摘要:电力、通讯电缆等随着科技的进步已不再采用传统的架空设置,而采用地下埋设的方式,形成庞大的地下管线系统。 很多建设项目都需要在清晰了解地下管线分布情况下才能得以进行,人们越来越重视地下管线探测技术。基于此,结合实例 对比分析了几种物探技术在不同类型管线的应用效果,利用测量技术将物探成果准确定位,取得良好的应用成果。 关键词:综合物探方法;探测;地下管线 中图分类号:TU990.3 文献标识码:A 文章编号:1671-5810(2015)29-0065-02

引言

地下管线探测技术也可称作城市地下各种管线进行探 查和测绘的交叉技术。探查是对已有地下管线进行现场调查 和采用不同的探测方法探寻各种管线的埋设位置和深度;测 绘是对已查明的地下管线进行测量和编绘管线图。本文根据 某市雨污分流改造项目的管线探测任务选用了几种物探方 法对不同类型管线进行对比探测得出的经验,分析出适合特 定类型管线的物探方法为日后的管线探测工作提供参考和 积累经验。

1 管线探测物探方法研究 在城市中, 地下管线所涉及的内容较多, 包括了给排水、 电力、通信以及燃气等不同的行业,城市需要对地下管线的 具体情况有清楚的了解认识,这样才能够更好的避免地下管 线铺设出现不必要的麻烦。并促进城市的发展。

该市的雨污分流改造应在探明地下管网的基础上进行, 本次探测的目标管线包括给水、排水(雨水、污水) 、电力、 路灯、电信、有线电视、燃气等。物探方法是基于探测目标 体与周围介质存在物性差异的前提下进行的。按管线的材质 可将管线分为金属管线和非金属管线,电力、通讯为可导电 的电缆、光缆,给水管道为导电性较好的铸铁管或者导电性 较差的球墨铸铁管,排水管道为不导电的水泥管或者PVC 管,燃气管道目前大部分选用不导电的PE管。不管目标管 线是金属或是非金属,管线本身与其埋设环境存在物性差 异,是存在物探方法应用的基础。

1.1 电磁法

电磁法无论是在探测精度还是探测效率上都有着非常 好的表现效果,其主要原理是利用电磁感应来对地下的金属 管道和电缆进行探测,这种方法对于非金属的管道效果并不 明显,但是大多数的探测工作都可以通过电磁法来加以完 成。电磁法探测可以将地下管道信号通过传播来表现在控制 中心,在工作时通过不同频率信号的转换和信号的施加来实 现对各种金属管道以及管线的探测,目前很多城市的地下管 道探测都广泛采用了这种方法,特别是针对给排水、燃气等 金属管道的探测有着非常明显的优势。

(1)直接探测法是对地下管道的金属管线进行探测的 一种常用方法,探测过程中只需要通过探测仪发射机来对电 缆线的一段和待查的目标进行连接,保证电性接触良好的情 况下, 再用电缆线另一端接地, 如果接地的过程中地面过干, 还要用水来将土地湿润。操作人员要用手持探测机的方法来 保证与发射机相同频率,并且在管道的沿线附近进行搜索, 而后通过接收机上显示的管线信息来对管线的目标进行追 踪和定位,这样就可以找出管线的具体数量和深度等。对管 线信息的探测结果要及时的做好记录,并在记录上标注清楚 具体的信息,以便能够更好的加以利用。

(2)电磁感应法对于暴露点极少和较大管径的金属管 道探测比较适合。打开发射机电源将发射机平行于目标管道 走向水平放置,选择一合适频率。探测员手持接收机垂直于 目标管道走向进行搜索,根据接收机上显示的磁场信号强度 对目标管道进行定位、定深,并在实地作好标注,手簿上作 好记录。

1.2 电磁波法(探地雷达)

非金属管线探测最常用的方法为电磁波法,在地面布置 测线,利用探地雷达的发射天线发射电磁波,接收天线接收 管线反射的电磁波,根据时程关系确定管线的位置和深度, 测线布置(测线与管道走向垂直布置,测点间距 0.05m) , 采集的原始数据经过“一维滤波→静校正→增益→二维滤波 →时深转换→图像显示” 处理流程, 得到管线的位置和深度。

该测线布置在道路两边的绿化带内,表层为素填土,地 下干扰因素较少,成果图中共探测到两条管线:与测线方向 垂直走向的自来水管道为球墨铸铁管,导电性差,管线深度 0.9m, 管径 300mm; 与测线方向平行的电信管线为 PVC 管, 管线深度 1.4m,管径 200mm。该测线成果图中管线探测 效果很好。

该方法适用于非金属管线的探测,探测成果图中管线位 置明显,缺点是工作效率低,要求场地干扰小,表现为道路 下铺设的钢筋网对雷达发射的电磁波有屏蔽作用,以及环境 有时会存在的电磁干扰,导致探地雷达无法探测到目标体。

1.3 磁梯度法

顶管施工工艺已广泛地应用于各类管道敷设工程中,但 由于非开挖施工的管道不同于一般的开槽埋管施工,没有一 个均一的管顶标高,埋深变化范围通常非常大,且埋深 普 遍较深,因此要对其进行平面位置尤其是深度的测定具有相 当大的难度。

磁梯度法是通过钻孔的手段将磁力梯度仪下到钻孔内, 由上而下测量水平金属管道在垂直方向上的曲线变化,将会 得到较理想的效果 . 在实际工程应用中,通常用梯度值来突 出反映曲线的变化情况通过测量单位距离内地磁场强度的 变化,可以发现近地表的金属物体。

实践中在通过其他参考资料或者辅助技术手段对管线 位置粗略探测后即可采用触探方式将其精确定位。沿垂直管 线走向截取该管线可能存在空间的横断面,在该横断面位置 以某一间距依次钻孔至接触被测物体表面来探测被测物体 的平面位置和埋深信息。当对被测物定位精度要求很高时, 用多个触探定位点拟合被测物体几何形状能取得很好的效 果。

2 管线测量技术和探测成果

在确保管线探查质量优良的情况下,测绘是地下管线探 测取得成果水平的关键,需要处理好管线探查与测绘工作的 衔接,保证图件编绘、探测成果编制工作的顺利进行。

本次地下管线测量主要包括图根控制测量和地下管线 点平面、高程测量。地下管线控制测量是指为进行地下管线 点连测及相关地形测量建立的图根控制,图根控制采用电磁 波测距导线布设,图根点及其以上控制点是测量地下管线点 和地物点的依据;地下管线点的平面位置及高程的测量,采 用全站仪测量。

本次管线探测的主要成果是 AUTO CAD绘制的管线图, 各种管线通过调查和探测得到的管径、材质、埋深等属性以 注记形式表现在管线图上,权属、埋设年代、调查日期、总 孔数、已用孔、附属物、管径、材质、埋深等可加在管线点 或线的扩展属性中,较为全面的掌握地下管线的分布情况。

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