劉小力，陳曉林，陳 芹

（1.江蘇國衡中測土地房地產(chǎn)資產(chǎn)評估咨詢有限公司，江蘇 南京 210012；2.湖南省交通科學(xué)研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

目前我國城市正處于告訴發(fā)展時期，城市化程度越來越高，對城市地下空間的開發(fā)不斷加深，地下設(shè)施也愈加密集，地下管線構(gòu)成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。已成為城市結(jié)構(gòu)的血脈，是我國社會經(jīng)濟的生命線，在城市中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。是人們生活發(fā)展的基礎(chǔ)，它可以給城市的各方面運作提供保障，不僅維持著人們的幸福生活，還保證了現(xiàn)代化城市的高速運轉(zhuǎn)。因此，在目前的城市化進(jìn)程中，對于作為其基礎(chǔ)設(shè)施的地下金屬管線進(jìn)行科學(xué)、有效地探測具有重要意義。它既影響到城市地上與地下工程的建設(shè)，還和人們的平時生活形影不離。但由于城市中的地質(zhì)條件復(fù)雜，地下金屬管線種類較多，形狀也各不相同，對探測方法的完善與應(yīng)用非常重要。

1 進(jìn)行地下金屬管線探測的必要性

地下金屬管線根據(jù)使用功能的不同分為很多種，主要包括給水管道、熱力管道、工業(yè)管道、燃?xì)夤艿赖冉饘俟艿篮屯ㄐ殴芫€、電力管線等金屬纜線。地下管線體系在整個城市化進(jìn)程中扮演著十分關(guān)鍵的角色，并且也代表了城市的發(fā)展，在城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中是關(guān)鍵的構(gòu)成要素，地下管網(wǎng)的建設(shè)水平能在很大程度上體現(xiàn)一個城市的發(fā)展建設(shè)的水平，可以說地下管線就是城市的血管和經(jīng)絡(luò)，對城市的發(fā)展建設(shè)具有重要的意義。目前隨著城市的發(fā)展，城市地下的管網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)越來越復(fù)雜，因此對相關(guān)的探測技術(shù)也提出了更高的要求，但是從整體上來說，目前很多城市只是注重對地上基礎(chǔ)設(shè)施的管理，而往往忽視地下金屬管網(wǎng)的管理，因此目前城市地下金屬管網(wǎng)的管理還是相當(dāng)粗放的，這就導(dǎo)致地下金屬管線探測工作始終得不到有效地開展，檔案資料也不齊全，對城市的發(fā)展規(guī)劃造成很大的影響，因此就需要加強城是地下金屬管線探測，建立完整的檔案，從而促進(jìn)城市的發(fā)展建設(shè)。另外，為了在復(fù)雜的城市管線網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)準(zhǔn)確高效的探測，還必須對現(xiàn)代的地下金屬管線探測技術(shù)進(jìn)行有效的改進(jìn)和靈活的使用，從而保證探測的效率和準(zhǔn)確性。

2 城市地下金屬管線探測基本原理

如何準(zhǔn)確探測出城市地下金屬管線探測的位置與深度是探測工作的核心問題。目前主要使用電磁感應(yīng)法對金屬管線進(jìn)行探測，其主要工作原理是：由于地下金屬管線的導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性與其周圍的介質(zhì)存在一定程度的差異，因此按照電磁感應(yīng)原理可以分析與研究探測區(qū)域的電磁場時間和空間的分布規(guī)律，進(jìn)而計算出地下金屬管線的平面位置與埋設(shè)深度。在探測地下金屬管線時，金屬管線在被動或主動的激發(fā)場源的諧變電流的作用下，管線中會出現(xiàn)二次電流，進(jìn)而在其周圍形成二次諧變磁場，利用地面接收機接收并測定該磁場時間與空間的分布規(guī)律，便能分析并計算出該管線的位置與深度。由此可知，地下金屬管線探測準(zhǔn)確度取決于其與埋設(shè)附近的介質(zhì)的電性差異程度，差異越大，結(jié)果越準(zhǔn)確。

3 城市地下金屬管線探測與管理技術(shù)中的常見問題

3.1 設(shè)計規(guī)劃與監(jiān)管工作是合理性和有效性不足

目前，大多數(shù)的設(shè)計規(guī)劃單位在規(guī)劃城市時通常只關(guān)注地面上的設(shè)施設(shè)備，而常常會忽略地下的工程建設(shè)，并且也未去重視工程施工的建設(shè)和審批等階段，減少了工程施工的監(jiān)督與維護工作的費用支出，以至于使得在某個城市埋設(shè)地下金屬管線時，并沒有在設(shè)計方案與及監(jiān)管工作上實現(xiàn)合理性和有效性，進(jìn)一步影響地下金屬管線的施工建設(shè)工程。

