李謝兵
(廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)股份有限公司,廣東 廣州 510000)
隨著社會(huì)發(fā)展,我國(guó)城市化建設(shè)已逐步完善。地下管線是城市建設(shè)與發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,是城市發(fā)展的“生命線”。在建設(shè)過程中,地下管線的探測(cè)正是影響城市建設(shè)的重要工程。地下管線包括對(duì)給排水管道、燃?xì)夤艿?、供暖管道、通信管道、電力管道等,?fù)責(zé)整個(gè)城市的能量、信息傳遞,是城市的地下生命線,同時(shí),隨著我國(guó)城市建設(shè)的不斷發(fā)展,我國(guó)城市地下管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,線路種類多樣,新舊線路交替,是管線網(wǎng)絡(luò)體系的建設(shè)工作難度越來(lái)越大,需要對(duì)大量的管線數(shù)據(jù)進(jìn)行整體,再經(jīng)過分析處理,更好地運(yùn)用到實(shí)際建設(shè)管理中。因此,為了滿足社會(huì)城市化建設(shè)的需求,對(duì)地下管道做好測(cè)繪尤為重要,本文結(jié)合城市地下管線的探測(cè)工作現(xiàn)狀及技術(shù)進(jìn)行探究。可視化城市地下管線如圖1 所示。
圖1 可視化城市地下管線
地下管線探測(cè)遵循兩大原則。①?gòu)囊阎轿粗?。先?duì)明顯點(diǎn)(如各種窨井、檢修井、閥門井、出入地等附屬設(shè)施)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,再對(duì)各隱蔽點(diǎn)進(jìn)行物探工作。這樣做能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)的整體情況有一個(gè)較為充分、全面的了解。例如,有些雨污水井中可見供水、燃?xì)夤艿?;有些供水支管閥門井中可見主管道的埋深及管徑。②從簡(jiǎn)單到復(fù)雜。首先對(duì)雨水、污水進(jìn)行調(diào)查,其次對(duì)電力、電信進(jìn)行調(diào)查探測(cè),最后對(duì)供水、燃?xì)狻⒐I(yè)管道進(jìn)行探測(cè)。因?yàn)殡娏Α㈦娦殴芫€的材質(zhì)多為銅芯,對(duì)電磁信號(hào)更為敏感,信號(hào)強(qiáng)、傳播距離遠(yuǎn),供水、燃?xì)夤懿馁|(zhì)多為鑄鐵、鋼,相對(duì)信號(hào)較弱。若先探測(cè)供水、燃?xì)夤?,信?hào)很容易感應(yīng)到銅芯管而不自知,最終造成誤判。
在地下管線探測(cè)中,對(duì)于雨污水管的探測(cè)我們采用直接測(cè)量法,利用L 尺伸入管內(nèi),對(duì)雨污水的管徑及埋深進(jìn)行直接測(cè)量;對(duì)于電力、電信、供水、燃?xì)獾裙I(yè)管道的探測(cè)主要使用主動(dòng)源法,即利用物探儀人工施加特定頻率的電磁場(chǎng)信號(hào),再利用發(fā)射機(jī)接收相同頻率的信號(hào),從而進(jìn)行物探工作[1]。主動(dòng)源法主要有以下3種探測(cè)方式[2]。
(1)直接法。發(fā)射機(jī)的一端連接到檢測(cè)到的金屬管,另一端接地或與金屬管的另一端相連,利用電磁信號(hào)直接加到被檢金屬管道上,對(duì)管線進(jìn)行追蹤、定位。此方法信號(hào)由于是直接添加在管線上,所以信號(hào)較強(qiáng)。但是用此方法的管線多為鑄鐵、鋼管,信號(hào)衰減很快,所以測(cè)量距離很短,實(shí)際測(cè)量距離大約50m 左右。而此方法最大的局限就是必須有出漏點(diǎn)可以連接,固雖然理論上此方法較為完美,但在實(shí)際操作中不方便使用,需有特定環(huán)境。
(2)夾鉗法。用與管路配置的夾鉗夾緊管線,信號(hào)通過夾鉗加到金屬線上進(jìn)行探查的方法。該方法信號(hào)強(qiáng),定位精度高,宜于用來(lái)分辨鄰近管線,方法簡(jiǎn)單,干擾較小,探測(cè)距離長(zhǎng),適用于電力管線和通信管線,特別是埋深較淺的非開挖管線。這個(gè)方法廣泛用于管線探測(cè)中。
