城市地下管线探测方法及影响因素

城市地下管线探测方法及影响因素

王学得

湖南物勘院贵州贵阳550002

摘要:地下管网是现代化城市中的重要基础设施,完善城市基础设施的建设,提高城市地下载体的功能,对加速社会主义经济建设、改善人民生活条件、完善投资环境、提高城市现代化程度有着极其深远的意义。由于地下管线属于隐蔽工程，因而对地下管线从规划设计，施工，到建成投入运营进行全面、系统、准备的信息，科学地探明地下管线的准确位置、编制成图、建立地下管网信息系统，就成为现代化城市面临的重大管理和技术问题。

关键词:地下管线定位定深信号

随着中国现代化信息化进程的发展, 地下管线已由单一、简单形式发展到包括排水、给水、通信、燃气、工业管线等多类别布局复杂的管线网。但由于历史的原因，全国70%的城市地下管线没有基础性城建档案资料，每年因施工而引发的管线事故造成经济损失高达数百亿元。加强地下管网的探测与管理已显得越来越重要。

1.地下管线探测仪的介绍原理及参数

1.1地下管线探测仪的介绍

本次在贵州贵阳地下管线探测中所使用仪器是英国雷迪公司生产的RD-4000型地下管线探测仪。工作频率为8KHz、33KHz、65KHz等。该仪器性能稳定、效率高、精度好，可用于金属管道及电力、通信管线的探查。探测方法以主动源法为主，亦可采用被动源法，激发方式主要采用直联法、感应法、夹钳法。

1.2地下管线探测仪的基本原理

以地下管线与周围介质存在明显的物理性质差异为基础，将一交变电磁信号施加于埋设于地下的金属管线，金属管线与大地之间构成回路，由于金属管线的集流效应而产生一个交变线电流，用仪器在地面检测这个线电流产生的交变电磁信号，从而确定地下管线的空间位置。

1.3地下管线探测仪的六个参数

（1）仪器一致性：多台仪器在同一测区内工作，为了使探测数据波动范围窄，各数据趋于一致，而对仪器进行的检验。

（2）最小收发距：10m

（3）最佳收发距：80m

（4）最佳工作频率：33KHz

（5）最佳发射功率：50%

（6）深度修正系数：±探测深度h x1%

2.地下管线探测原则和方法

2.1地下管线探测原则

（1）从已知到未知。（2）从简单到复杂。（3）方法简单有效为原则。（4）复杂条件下采用多种方法相互验证。

2.2实地调查

调查方法是将井盖打开，对明显管线点及其附属设施，包括接线箱，各类人（手）孔井、仪表经、检修井、阀门井、消火栓等，做详细的调查，量测记录，查清各类被调查管线的类型、管径、材质、走向、埋深及管线连接关系。对于裸露管线埋深测管顶至地面距离（取负值）。

管线点位置设在井盖中心，当地下管线与井盖中心偏差≥0.4m时，井盖应作为地物点定点。

（1）对于雨污水井，当井中有淤泥和杂物时，一般用“L”型量杆量测深度和判断连接方向，量测深度时采用多次量测取平均值来确定；对于无法探底的管道采用“顶深+管道直径”来确定管内底深度。

（2）对于给水阀门井用卷尺直接量取深度、管径、记录材质；当井内被泥封时，只露出阀门时，用“阀顶深+40”cm来确定管顶埋深，用“阀镑宽-15”cm来确定管径。

（3）对于电力、通讯人（手）井，可直接量去埋深、管径、并记录孔数和电缆条数；当井内单一管线凌乱时，应量取其包容管径；井内多属性管块应分别量取埋深、管径并标注孔数和电缆条数及权属单位。

2.3仪器探测

在实地调查基础上，根据不同的地球物理条件，采用不同的技术手段和仪器频率进行地下管线的探测。

（1）给水管道探测方法

探测给水管道时，对于材质是金属的，有明显管线点并且接地条件良好的管道，采用直联法（主要用33KHz）来探测，并定位定深；无接地条件的用感应法探测（最小间距8m）定位定深；对于非金属管段，应用地质雷达探测，通过雷达波分析确定管道的平面位置埋深。

(2) 燃气管道探测方法

探测燃气管道，材质是金属的。首用感应法来探测定位定深；对于小管经（≤50mm）可采用夹钳法探测并定位定深；但多数条件下使用直联法来探测定位定深，同时应当注意安全。

(3) 通信、电力管线的探测

通信、电力管线隐蔽点的探测，一般用夹钳法或应感法。对于单根埋设方式的，采用极大值定位，直读测深就可以满足精度要求；对于多根埋设的，采用极大值的70%异常宽度定深，异常宽度中心定位。

（4）复杂条件下的探测方法

①当两条金属管道相距较近时，一般难以区分两个异常信号，此时采用不同激发方、不同频率，两台仪器分测两条管线，突出目标管线的信号，压制另一管线干扰，从而分辨目标管线。

②交叉路或地下管道附近，由于道路拓宽、修建地下通道等原因，造成管线连接关系、走向难以判断，此类情况下可用拉线法、声波法判断连接关系、走向。

给水、煤气、电力、通信管道管线主要采用70%来定位定深。采用极值的70%定出异常宽度的中心作为管线中心位置，异常宽度作为深度，可以满足不同管径、不同埋深管线的定

位定深要求。如图1

对于通信、电力、给水、燃气管线的定位定深应根据管块和管径进行必要的埋深和平面位修正。

3.管线探测的影响因素

（1）目标：管线特征是决定探测信号的决定性因素

管材：决定管线导电性，导电性好，信号清晰且传播远。

管径：管径大探测信号弱，峰值宽，传播距离近。

埋深：埋深大的管线信号较弱。

长度：管线长信号强。

管线接头：接头使信号变弱。

（2）临近管线或临近金属地物对目标管线探测信号的影响。

（3）施加信号的特征

输出频率：频率低，信号强，传播远，但易造成邻近管线产生二次场对目标管线的干扰。

输出功率：功率大，信号强，同时邻近管线干扰也强。

（4）地电条件

土壤导电性好，信号交强。

4.结论

本次工作在贵阳市的小河区、南明区、云岩区三个区域中展开，通过六个多月的工作，已探测查明三个区域内的排水、给水、燃气、通信、电力等管线的连接关系、走向、平面位置、埋深等。在本次工作中累计完成的物探点8236个，测量点8372个，数据如库11036条，并应用湖南省物勘院研发的地下管线成图系统，绘制出136.5Km地下综合管线图，并移交给了贵阳市城建部和城市档案馆，为贵阳市城市建设提供了准备、可靠、科学的资料。

参考文献：

[1]吴尚科，地下管线探测技术处探[J]，人民长江，2007，(3).2—3

[2]周风林，洪立波，城市地下管线探测技术手册[M]，北京，中国建筑工业出版社，1998

[3]陈耀红，地下金属管线探测定位定深极其误差估计的研究[J]，甘肃冶金，2004.2；47—49