地下管线探测技术研究与应用

河南理工大学

毕业设计（论文）题目：地下管线探测技术研究与应用

院（系部）地勘系

专业名称地球物理勘查技术

年级班级

学生姓名

指导教师

2012 年月日

本论文主要内容是对利用频率域电磁法，地下金属管线探测技术应用的研究。使用直接充电法和感应法探测地下管线（埋深、走向、对管线追踪），在使用仪器探测时的工作方法介绍。如何提高信噪比，在野外工作时问题的处理解决方法，要想使探测数据真实可靠，不但需要仪器的精确，还需要操作人员在野外能依靠经验区分信号的可靠性，来解决等干扰带来的问题，根据环境条件选择最佳的工作频率，取得最好的探测效果。

关键词：频率域电磁法、RD8000、地下金属管线、直接充电法、感应法。

第一章：引言 (1)

第二章地下管线探测技术理论和研究 (2)

2.1地下管线探测的技术前提 (2)

2.2地下管线探测的技术特点 (3)

2.3 地下管线探测技术方法 (4)

2.4 地下管线探测的工作原则 (6)

第三章用频率域电磁法探测地下管线野外工作方法 (7)

3.1 最佳工作频率的选择 (7)

3.2常用的工作方法 (8)

3.2.1直接充电法 (8)

3.2.2感应法 (9)

3.2.3夹钳法 (9)

第四章金属管线探测原理 (10)

4.1 管线仪器介绍 (10)

4.2管线位置及埋深的确定 (11)

4.3管线中影响信号电流大小的因素 (13)

结束语 (14)

致谢 (145)

参考文献 (146)

第一章：引言

地下管线使城市的重要基础设施，它担负着传输信息输出能量及排放废液的工作。由于历史原因，我国许多城市地下管网分布不清，档案管理不够规范，这给城镇、工矿企业的建设与改造以及管线的使用与维护带来许多困难。因此，全面系统地勘察和测绘地下管网的分布，建立城市和厂矿企业地下管网数据库，对城市的正常运营及改造扩建都有十分重要的意义。

随着经济社会的迅猛发展和城市化进程的快速推进，城市的人口、资源、环境所带来的压力日益严重，城市的空间资源日益短缺，这就需要现代化城市的规划、建设和管理必须把城市的地上和地下空间作为一个整体来考虑，地下空间是一种极其宝贵的资源，不可再生，一旦无序开发，就会产生不可挽回的损失。作为地下空间的主载体城市地下管线，是城市的重要基础设施，是城市生存和发展的血脉，科学、准确、完整的地下管线现状信息是地下管线安全、高效的保障。为保证地下管线信息的科学性、准确性和现势性，目前国内通行的运做模式是：通过城市地下管线普查，建立综合地下管线数据库，进行地下管线竣工测量更新综合地下管线数据库。

由于地下管网种类繁多，再加上不同历史时期又遗留下大量废弃管线，这些复杂情况给地下管网的勘察和测绘带来很大困难。因此地下管网调查不仅需要研制系统化的，能够对管线进行快速和有效跟踪的仪器设备，而且也需要不断研究和总结管网探测中的一些方法、技术，从而使地下管网探测这一地球物理勘探的新领域能得到迅速发展。

第二章地下管线探测技术理论和研究

地下管线可以被探测到是由于它与其周围土壤介质之间存在有明显的物性差异。一切地下管线与其周围介质之间最明显的物性差异就是其空间上的线性延续特征

2.1地下管线探测的技术前提

地下管线在空间上的线性延续特征是几乎所有探测方法能够区分地下管线和其它介质的最基本的物性前提。也就是说，我们只有在追踪信号具有明确的线性延续特征时，才能说它有可能是一个地下管线信号。不同的探测方法可以依据不同的物性差异方面对这个线性特征加以检测。比如：地下金属管道的电导率、磁导率、介电常数等与大地土壤之间存在着较大的差异，于是我们可以应用电磁法针对其线性特征进行探测；地下管线的波阻抗与其周围大地土壤之间存在着较大的差异，而且管线顶部一般具有弧形的空间形态，于是我们可以应用电磁波的折射和反射原理来对其进行探测。我们还可以利用地下非金属管道的中空结构，应用电磁示踪法对其进行探测等等。

物性差异是探测可以实现的前提，但是要获得明显的探测成果还取决于差异的强度与技术手段之间的适应程度、以及人们对成果期望值的水平。

在此前提下，无论采用充电法或感应法，都会探测到地下管线所引起的异常。从原理上讲，在感应激发条件下，管线本身及导电介质均会产生涡流。对于那些直径与埋深可比拟的管道而言，在地表所引起的异常即决定管线本身所产生的涡

流，也决定于大地-管线-大地这个回路中的电流以及管线所聚集的、存在于导电介质中的感应电流。

2.2地下管线探测的技术特点

1. 地下管线赋存的环境复杂，地下管线属隐蔽工程，管线探测的区域多数在城区的繁华街道或厂矿的复杂地段，地面、地下以及空中干扰较大，不利于常规物探方法的开展。

2. 地下管线种类繁多，铺设方式、管材和型号各异，由管线所形成的物理场的种类和变化较大，增加了管线探测的难度。

3. 地下管线探测要求仪器具有连续追踪、快速定向、定点和定深的功能，同时要求能在现场作出准确的判断。

4. 仪器应具有足够的探测深度，有较高的分辨率和较强的抗干扰性能。

地下管线探测技术一般具有经济性、局限性和模糊性等几个特点。

⑴．经济性：经济性是一种探测技术能否得到广泛应用的一个前提条件。它包括使用的经济性和购置的经济性两个方面。从使用的经济性方面说，它要求仪器既要灵敏精确，又要小巧轻便，有较高的使用效率。购置的经济性是指仪器的价格适合当时的社会经济条件。经济性是制约地下管线探测技术发展的一个关键性因素（例如地质雷达）。

⑵．局限性：地下管线探测技术的局限性主要体现在以下几个方面：一是经济性的特点使得探测技术的应用是不充分的，因此在探测技术方法的选择上存在着一定的局限。二是任何探测方法都是有一定的适用条件的，具有其本身固有的局限性。三是探测结果往往是依据模糊的间接证据（探测信号）作出的，各种未知因素会对它造成干扰，依据它得出的结论往往有一定的局限性。四是探测者的知识水平和工作经验往往会对结果造成一定的影响。在实际探测工作中，各种局限性相互交织在一起，共同对探测结果发挥作用。