综合物探技术在地下管线探测中的运用研究

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科学与信息化2023年8月上 37
综合物探技术在地下管线探测中的运用研究
史亚飞
芜湖市勘察测绘设计研究院有限责任公司 安徽 芜湖 241000
摘 要 在城市化建设的过程中，通常会在地下埋设大量的管线，其用途各不相同，比如说通信管线、电力管线及给水管线等，多种不同功能的管线在地下形成庞大的体系。

根据研究调查显示，市政建设或者是工程建设等项目都可能会对地下管道造成一定的破坏，因此在施工前一定要了解地下管线的分布情况，而在探测地下管线的过程中就可以应用综合物探技术。

基于此，本文对综合物探技术在地下管线探测运用进行探究。

关键词 综合物探技术；地下管线探测；运用
Research on Application of Comprehensive Geophysical Prospecting Technology in Underground Pipeline Detection Shi Ya-fei
Wuhu Surveying and Mapping Design Institute Co., Ltd., Wuhu 241000, Anhui Province, China
Abstract In the process of urbanization construction, a large number of pipelines are usually buried underground, and their usages are different, such as communication pipelines, electric power pipelines and water supply pipelines. A variety of pipelines with different functions form a huge system underground. According to the research survey, municipal construction or engineering construction and other projects may cause certain damage to underground pipelines, so it is necessary to understand the distribution of underground pipelines before construction. The comprehensive geophysical prospecting technology can be applied in the process of detecting underground pipelines. Based on this condition, this paper explores the application of comprehensive geophysical prospecting technology in underground pipeline detection.Key words comprehensive geophysical prospecting technology; underground pipeline detection; apply
引言
地下管线探测技术主要是针对城市地下的各种管线进行勘探和测量，同时测绘其具体情况，其属于一种交叉性技术。

在实际进行地下管线探测的过程中，需要保证整体数据信息的完整性及全面性，进而降低施工对于地下管线造成的不良影响，避免出现地下管线被破坏的情况，这样也可以在很大程度上保证企业的经济效益和社会效益。

通常情况下，对于地下管线的探测其方法之间存在一定的差异性，但是其主要目的都是对地下管线的实际情况进行探测，并绘制相应的图纸，保证整体的探测质量。

1 物探技术研究分析
就物探来说，其主要是指工程地球物理勘探，简称工程物探，此方法的应用，不仅快捷，而且应用费用低廉，特别是在地下管线探测之中，其发挥出了重要的作用和价值，在当前发展中已经被广泛应用到工程界。

此技术发展到今天，已经有40年的发展历史，在具体实施过程中，其已经发展出众多方法，包括电磁感应法、电磁波法、磁梯度法及瞬变电磁法等，其在
土木工程中的应用最为广泛，效果最为显著的是地震法，其次为综合探井法。

综合物探技术的应用，尤其是弹性波探查检测技术的应用，在近些年发展中得到越来越多人的关注，当前已经成为领先世界先进水平的主要技术。

在近些年发展中，随着我国多道顺态面波勘探技术的发展，勘察涉及行业开始逐渐应用SWS 型多播列数字图像工程勘探和工程检测仪，发展到今天，以浅层多波勘探技术为代表的综合物探技术的应用，为勘察涉及行业应用的物探水平的提高奠定了坚实基础[1]。

2 地下管线种类及地下管线探测特点2.1 地下管线种类
随着经济社会的发展，当前城市化建设的脚步逐渐加快，而且城市地下通常埋设了大量的管线。

根据研究调查显示，根据地下管线的用途的差异性，可以将地下管线分为8个类别，共计20余种，比如说排水管线、燃气管线、供水管线、通信管线、工业管线及电力管线等。

如果以管线的物理性质角度为出发点，可以将地下管线分为2个类别，其中一个是金属材质，其材质主要以钢、铁等材质为主，比如说工业管线、排水供水管
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线及燃气管线等通常使用金属管线；另外一种是电缆，其通常是由铜、铝等材质组成，比如说有线电视电缆及通信电缆等领域。

2.2 地下管线探测特点
2.2.1 通常情况下，地下管线所处环境较为复杂，而这也为探测工作带来了一定的难度，因此总的来说地下管线探测工程通常可以被看作为一种隐藏性工程。

