地下管线探测技术与探测设备解读

城市地下管线探测技术与探测设备

2012年8月

摘要：本文分析了地下管线探测的特点及其工作原则，阐述了目前城市地下管线探测主要技术方法、特点及其工作原理，介绍了地下管线探测相关设备。随着我国城市建设现代化的发展，地下管线探测工程也越来越多，特别是大量非金属管线的使用对于地下管线探测技术提出了更高的要求，进行地下管线探测技术研究是一个长期的问题。

关键词：管线探测技术；电磁法；探地雷达；管线仪

1 引言

地下管线是城市最重要基础的设施，长期以来，它担负着传输信息，输送能量及排放废液的工作。它是城市赖以生存与发展的基础和保障，是保障城市功能正常发挥和人民安居乐业的神经和血管，因此被称为城市的地下生命线。但是由于种种原因，我国许多城市的地下管网分布资料不全，管线档案管理不规范。近年来，随着城市建设飞速发展，在施工过程中因损坏管线而引起的停水、停电、人员伤亡等重大事故在许多城市屡见不鲜。因此探测地下管线对于城市的正常运营和改扩建具有重要的意义。

2 我国地下管线探测技术发展简介

使用物探方法进行地下管线探测我国开始于上世纪80年代末期。在此之前，获取地下管线资料的手段主要以向管线权属单位搜集已有的管线资料和开经调查为主，这时期获取的管线资料准确性、全面性都比较差。

进入90年代，我国的地下管线探测技术得到迅速的发展，在地下管线普查工程中逐步使用了“内外业一体化”的作业模式和探测技术，一批专业化的探测

公司相继成立，国内许多大中型城市相继开展了城市地下管线普查工作。1994年原冶金部组织制订的《地下管线电磁法探测规程》YB／I9027—94和1995年颁布实施的行业标准《城市地下管线探测技术规程》CJJ61—94，推动了城市地下管线探测技术开始走向规范化，标志着以物探技术为基础的城市地下管线探测技术开始走向标准化和应用推广阶段。1996年成立了原建设部科技委地下管线管理技术专业委员会，为我国地下管线探测技术的发展和应用做了大量的工作。

进入2l世纪以来，随着数字化测绘技术以及计算机技术的发展与应用，“内外业一体化”探测技术得到了较快发展和应用推广。这一时期我国许多城市均采用“内外业一体化”探测技术组织进行了地下管线普查，提高了探测作业的工作效率，保证了普查工作成果的质量。2003年修订后的行业标准《城市地下管线探测技术规)CJJ61—2003，系统总结了“内外业一体化”技术经验和成果，为规范和统一技术的应用推广起到重要作用。

3 地下管线探测的特点和基本原则

3.1 地下管线探测的特点

（1）工作环境复杂，地下管线探测不仅受管线本身材质影响，同时也受到当地的埋设状况等地质条件影响；

（2）地下管线种类繁多，主要有：给水管、排水管、燃气管、电力电缆和路灯电缆、电讯电缆、供热管道、人防通道等。由管线所形成的物理场的种类和变化较大；

（3）对探测设备具有较高的要求，必须满足规程的需要。既要经济实用，能够对管线进行连续追踪，快速、准确定位、定深；同时要具备多种频率，适用不同的工作环境，有较高的分辨率和较强的抗干扰性能。

3.2 地下管线探测的基本原则

地下管线探测技术特点决定了工作原则，对于不同的管线，不同的环境需要采用相应的技术方法。根据《城市地下管线探测技术规程》的要求，结合实际工作经验，在地下管线探测过程中需遵循以下基本原则：

（1）从已知到未知。在仪器探查工作开始前应首先在区内的已知管线敷设情况的地方进行方法试验，以确定方法技术和选用仪器有效性、精度和有关参数。通过方法实验确定最小收发距、最佳收发距、最佳发射频率和功率，并确定定深修正系数。不同类型的管线仪器在不同的地球物理条件的地区，方法技术的效果不同，因此应分别进行试验，然后推广到整个测区开展探查工作。在探查过程中遇到不同的管线材质或疑难问题，应随时进行方法试验，提高探测的精度。

（2）由易到难，从简单到复杂。开展探查工作时，应首先选择管线少、干扰少、条件比较简单的区域进行，然后逐步推进到相对复杂条件的地区；在城市综合管线探测过程中，应首先选择明显点调查较多、探测难度较小的管线种类开始，一般顺序为：排水管道---通讯电缆---路灯电力电缆---供热管道---给水管道---燃气管道。

（3）管线探测的技术方法有很多种，实际应用时在保证探测质量的前提下，应优先选择简单、快捷、安全有效、成本低的方法，这是由技术的经济性特点所决定的。

（4）在管线分布复杂区域，通过单一的技术方法是很难或无法辨别管线的敷设状况，需要根据相对的复杂程度采用适当的综合方法，以提高对管线的分辨率和探测结果的可靠程度。

4 目前地下管线探测的主要技术方法

4.1 地下管线按其物理性质可大致分为三类：

（1）由铸铁、钢材构成的金属管线；

（2）由铜、铝材料构成的电缆，如电力电缆、通讯电缆等和有线电视电缆等；

（3）由水泥、陶瓷和塑料材料构成的非金属管道，如排水、工业管道或某些给水管、燃气管等。上述管线与周围介质在电性、磁性、密度、波阻抗和导热性等方面均存在物性差异，因此，可以利用导电率、导磁率、介电常数和密度等物理参数，选择不同的地球物理方法进行探测。

地下管线探测方法一般分为两种，一种是井中调查与开挖样洞或简易触探相结合的方法。这种方法工作效率低、成本高、成果质量低，是物探技术引入到管线探测技术之前主要采用的方法，目前仅在在某些管线复杂地段和检查验收中采用。另一种是仪器探测与实地调查相结合的方法．这是目前应用最为广泛的方法。在各种物探方法中．就其应用效果和适用范围来看，依次为电磁法、电磁波法（地质雷达法）、直接法和钎探法、声波法、红外辐射法、地震波法等。

4.2 电磁法

电磁法具有探测精度高、抗干扰能力强、应用范围广、工作方式灵活、成本低、效率高等优点，因此是目前国内外最常用的探测方法。电磁法的基本原理是利用交变电磁场对导电性或导磁性或介电性的物体有感应作用，从而产生二次电磁场，通过观测分析所激发的二次电磁场来确定地下管线的位置。应用电磁法探测地下管线，通常是先使导电性好的地下管线带电，然后在地面上测量由此电流产生的电磁异常，从而来达到探测地下管线的目的。其前提是必需满足以下地电条件：（1）地下管线与周围介质之间有明显的电性差异。（2）管线长度远大于管