3.2 管線的屬性選擇不正確

開展地下金屬管線探測時，如果在管線的屬性選擇時出錯，會出現(xiàn)探測不準(zhǔn)確或者探測不到等問題。屬性選擇錯誤主要體現(xiàn)在以下三個方面：①作業(yè)人員掌握的管線知識不充足，不了解管線的各項屬性，因此在探測時容易出現(xiàn)對管線屬性的誤判；②在探測復(fù)雜的地質(zhì)中埋設(shè)的管線時，我們可以依據(jù)外部資料判定出管線的屬性，但是不易被探測設(shè)備識別出來，在后期數(shù)據(jù)處理時容易出現(xiàn)屬性選擇的錯誤；③有些城市地下金屬管線埋設(shè)年代久遠(yuǎn)，埋深較大，使得管線與周圍介質(zhì)的差異性非常小，使得探測設(shè)備難以探測識別，進(jìn)而無法判定管線的屬性。

4 復(fù)雜地質(zhì)條件下地下金屬管線的探測技術(shù)

4.1 近間距并行式地下金屬管線探測

在城市地下金屬管線設(shè)計施工過程中，會出現(xiàn)多條管線埋深和走向基本一致的情況，同時這類管線間的間距會小于兩倍的管線埋深，這種管線被稱為近間距并行金屬管線（以下簡稱近并式管線）。城市化的不斷加快與加深，使得地下管線的數(shù)量不斷暴漲，而目前城市地下空間開發(fā)程度低，可利用的空間越來越少，便會出現(xiàn)大量的近間距并行管線，并縱橫交錯地分布在城市的每一處。由于近并式管線的管間間距非常小，且分布形式多樣，在探測過程中的電磁場會出現(xiàn)相互感應(yīng)、疊加現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生強烈的干擾信號，加之城市交通環(huán)境、商區(qū)及工業(yè)空間電磁場等各種因素的影響，使得探測設(shè)備接收到了大量的不確定的干擾信號，大大降低了管線的探測精度。

在近并式管線探測過程中，可以利用夾鉗法對目標(biāo)管線夾鉗電圈，使得目標(biāo)管線產(chǎn)生諧變磁場，進(jìn)而產(chǎn)生二次電流，這樣接收機可以接收到更強烈得信號。也可以使用直接發(fā)法，對管線外露處直接對其充電，使得電流能夠沿目標(biāo)管線流動，同時利用地面接收機接收電流信號，進(jìn)而確定出管線的位置與埋深。

4.2 物探技術(shù)的應(yīng)用

由于時間的推移，我國的科學(xué)技術(shù)水平在持續(xù)的優(yōu)化與進(jìn)步，再加上對于城市的地下金屬管線探測方法的標(biāo)準(zhǔn)也在持續(xù)升高，所以，我國在施工過程中運用到了物探技術(shù)，并逐漸普遍地使用在各個區(qū)域的地下金屬管線探測施工任務(wù)中，再加上有關(guān)人員改進(jìn)了物探技術(shù)的實施功能，能夠進(jìn)一步應(yīng)用在地表溫度檢測、淺層地表震動、電磁感應(yīng)與高精準(zhǔn)性磁場等環(huán)節(jié)，并且持續(xù)的深入研發(fā)與優(yōu)化，極大地增強了在對城市地下金屬管線進(jìn)行探測時的工作水平和成率。

4.2.1 作業(yè)的時候干擾壓制

（1）對于一些不太好處理容易測算錯誤的干擾，要先處理已知的，容易處理的干擾，然后再處理未知的，不容易處理的干擾。先用特定的方法，對容易處理的線纜進(jìn)行勘測，然后對受到嚴(yán)重干擾、在比較深的位置的管線進(jìn)行位置測算，對于出路露件良好的地方，也可以運用感應(yīng)法，把發(fā)射機放在選定的管線上激發(fā)，這樣可以大大提高管線探測數(shù)據(jù)的精確性。

（2）要是被間斷的電磁所干擾，最好選擇其他勘察點來避免。間斷的干擾涵蓋了水泥路面之下的鋼筋網(wǎng)，在進(jìn)行探測時應(yīng)該將接收設(shè)備增加到相應(yīng)的高度，主要是為了降低或避免鋼筋網(wǎng)中形成的干擾信號，可是需要修改探測的深度。

（3）在脈沖型的電磁干擾當(dāng)中的形成因素通常是由車輛等導(dǎo)致，因此在進(jìn)行探測施工時，最好與車輛行駛的高峰期間錯開，并且要想較好的實現(xiàn)照明功能，應(yīng)該在施工條件安全的前提下采用夜間施工的方式。

（4）對高壓電網(wǎng)造成的干擾性進(jìn)行探測的最優(yōu)途徑是直接法與夾鉗法，利用加大激發(fā)功率的方式，來縮短收發(fā)距，進(jìn)而突顯出目標(biāo)管線中電池信號，進(jìn)一步實現(xiàn)壓制工業(yè)游散電流的需求。

