趙天庫

摘 要：進行非開挖封閉管線的探測技術應用，當前在建筑施工領域屬于一個重要的課題，也是一個具有較多難點的課題。在進行施工管線的探測過程中，采用非開挖技術需要實施精細化管理，并且結合新技術新手段予以探索。本文根據實際案例，工程對于某施工管線鋪設中采用非開挖技術應用情況進行論證，從拉管施工管線探測頂管施工管線測量等方面，闡述了進行非開挖施工管線探測的技術手段。

關鍵詞：非開挖；封閉管線；探測技術

中圖分類號：TU990.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）11-0118-02

經過實際案例工程分析，當前采用數字化數據庫的更新維護方式，提升了非開挖施工管線的探測精度，進行地下管線非開挖施工技術始于上世紀，這一技術自實施以來，無論是在道路鐵路河流等施工中，均具有效率高、經濟性強的優(yōu)勢。

1 非開挖封閉管線探測技術概述

非開挖施工管線探測中往往采用非金屬材質的儀器，在不能進行施工地點準確定位的情況下進行探測，這種探測技術對于交通幾乎沒有影響。而且非開挖管線施工工藝大部分與地面連接較少、噪聲低、環(huán)境影響小、埋深較大的排水干管和通信管廊等使用頂管管線，而拉管施工則常用于道路交叉口以及其他交通擁擠路段等。在進行該施工技術的運行過程中，相對傳統的探測方法，具有更加準確定位、定深的優(yōu)勢。因此對于非開發(fā)施工管線探測技術的應用，隨著非開發(fā)施工工藝的廣泛使用，又加入了數據庫的建設，因此進行數據的更新，維護效率也更高。在進行地下管線數據更新維護過程中，尤其是地下管線改造項目，常見有交通擁堵、排水不暢等問題[1]。

對于城市建設者來說，這些問題都長期困擾著施工建設的順利開展。因此，在管徑大于等于100厘米埋深的較大的施工過程中，尤其是在交通擁擠路段進行給水、電力、燃氣的施工鋪設，加大數據更新維護工作。對于提高工作效率，獲得更大的經濟效益，具有推動作用。

2 非開挖封閉管線探測技術應用

在某施工路段進行了非開挖管線的探測。從材料的選擇上，首先進行了非金屬管線的選擇，這是由于采用普通金屬管線進行探測，不能得到很好的探測結果。而采用非開挖管線的探測方法，例如運用探地雷達等技術，能夠針對河道交錯，水系發(fā)達的利地段。對于不同材質和管徑的深層管線，例如頂管和拉管，利用雷達進行探測，能夠滿足復雜區(qū)域的探測要求，尤其是在淤泥層較厚和地下水位較高的地區(qū)，對于探測方法進行論證之后再確定探測方案，能夠保障開挖路段數據的準確性。通過對該項目的深度了解，發(fā)現某些地下河管道內測量人員無法直接進入，信號衰減過大，對于前排金屬管線探測效果不能達到理想狀態(tài)，使用了先進的慣性陀螺儀定位方法，進行了非開挖管線探測，使用地面接收機在地面上接收信號，通過傳導材質管線，將電磁信號加以加載[2]。如圖1所示。

（1）隧道襯砌厚度檢測。選S1R-20型地質雷達，方法為五側線法。由于二村、初支以及圍若間組成不同，有著差別很大的介電常數，可根據反射界面的形成判斷。

混凝土裂縫檢測：一般混凝土出現裂縫，反射波層面會形成中斷，出現較明顯的異型區(qū)，會形成一種縱向上波形變化，且反射波不規(guī)則與周圍波形相異。

回歸欠實檢測：回歸欠實是嚴重威脅隧道質量的隱患，其在雷達圖像往往出現雜亂的波形。由于反射振幅不穩(wěn)定，相位差明顯。

脫空區(qū)檢測：脫空區(qū)作為常見病害，相對米說比較容易判斷。探測中最初使用的儀器只能探測非金屬管線，在金屬管線或有鋼筋網的管線中，發(fā)射探棒信號會被屏蔽，導致接收器接收不到發(fā)射探棒信號。