(3)感應(yīng)法。通過發(fā)射機(jī)發(fā)射諧變電磁場(chǎng),即建立一次場(chǎng),激發(fā)金屬管線使管線產(chǎn)生感應(yīng)電流,在周圍形成一個(gè)電磁場(chǎng),并在地面上接收接收器形成的二次電磁場(chǎng),可以對(duì)地下管線進(jìn)行搜索、定位和確定深度。適用于電力、通信、鑄鐵、鋼管,其中鑄鐵管和鋼管幾乎必須用此方法進(jìn)行測(cè)量。在確定了地下管線的平面位置之后,還需要確定管線的埋設(shè)深度,主要有以下兩種方法:①直讀法。管道產(chǎn)生的磁場(chǎng)的水平分量通過接收器內(nèi)上下垂直線圈(線圈表面垂直)來(lái)測(cè)量,經(jīng)程序作簡(jiǎn)單差、除運(yùn)算后,埋深數(shù)據(jù)顯示在接收盤上,測(cè)量員可以直接從接收盤讀取埋深數(shù)據(jù)。在實(shí)際操作中,若場(chǎng)地周邊干擾不大,埋深在3.5m 以下的管線,直讀法測(cè)量的數(shù)據(jù)誤差不大。根據(jù)野外經(jīng)驗(yàn),若管線埋深在2m 左右,直讀法比70%法測(cè)得的埋深大20cm 左右;若管線埋深在3m 左右,直讀法比70%法測(cè)得的埋深大30cm左右;若管線埋深大于4m,則誤差太大,最好使用70%測(cè)深法。②70%測(cè)深法。確定時(shí),首先使用最大值方法定位,保持接收機(jī)的垂直狀態(tài),沿垂直管線方向向兩側(cè)移動(dòng),直到幅值降為最大幅值的70%的點(diǎn)位處,測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的距離是地下管線的中心深度,此方法抗干擾能力強(qiáng),測(cè)量較為準(zhǔn)確。地下管線感應(yīng)法探測(cè)如圖2所示。
圖2 地下管線感應(yīng)法探測(cè)
管線探測(cè)的工作步驟如下:①場(chǎng)地踏勘。進(jìn)場(chǎng)探測(cè)前已經(jīng)對(duì)工作區(qū)域外方圓300m 范圍內(nèi)進(jìn)行踏勘,對(duì)地下管線分布有個(gè)初步了解。②收集資料。含該地區(qū)地下管線普查資料的收集,盡可能收集各權(quán)屬單位的設(shè)計(jì)竣工等資料,給探測(cè)工作帶來(lái)很大幫助。③管線探查。實(shí)行“先明后暗、先易后難、由外至內(nèi)”的原則進(jìn)行施工。即先把目標(biāo)區(qū)域周圍井蓋悉數(shù)打開,判斷有無(wú)闖過目標(biāo)區(qū)的管線,如有則做進(jìn)一步的儀器探查。④現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)示并繪制工作草圖。每個(gè)明顯和隱蔽管線點(diǎn)調(diào)查或探查完畢后,都要用油漆將點(diǎn)位標(biāo)示在地面,并在附近較明顯的位置標(biāo)記管線點(diǎn)編號(hào),以利于下一步管線點(diǎn)的外業(yè)收測(cè)工作。同時(shí)外業(yè)組長(zhǎng)應(yīng)在探查完畢后,立即繪制工作草圖,標(biāo)注量測(cè)的管徑、斷面尺寸、埋深、材質(zhì)和權(quán)屬單位等管線屬性[3]。
如今我國(guó)很多城市的地下管線的建設(shè)都較為精密,具有一定體系,且隨著時(shí)代發(fā)展,地下管線技術(shù)的應(yīng)用也逐漸豐富,成為新時(shí)代下我國(guó)城市建設(shè)的重要組成部分,這些先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)往往存在于精密的地下管線探測(cè)中,然而,由于城市負(fù)載的不斷積累,越來(lái)越多的城市建筑都開始依賴城市管線,且城市管線新舊不一,在城市管線剛剛建設(shè)時(shí),由于人們對(duì)其需求較少,因此相關(guān)的技術(shù)也較為落后,主要由單位提供的資料直接進(jìn)行挖掘建設(shè),而隨著城市建設(shè),對(duì)地下管線需求的不斷擴(kuò)大,地下管線呈現(xiàn)出多元性、復(fù)雜性等特征,地下管線出現(xiàn)一定問題,具體如下:①因很多城市管線年代久遠(yuǎn),已出現(xiàn)一定損壞現(xiàn)象,而由于建設(shè)數(shù)據(jù)丟失,使城市管線的建設(shè)與維護(hù)增加了難度,且一旦出現(xiàn)斷電、斷水等現(xiàn)象,會(huì)延長(zhǎng)維修時(shí)間,為社會(huì)帶來(lái)較大經(jīng)濟(jì)損失。