)的交流電將進入探測管線內(nèi)，并生成磁場，那么根據(jù)磁場分布，可以判斷該管線的分布，且在持續(xù)應(yīng)用當(dāng)中，還可以對相鄰管線進行探測。

（3） 夾鉗法。首先，采用發(fā)射器發(fā)出交流信號，使其與地下管線接觸，隨后將探測儀上的夾鉗與管線外露部分進行連接，使兩者磁場耦合。其次，在磁場耦合條件下，管線內(nèi)部會產(chǎn)生感應(yīng)電流，其電流值會沿著夾鉗反饋到探測一定當(dāng)中，相應(yīng)借助資料，即可判斷地下管線的分布情況。

綜合上述，在復(fù)雜的城市環(huán)境當(dāng)中，根據(jù)工區(qū)的地球物理環(huán)境特征，采取相應(yīng)的探測方法和措施。感應(yīng)法可以應(yīng)用于無外露部分的金屬管線；直連法與夾鉗法可以應(yīng)用于存在外露部分的管線，但要注意直連法、夾鉗法不能用于電力金屬管材、燃?xì)夤艿捞綔y當(dāng)中，否則會因為直流電的侵入導(dǎo)致電力線路故障、燃?xì)夤艿辣ā?/p>

3.2 地震波探測技術(shù)

地震波探測技術(shù)與超聲波探測技術(shù)在原理上類似，但是實際效果上，地震波探測技術(shù)表現(xiàn)更為突出。具體來說，人工可以首先確認(rèn)地下管線的大致區(qū)域，隨后采用錘擊設(shè)備對地面進行敲擊，此時產(chǎn)生震源波動。這種波動具有良好的彈性振動，相應(yīng)其在地下環(huán)境當(dāng)中，會接觸到不同界面、介質(zhì)的物體，相應(yīng)產(chǎn)生反射波，那么我們只需要收集反射波，并依照管線反射波的速率進行區(qū)分，即可對地下管線的位置、形狀進行探測。在復(fù)雜環(huán)境當(dāng)中，地震波探測技術(shù)可以應(yīng)用于混凝土材質(zhì)、塑料材質(zhì)等管線，但值得注意的是，因為混凝土材質(zhì)、塑料材質(zhì)在其他非管線結(jié)構(gòu)當(dāng)中也十分常見，所以探測人員要注意區(qū)分。

4 結(jié)語

文章主要對復(fù)雜條件的城市地下管線探測技術(shù)進行了分析，通過分析得到結(jié)論：對常見管線類型以及分布特征進行了分析，說明現(xiàn)代各類地下管線在城市環(huán)境當(dāng)中分布復(fù)雜，導(dǎo)致新項目施工難度增大，必須通過地下探測技術(shù)來避免兩者的沖突；對地下管線探測技術(shù)特點進行了概述，闡述其應(yīng)用要點；對常見地下管線探測技術(shù)進行了介紹，了解各項技術(shù)的應(yīng)用原理。