（5）而要是屬于被隔離欄、金屬護欄所干擾，就需要將接收機增加到相應(yīng)的高度，確保末端或頂部的線圈與欄桿中的橫欄具有一致的高度，主要是因為此時的金屬護欄產(chǎn)生的干擾信號非常小的，可以降低干擾性。

4.2.2 探測上下重疊的管線

（1）鋼、鐵等管道的疊加：使用電磁法尋找疊加的鋼鐵之類的管道，認(rèn)真判斷管道的疊加問題，找到其位置，測量疊加在一起的深度。

（2）鋼鐵等與塑料之類管道的疊加：這兩類管道的性質(zhì)不同，可分別采用電磁法和探地雷達(dá)、開挖等手段，分別對鋼鐵管道和塑料之類的管道進(jìn)行測量。

4.2.3 探測縱橫交叉的管線

勘察時可以運用電磁法，電磁法又包含很多可以用來測量此類管線的子方法。如果管線本身就能發(fā)出一些特殊的信號，就是用無源法，如果電力管線和不同的管線交叉在一起，用50 赫茲的電力自己發(fā)出去的信號，來測算出管線的數(shù)據(jù)；遇到通信管線和不同管線交互平行，要使用電信本身的特殊的信號，來算出電信網(wǎng)管的相關(guān)數(shù)據(jù)；如果線管不能發(fā)出特殊信號，就運用有源法，使用正確的方式來測量這類管線。

4.2.4 探測超深地下管線

在城市的某些地區(qū)增加管線，會被地理條件與生態(tài)環(huán)境所制約，因為不能實施開挖埋設(shè)的方式，就只能通過非開挖的方式進(jìn)行敷設(shè)，對于這種管道的埋設(shè)是采用的兩邊較淺而中間較深的形式，要是有管線在上面，探測工作將會變得十分的艱難。對于這類情況，不同的實地地球物理條件和鋼管材料，應(yīng)該相應(yīng)的采用不同的方法實施探測，在金屬材質(zhì)的管道線路中，毫不例外的就是通過直連法里的單端連接與夾鉗法，要是管道線路的埋設(shè)太深，穿過的地質(zhì)情況復(fù)雜并且距離太長，就會隨著探測距離的增加減弱信號，此時就得增加性噪比、提升發(fā)射功率，采用最大值法、數(shù)值為零法等來分析比較管線的數(shù)值。

4.3 隱蔽狀態(tài)管線的探測技術(shù)

隱蔽管線測量主要是排水管道、電信管道以及金屬管線。其中給排水管線采用的大多數(shù)都是非金屬混凝土管線，在測量時需要先進(jìn)行開挖，通過地質(zhì)雷達(dá)來檢測管線的底端，收集到準(zhǔn)確的信息后才能夠進(jìn)行開挖。對于給排水平面管道的探測來說，盡可能選擇感應(yīng)法進(jìn)行測量，能夠收集到管線剖面信息。電信管道是隱蔽管道中最為重要的一項探測工作，在具體探測管線期間，實施得最多的方式就是夾鉗法，而在規(guī)定平面位置時就應(yīng)該采用中心修正法。對于金屬管線的探測方式同樣運用的是直連法、感應(yīng)法與夾鉗法，在有必要時還能通過極小值進(jìn)行輔助測量，進(jìn)一步將平面定位確定下來。

4.4 明顯管線點的探測

在具體探測城市地下金屬管線時，對于明顯的地下金屬管線點可以選擇利用直接測量法。在探測過程中應(yīng)用到的所有設(shè)備和儀器都需要提前進(jìn)行檢驗，確定設(shè)備儀器符合規(guī)定的測量標(biāo)準(zhǔn)后，才能夠用于地下金屬管線的探測過程中，其測量精確度需要到厘米。接著還需要進(jìn)行實地核查，全面的記錄各種測量數(shù)據(jù)，探測工作技術(shù)后需要將數(shù)據(jù)列舉出來進(jìn)行統(tǒng)計和歸納。

5 結(jié)語

由于我國的具有非常復(fù)雜的地質(zhì)條件，并且不同地段的物理特性差異顯著，因此需要持續(xù)的提出有效的探測方法來合理的應(yīng)對地理問題，并經(jīng)過不斷的實驗改善地下金屬管線的探測方法進(jìn)一步使用。另外，在將城市地下金屬管線信息數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容完善之后，也給城建的前進(jìn)道路提供了幫助作用，給減少城市災(zāi)害降低事故發(fā)生率制定措施。總的來說，在復(fù)雜的地質(zhì)條件中，通過管線探測技術(shù)能夠展現(xiàn)出城市建設(shè)的重大意義。因此在方法實施過程中，應(yīng)該根據(jù)地下金屬管線的探測需求入手，了解管道的差異特點，采用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)類型，合理選擇探測裝置，規(guī)范行使，從而保證探測結(jié)果的精準(zhǔn)性，給城市建設(shè)管道維護等工作提供參考。