（2）在實際使用過程中，應對干擾信號較弱的條件，探測管道埋深6米以下誤差在5cm左右，探測管道埋深8米時誤差在30-50cm之間，探測管道埋深10米時誤差在80-100cm之間。埋深大于10米以上需要更換長探棒進行作業(yè)，在遇到有強干擾環(huán)境下，埋深5米之內誤差較小，埋深8米以上，誤差在1厘米左右。經過實踐，使用過程中，該儀器信號穩(wěn)定，完全能滿足作業(yè)需要。在金屬探測儀和非金屬探測儀相互運用的前提下，在非開挖管線內進行是中線的穿入，超過四米埋深的深埋管線，使用非開挖管線進行施工，在非開挖管線內又穿入了探測儀和導向儀等。

使用這種探測方法進行信號的探測和傳送以及接收，對是中線夾層信號，使用金屬探測儀，確定管線位置，這種方法能夠得到管線兩端的精確位置，慣性陀螺儀，可以不需要進行地面標定就實現對軌跡的確定。在管位的確認上獲得了很好的效果，尤其是人員無法直接到達的地段，獲得的數據精度非常高，能夠直接測定管為坐標[3]。

3 非開挖密閉探測技術實施中的要點分析

3.1 隧道病害的預測和檢測

在病害的預測方面，主要在施工之前，針對隧道建設地的基礎預測，包括一系列自然災害病害的檢測。即隧道前方是否存在斷層、節(jié)理裂隙或者是巖溶突水。因而可以在施工前采取預防措施，制定相應的施工計劃。掌握返回波形特征，正確判斷病害原因。一方面，含水層面振幅反射較強，則濾掉大部分高頻電磁波，只留下低頻電磁波，并且可見脈沖周期明顯變長。這是掌子面前為小斷層涌水層。另一方面，斷層界面電磁波反射強烈，高頻部分衰減快，波幅逐漸增強即出現了斷層破碎帶。完成的隧道需要經定期健康診斷。將檢測結果做分析報告，有助于維護隧道的健康運營，或者即使提出病害整改措施，保障其安全性。

3.2 完成井上-井下的頂管測量

對于高層傳遞井下導線測量均采用了先進的方法，針對曲線頂管施工管道，在管道內部進行了相應的流水線的標高，全程測量中，使用了布設了管內定向導線測量方法，在管徑較大的部分進行了頂管的測量，獲得了管道的真實三維位置。采用頂管測量的方法，首先進行高程控制測量，運用三角高程進行了平面控制點，井上井下坐標投點和井下導線的測量。在進行管內高層的測量的時候，遇到起伏大和轉彎的時候，將測點密度加以增加，測定中心和邊線平面坐標[4]。見表1。

對于頂管測量按照平面和高層的不同工序進行了設置。實驗中對于管段和結果的測量，采用了電力地下走廊線路的平面位置以及管線高層測量的方式，運用非開挖工藝，通過井上到井下平面和高程的傳遞，在高層的傳遞方式上，將采集的管線點作為導線點，通過個導線點的坐標，平面的位置和管線高層的設置，測量的數據經過平差計算之后，分別得到了如下結果，整個測量長度為980米，高程閉合差為50毫米，高程閉合差為60毫米。

3.3 根據城市地下管線探測技術規(guī)程

高程閉合差小于10N，管線測量采用的導線相對閉合差小于1：4000，通過這種方式滿足了隱蔽管線點測量的精度要求。埋深線差小于0.15H拉管測量則采用示蹤法以及導向儀結合的方法，在交通繁忙地段以及人員無法穿越的位置，使用了托于陀螺儀定位法，進行了拉管管線的三維測量，使用超級探棒，進入到非金屬管道內，地下管線測量儀以及世宗頤等輔助設備進行了穿管，在地面上使用接收機將信號加以接收，定位定身的距離為五米。