根据研究调查显示，为了降低建筑施工或者是市政建设等对地下管线的影响，在建设地下管线的过程中通常将其设置在工程或者是城市街道的下方，但是此种环境对地下管线探测工作带来了一定的难度，而且通常会受到外部因素的影响，导致探测数据信息出现不准确的情况，严重点还会出现无法应用常规的物探技术。

2.2.2 由于管线通常埋设在地下，因此地下管线种类众多，而且由于其用途不同，所以其型号、材质及分布情况等都存在一定的差异性。

根据研究调查显示，为了满足当前城市化发展的需求，地下管线之中物理种类的管线通常在短时间之内会发生一定的变化，因此这也为地下管线探测带来了一定的难度，同时还可能造成数据信息出现误差及不准确的情况，这也为后续的工程施工带来了一定的不良影响。

2.2.3 随着科学技术的发展和进步，现阶段用于地下管线探测的设备设施越来越先进，且与传统地下管线探测设备相比，其功能更加强大，其不仅可以保证地下管线探测的准确性，并对地下管线进行定位，同时也可以对地下管线进行持续性追踪，特别是对于3-5m 范围以内的地下管线，其探测准确性更高。

此外，用于地下管线探测的设备具备良好的抗干扰能力，降低了磁场对其造成的不良影响，进而提升整体探测数据的准确性以及可靠性[2]。

3 综合物探技术在地下管线探测的运用3.1 电磁感应法
根据研究调查显示，金属管线的周围存在一定的磁场，因此如果对地下金属管线进行探测的过程中，需要应用电磁感应法。

电磁感应法在实际应用的过程中可以感应金属管线周围的磁场情况，从而判断地下管线的具体埋设位置，同时也可以判断其埋设的深度和角度，并保证其精准性和准确性，因此现阶段在对金属管线进行探测时，主要以电磁感应法为主，而且其效果更好，也保证了探测质量和效率。

电磁感应法主要是依靠电磁感应，并以此为基础进行探测，主要是针对电缆及光缆等具有导电性质的金属管线，此外，如果给水管的导电性能良好
的情况下也可以应用电磁感应法进行探测。

工作人员在实际进行探测的过程中，最好是管线通过人工激发的方式使其产生电流，这样可以在很大程度上提升整体探测的质量，并保证探测数据的准确性，但是在实际进行人工激发电流的过程中，需要注意的是由于不同类型的管线具有一定的差异性，因此需要应用不同的激发方法。

针对地下管线直径较大的金属管线来说，最为合适的方法是直连法，在应用的过程中，首先，工作人员需要将地下管道连接在管线仪发射机上，此时管道上就会产生一定频率的电流，此时就可以应用电磁感应法接受管道产生的电流情况，进而明确地下管线具体的埋设位置及埋设深度。

但是对于部分地下管线来说，其没有接口，因此无法直接与管线仪发射机连接在一起，针对此种情况，工作人员可以应用夹钳法，将其与需要探测的地下管线连接在一起，此时地下管线也可以产生一定频率的电流，然后设备接收机接收管线产生的电流，最后明确地下管线的具体位置及对应的埋设深度。

电磁感应法在实际应用的过程中，其探测数据信息准确率更高，而且也在很大程度上提升了探测效率，但是其也具有一定的局限性，非金属管线不适合应用此种方法进行探测[3]。

图1 管线探测仪示意图
3.2 电磁波法
根据研究调查显示，现阶段工作人员在探测非金属管线的过程中通常会应用电磁波法。

在实际进行探测的过程中，工作人员首先会对探测的区域的周围环境等进行勘测，然后在勘测
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区域上方布置探测需要一个专用的测线，然后利用探地雷达的发射天线，发射其产生的电磁波，此时管线自身存在的电磁波与雷达发射产生的电磁波之间会产生一定的作用，最终被接收天线接收，用以判断地下管线的实际位置及具体的埋设深度。

工作人员在布置测线的过程中，需要注意的一点是保证测线与地下管线之间保持垂直关系，这样才能保证探测数据的准确性和可靠性。

在进行探测时，通常会将得到的原始数据信息进行统计，然后工作人员再进行整体分析等一系列处理，为了便于观看，最终将数据转换成图像形式，这样观看起来更加方便、一目了然。

