最新城市给水管网探测及信息系统

城市给水管网探测及信息管理系统

城市给水管网探测及信息管理系统

市政10级 1023160031 周萍

0引言

给水管网遍布整个城市，他们的正常运行和通常与城市经济发展和人民生活密不可分。一方面地下管网种类繁多、埋设纵横交错、结构复杂、埋地具有不透明性、要求不间断地运行使用，因此仅依靠传统的图纸、图表等形式记录保存管网资料及在此基础上进行的人工管理的方式，已经不能适应城市经济快速发展的需要。寻找新的技术和管理方法取代落后的人工管理方式，成为亟待解决的问题；另一方面供水人员的迫切希望对管线的来龙去脉、规格、阀门位置了如指掌,这也是搞好管网运行的前提和基础。但长期以来，由于管线铺设年代不同、资料不全、探测及测绘手段和技术等方面的原因，导致对管网资料的全面掌握相当困难，给管理带来诸多不便。

1给水管网的基本特征

给水管网的基本特征：一般埋深小于 1.5米，个别地区埋设较深。管材分3类：铸铁管（较常用）、钢管和PVC管。埋地给水管线按照管材性质可以分为两类：

（1）金属管材给水管：铸铁管、钢管等；

（2）非金属管材给水管：水泥管、PVC管等。

金属管材给水管特性：良好导体，它与周围覆盖层存在明显的电性差异且表现为二维线性特征；常规探测法就能较好的识别。

非金属管材给水管特性：外壳表现出高阻性质；常规方法较难识别。

探测管线时，周围干扰源对探测精度产生较大的影响。这些干扰主要来自：水泥路面钢筋网、道路上的铁栏杆、铁质广告牌、架空电力线、管线间相互干扰、正在施工的电器、地表填土中的铁质杂质及来往的汽车等。因此，在

存在诸多干扰源的环境下进行管线探测，不但需要高性能的探测仪器，并且需要结合多种地球物理探测方法，才能达到最佳效果。

2探测仪器设备及性能

2.1地下管线探测仪

它是一种非破坏电磁波探测系统，有较好的抗干扰能力和一定的探测精度。现场可实施长距离追踪、定位，直观显示、轻便、灵活，效率较高。它是野外作业的常用仪器，针对野外管线的埋设情况，可灵活结合两种探测方法：感应法、充电法。

2.2探地雷达

它是一种非破坏性反射波地面探测系统。波源为高频电磁脉冲，利用雷达图像异常来判断管线的埋深和平面位置，对地表和地下无破坏作业。可在城市内各种噪声环境下工作，受周围环境干扰较小，有较满意的探测精度。测量金属管材和非金属管材均能得到满意的探测结果。

2.3智能型全站仪

它可以完成各种高精度测量作业、具有新型存储卡、倾斜角补偿功能、标准计算程序、电子数据传输等功能。

3探测方法

根据工作区及探测目标管线的物理特征，选择适合方法并辅助以其他探测方法。

3.1感应法

把发射机放置在目标管线上方，或用夹钳套在目标管线上，打开发射机，离开发射机20米距离，开始用接收机进行追踪搜索，确定管道平面位置。有检修井部位，应尽量把发射机放在管壁上，测探时应注意周围是否有其他管线干扰，测定深度必须用直读法和三角法(即峰值降至70%)到相检验，最后得出正确数据，如上述两种方法不能确定，需用探针测定。

3.2直接接触法

用导线将发射机输出信号引出，一端与被测管线直接接触，另一端接地，地面干燥时，应浇水以减少接地电阻。铸铁管用此方法效果最好。

3.3探针法

此方法可用来检验复杂地段管道定位精度，是帮助解决难点的辅助方法，也是探测中自检的一种手段，可避免开挖带来的不便以达到确保工程质量之目的。使用探针法时，必须用仪器探明附近是否有其他殊如动力电缆，通讯电缆等管线，必须在确保安全的前提下进行针探。

3.4多种方法结合

在复杂地段应采用多种方法探测比较，获取多种参数，从而排除推断的多解性,得出正确推断。

（1）深度测量

深度测量主要用三角法(即70%峰值的距离或50%峰值距离的1/2等)。信号较强地区可采用直读法对照。三角法探测必须保证两曲线的对称性，如曲线不对称，须压制或去掉干扰后方能测得或计算深度。复杂地段的深度测量必须采用多种方法。

（2）材质的测量

工作中根据电磁场(信号)的分布状况，确定管线的材质。此外，材质的确定也可采用调查的办法。

（3）剖面测试

根据工作需要，特别是管线复杂地段，可探测一定数量的剖面，绘制剖面图。

4具体操作方法及原理

针对管线周围的地理特征，并综合考虑工作环境，应灵活采用多种综合的地理探测方法。选择使用最佳信号源，以减少目标以外的干扰，提高精度。4.1金属管线探测

对给水管网，由于大部分是铸铁、钢质管材，导电性好，便于管线探测。在此类型管线探测中，用感应法或充电法效果很好。

（1）平行管线的探测

在实际探测工作中，经常能发现给水管与其他市政管线并排埋设，有的相距很近。现场无直接接触点时，采用感应扫描的方法，首先大致确定被测管的位置，然后再用感应零点法精确定位。野外实际探测方法是：将发射机放在目标管上，离开发射机10米处，沿与管线垂直的方向进行探测，接收机用零值档进行检测信号，此时目标管上的响应值为最大。

（2）管道与电缆的区分

用主动源（电力或通讯电缆辐射的电磁波）和被动源（仪器发出的一定值的电磁波）区分管道和电缆。接收机上有P、R二档，P档检测电力电缆，R档检测通讯电缆，若有P或R档得特征值响应说明有电力或者通讯电缆存在。

（3）拐点的确定

用接收机沿管线走向连续追踪探测时，在拐点处，信号响应会急剧减弱，此时记下信号下降的位置，将接收机灵敏感调高，以该点为圆心做圆状搜索，直到发现新的信号响应，来确定管线新的走向。

（4）变坡点的定位

变坡点处，管线的深度值变化较大，接收机信号强弱变化也变大，此时，需加密观测点，增加或降低灵敏度，逐个测出埋深，确定管线的变破点位置。

（5）交叉管线的探测

用感应法或充电法。将发射机放置在管的上方或将信号直接送入管线的露头上，相距一定距离的进行探测，同样的方法进行另一条管线的探测，确定其交叉点的位置和埋深。

（6）三通和四通的判定与处理

用感应法或充电法。沿管线走向垂直探测，当发现探测前方左侧或右侧有信号且影响直线探测时，记下干扰点的位置，做圆状搜索，直到发现另一峰值点，若和直线上的信号强弱一样，说明二管相连，此时，可以判定该点就是三