3.4 導向儀的探測方法

在查明管道走向和深度之后，使用具有發(fā)射源的傳感器，進行了接收器和傳感器的配備，將傳感器送入管道之內，使用接收器進行傳感器深度和位置的追蹤，查明管道的走向和深度。校準符合要求之后，投入相應的工作。慣性陀螺儀定位方法，使用牽引繩，將主機進行遠端的拉動，沿著管線內部進行獨立數據的采集，運用角動量守恒定律和慣性定律，使用慣性陀螺儀，進行測量，倒入專用計算機系統之后，保證數據的穩(wěn)定性和有效性，而且不受電磁干擾，將測量主機在兩個端點輸入了系統的坐標值，兩次往返路線運行速度均勻，主機將自動記錄運行軌跡，并且儲存，減少人為參與，同時不受地形限制，通過軟件將管道中心軸線三維坐標加以計算，經過試驗管段的數據結果分析發(fā)現，在進行定位定身的過程中，選擇不同探測條件下，將燃氣拉管作為實驗對象進行測試比對，分別進行了陀螺儀導向以合適中以等探測方法的對比發(fā)現，對于管段進行測量[5]。

進行110米平地管線的拉管埋深測量的時候，運用了導向儀探測法和脫落于定位法結合的方式探測結果為埋深數據，分別包括了點號內的各種數值，在其他地面部分探測的結果也基本與實際情況相符。

使用示蹤法進行探測，埋深的探測數值相對來說不穩(wěn)定。根據拉管探測實驗不同的探測方法獲得的數據，具有一定的誤差。但是要得到準確的定位和定身，就必須根據實際的探測條件而定。例如在非開挖管線技術運用過程中，針對地形的不同，將礦山法和管線儀進行擴展，使用先進的慣性陀螺儀進行實驗之后，對比多種探測方法，對大口徑頂管采用高層傳遞井下導線測量等方法結合，埋深超過四米的深埋管線，可以采用導向儀進行探測。而穿越河道的時候以及人員無法進行地面測量的時候，則可以使用超級探棒和探測儀結合的方法，啟用頂管管線，進行管徑較小的曲線頂管測探測的時候，需要相關部門后期協作，使用新型設備加以支撐。

4 結語

根據地形地物埋深，根據不同的管線探測技術，設定好不同的管線特色方法，才能提高拉管管線探測的精度。對非開挖管線埋設較多的地段，采用非金屬管線和和非開挖管線結合的方式，針對管線埋設現狀，多次進行精度分析，采用多種適合的測量方法，解決大部分非開挖施工管線的定位和定身問題。運用導向儀探測儀和超級探棒結合的方式，廣泛應用在地下管線數據庫日常數據更新維護中，能夠為地下管線安全運行提供技術保障。

參考文獻

[1] 姚燕明，葉榮華，潘永堅.工程鉆探法在深埋非金屬管線探測中的改進及應用[J].工程勘察，2018，46（11）：63-68.

[2] 蔡東健，甄宗坤.慣性定位儀在非開挖非封閉管線測繪中的應用[J].測繪與空間地理信息，2016（11）：84-86，93.

[3] 孫海波.非開挖注漿加固工藝在滬嘉高速公路大修工程中的應用[J].建設監(jiān)理，2018（6）：71-73.

[4] 重慶城建控股（集團）有限責任公司， 重慶建工集團股份有限公司.城市隧道鉆鑿銑機械組合非爆開挖工藝：中國，CN2017 11039123.6[P].2018-03-27.

[5] G.Lunardi，A.Belfiore，A.Selleri， et al.保持交通運營擴寬Montedomini隧道：Nazzano工法的演化[J].隧道建設（中英文），2018，38（3）：461-467.