②在其他管線的施工過程中,一旦遇到舊管線路,就會(huì)對(duì)施工方案進(jìn)行臨時(shí)更改,大大增加了建設(shè)難度與建設(shè)成本。③由于城市地下管線資料不全面、無(wú)系統(tǒng)的整理,對(duì)地下管線企業(yè)對(duì)相關(guān)資料缺乏一定認(rèn)知,在城市進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)時(shí),會(huì)產(chǎn)生很多影響。因此,為了解決以上問題,需要對(duì)地下管線進(jìn)行全面、系統(tǒng)的探測(cè),整理新舊地下管線的資料,為城市發(fā)展建設(shè)提供有用幫助。
(1)明顯管線點(diǎn)的探測(cè)。明顯點(diǎn)的探測(cè)比較簡(jiǎn)單,這些管道一般擁有一定附屬設(shè)施,如儀表井、變壓箱等,針對(duì)此類地下管路,可直接打開相關(guān)設(shè)備進(jìn)行直接觀測(cè),在觀測(cè)、探測(cè)的同時(shí),要注意使用標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)工具與標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)方法,完成探測(cè)工作后對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析匯總并及時(shí)上報(bào),一旦發(fā)現(xiàn)問題,如出現(xiàn)安全隱含也要將問題及時(shí)上報(bào)。
(2)隱蔽管線點(diǎn)的探測(cè)。在城市的地下管線中,隱蔽管線占大多數(shù),針對(duì)此類管線要進(jìn)行分類,同時(shí)采用相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行探測(cè)。例如,對(duì)金屬管線的探測(cè)往往通過直連法、感應(yīng)法、夾鉗法等多種探測(cè)技術(shù)與探測(cè)方法,平面定位采用極值法,在一定情況下,利用深寬度為70%的極小值法進(jìn)行輔助探測(cè)。針對(duì)非金屬地下管道的探測(cè),要采取感應(yīng)法等技術(shù)對(duì)管道剖面進(jìn)行探測(cè),再用雷達(dá)技術(shù)對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘察,確定可以挖去的區(qū)域。針對(duì)排水管道的探測(cè)方法,一般為開井的探測(cè)方式。電信地下管道的探測(cè)法為夾鉗法等方法,如圖3 所示。
圖3 地下管道探測(cè)方法
(3)地下管線探測(cè)的技術(shù)要點(diǎn)。城市地下管線的探測(cè)工作看似簡(jiǎn)單,但實(shí)施起來(lái)較為困難,且需要的技術(shù)較多,是一種綜合性較強(qiáng)的工作。在對(duì)地下管道進(jìn)行探測(cè)時(shí),要選擇正確的探測(cè)方法,運(yùn)用合理的探測(cè)技術(shù),在測(cè)繪或施工過程中,一旦出現(xiàn)突發(fā)事故要具有靈活處理、快速處理的能力;若在探測(cè)時(shí)遇到難點(diǎn),不可盲目探測(cè),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)估,評(píng)估正確后,進(jìn)行開挖,并利用測(cè)深法等相關(guān)方法進(jìn)行探測(cè)。當(dāng)使用釘子標(biāo)記路面時(shí),選擇一個(gè)平的釘子點(diǎn),區(qū)分時(shí)利用油漆來(lái)進(jìn)行,標(biāo)記時(shí)注意周圍有沒有現(xiàn)存的建筑物,然后標(biāo)記管道,記錄標(biāo)記針的方向和距離[4]。一旦遇到無(wú)法下釘?shù)穆访?,要用油漆做好?biāo)記。