电磁波法在探测非金属管线方面被广泛地应用和推广，其可以将探测数据信息转换为探测成果图，但是在此过程中通常会消耗一定的时间成本，其工作效率较低，而且在实际进行探测的过程中，其对于周围场地也提出了更高的要求，周围环境等因素会对其造成一定的影响，因此需要在干扰较小的环境之中应用电磁波法。

如果探测区域的下方布设了钢筋网，那么钢筋网会在一定程度上屏蔽雷达发射的电磁波，而且周围环境之中也会存在一定的电磁波，其也会在很大程度上对整体探测质量及探测效果造成一定的不良影响，严重的会导致无法找到目标体[4]。

为此，在该方法的实际应用过程中，需要提前做好相应的措施，减少各类不利因素的影响。

一般来说，需要先对待测区域进行仔细的勘察，考虑当前的情况，是否适用于此方法，并评估是否能够采取相应的措施来改善当前情况，让该方法得以有效应用，同时也要衡量相应的成本，确定成本合理、方法可行，再按照现行的规范，来应用该方法，以保证该方法的应用效果。

此外，还要注意，应保证操作人员的操作能力，得以满足该方法的应用需求，以规避主观不利因素，并提前做好相应的操作训练，待到正式探测时，一定要规范具体的操作，而且也要配置、调试好各类软硬件设施，尤其是在数据处理上，需有序地进行数据的处理和分析，让此方法得以更加顺利的实施，保证探测结果的准确性。

3.3 瞬变电磁法
当想要对自来水管线、污水管线及雨水管线等进行探测时，就可以积极应用瞬变电磁法，其在探测此类管线之中发挥出了重要的作用和价值，同时也保证了探测质量及探测的有效性。

瞬变电磁法在实际应用的过程中，主要是利用磁源，然后将一次脉冲电磁场发射至地下，其会对地下地层介质造成一定
的影响，随后其会感应二次磁场，此时瞬变电磁法应用线圈感受二次磁场的实际情况，并对接收的信息进行感应、整理和分析，进而明确地下管线的实际位置，同时也可以明确地下管线的深度。

在应用瞬变电磁法的过程中，其实际工作过程与探地雷达探测的过程较为相似，都是在完成数据采集之后，进行滤波、一维反演工作，最后再进行转换，最终得到测线成果图。

根据研究调查显示，管道是金属材质或者是管道内存在导电物质的是低阻，管道是非金属材质或者是管道内部不存在导电物质的是高阻，进而判断出地下管道的最终位置及埋设深度，同时也可以判断管线的类型。

瞬变电磁法在实际应用的过程中，可以更好地感应出金属及导电物质，因此此种方法更适合探测自来水管线或者是含水的管线，在探测其他方面的管线方面也可以发挥一定的作用和价值，但是效果一般。

虽然其对于自来水管线及含水管线的探测效果比较好，但是对于埋设较深的地下管线来说，其作用和价值较小，同时还有可能导致出现探测数据不准确的情况，降低了整体探测工作的有效性及准确性，而这也为后续的工作带来了一定的不良影响。

4 结束语
综上所述，在实际进行地下管线探测的过程中，可以应用多种探测方法，但是针对不同的地下管线一定要选择最为合适的探测方法，进而保证探测数据的准确性以及可靠性，针对特殊地下管线来说不仅需要应用相对应的探测技术，同时也需要工作人员对其进行实地勘测，了解具体情况，这样可以在很大程度上提升整体的探测效果及探测质量，同时也在一定程度上控制人力、财力的投资，也保证了探测数据的准确性和可靠性。

参考文献
[1] 贠铭杰.综合物探技术在地下管线探测中的应用[J].探索科学,2021(2):189-190.
[2] 李蓓蓓,李帅,李盼,等.综合物探技术在地下金属管线探测中的运用分析[J].大众标准化,2022(11):27-29.
[3] 王慎利.综合物探技术在地下管线探测中的应用[J].商品与质量,2020(27):132.
[4] 李俊明,孟宪超.综合物探方法在地下管线探测中的应用分析[J].门窗,2021(9):185-186.。