在對(duì)地下管線進(jìn)行跟蹤測(cè)繪時(shí),為了發(fā)揮城市管理部門的更多作用,當(dāng)?shù)卣坝嘘P(guān)單位應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的配合工作,在對(duì)地下管線規(guī)劃后,需要為質(zhì)檢部傳遞相應(yīng)的信息,令質(zhì)檢部監(jiān)督驗(yàn)收,并發(fā)揮質(zhì)檢部的監(jiān)督效果,保證管線的驗(yàn)收質(zhì)量,使測(cè)繪人員的工作效率獲得系統(tǒng)提升;此外,相關(guān)工作人員對(duì)管線施工情況要進(jìn)行定期、及時(shí)地報(bào)備,并嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)整個(gè)施工情況進(jìn)行監(jiān)督與驗(yàn)收,在監(jiān)督預(yù)驗(yàn)收的同時(shí),政府有關(guān)部門可為施工隊(duì)提供相關(guān)技術(shù),在施工結(jié)束后由質(zhì)監(jiān)部門對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查,滿足質(zhì)量要求,才能夠達(dá)到其效果。
在進(jìn)行城市地下管線探測(cè)時(shí),除了使用正確的方法,具備相關(guān)先進(jìn)技術(shù),工作人員還應(yīng)有良好的服務(wù)理念,在對(duì)管線進(jìn)行探測(cè)之前,企業(yè)有關(guān)部門應(yīng)主動(dòng)、充分了解社會(huì)及人民需求,在實(shí)際探測(cè)工作中,使用主動(dòng)的服務(wù)方式,為后期探測(cè)工作地有效展開帶來(lái)保障。首先,令管線設(shè)計(jì)、施工及管線探測(cè)相關(guān)技術(shù)人員及部門擁有一定溝通,數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)的建立可以保證設(shè)計(jì)、施工、測(cè)繪等工作能夠根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)行,大大提高了工作效率,節(jié)約了企業(yè)的成本,保證了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。其次,由于地下管線的建設(shè)是以城市規(guī)劃為基礎(chǔ)的,所以,需要堅(jiān)持突破的原則,確保施工工作能夠順利進(jìn)行。最后,在開展檢測(cè)工作之前,企業(yè)各部門之間需要進(jìn)行協(xié)調(diào)工作,企業(yè)也要做好整體管理,從而進(jìn)一步提升整體工作效率,節(jié)約企業(yè)成本,獲得更大利益。
在地下管線的信息收藏中,要在工程完工后階段性實(shí)時(shí)上傳相關(guān)數(shù)據(jù)信息,同時(shí),信息部門要建立完善的管線信息管理系統(tǒng),對(duì)地下管線的系統(tǒng)信息進(jìn)行完整、清晰的管理,提升數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性,建立一個(gè)擁有全面管線的整體系統(tǒng),確保管線信息與資料的完整性;同時(shí),在對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理中,形成多層面數(shù)據(jù)管理,并建立查詢系統(tǒng),施工人員若想查詢固定領(lǐng)域、固定區(qū)域的管線信息,可進(jìn)行有序查找或搜索查詢,發(fā)揮數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)與作用[5]。
隨著我國(guó)城市人口逐漸增多,城市也在不斷增加及逐漸擴(kuò)大,在整個(gè)城市的建設(shè)中,地下管線的建設(shè)占據(jù)了重要地位,維持著城市的日常運(yùn)行,負(fù)責(zé)水、電、氣、信息等能源的輸送,可以稱作整個(gè)城市的“血管”。城市地下管線的探測(cè)是一個(gè)綜合、復(fù)雜的工程,需要一定測(cè)繪技術(shù),才可搭建一套完善的城市地下管道系統(tǒng)。為了促進(jìn)城市化建設(shè)的步伐,加快社會(huì)經(jīng)濟(jì)的整體活躍,滿足人民需求,建立完善的城市地下管線系統(tǒng)具有更多優(yōu)勢(shì),此外,對(duì)新舊線路進(jìn)行探測(cè),并將數(shù)據(jù)上傳,在整體上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理,進(jìn)行有序的統(tǒng)籌規(guī)劃,對(duì)未來(lái)地下管線的維護(hù)建設(shè)具有重要意義。