地下管线探测

《地下管线探测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地下管线探测（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2018/9/4,1,工 程 测 量 学,第十四章 城市地下管线探测,2018/9/4,2,14.1概述,城市地下管线指城市中已有和新建的位于地下的各种管道、管线称。地下管线探测是指采用物探和测绘技术确定地下管线空间位置和属性的全过程，包括对已有地下管线普查、新建地下管线施工和竣工测量等内容。已有地下管线普查是查明地下管线的现状，即管线和附属设施的空间位置及其属性特征，包括管线探测、管线测量和沿地下管线的带状地形图测绘；新建地下管线的施工和竣工测量属于工程测量的范畴；城市地下管线网信息系统是利用地理信息系统原理和方法，建立对地下管线网及其附属设施的空间信息和属性信息进行管理，满足城市规划、设计

2、、施工和管理需要,2018/9/4,3,14.1.1 城市地下管线的现状,a.缺少统一领导和规划。许多城市在管线的铺设中，经常出现道路重复开挖、重复施工情况；管道铺设的基础处理和回填质量差，造成道路路面很差；旧城区道路狭窄，建筑密度大，违章建筑压在管线上面，影响使用、维护和更新，已有给、排水管道严重老化，成为事故隐患 。 b.家底不清，资料不全，管理不力。 有些城市甚至没有一张完整的“地下管网图”，全国大约有70%的城市没有地下管线基础性的城建档案资料，由于不能提供准确的现状资料，造成规划、设计和施工困难，规划管理审批的盲目性大。新建管线在竣工后未经主管测量单位审查和作竣工测量，大量竣工资料分

3、散。原有城市地下管线没有普查、建档，新增管线资料也没有及时归档入库。 c. 地下管线普查投入不足、进度较慢，效果欠佳。 全国城市施工中挖断管线而引起停水、停气、停电和通讯中断等事故所造成的经济损失每年达450亿元。,2018/9/4,4,14.1.2 地下管线探测的目的意义,地下管线探测的目的在于获取地下管线精确、可靠、完整且现势性强的几何及属性数据，生产地下管线各种图表等档案资料，为建立城市地下管线网信息系统提供基础资料。进一步为城市的规划、设计、施工和管理服务，实现管理的科学化、自动化和规范化。,2018/9/4,5,14.1.3 城市地下管线分类和结构,a. 地下管线的分类城市地下管线可

4、分为供水、排水、燃气、热力、电力、电信和工业等管线。也可以分为 :供水系统，中水系统，排水系统，热力系统，燃气系统，电力电信系统，物料系统。,14.1.3 城市地下管线分类和结构,供水系统：自来水经水厂净化消毒后由供水管网送往不同用户。 中水系统：将生产、生活使用过的污水处理成可利用的中水。 排水系统：按污水和雨水分流原则，分别由雨水管沟和污水管道组成。 热力系统：分工业供热和居民供热。又分为蒸汽管和热水管，部分是架空的明管，部分是直埋的暗管或地下管沟暗管。 燃气系统：分为中、低压供气钢管。 电力电信系统：埋地敷设于电缆沟。 物料系统：分原油、天然气、石脑油、乙烯、丙烯、汽油、柴油、液化气和渣

5、油等直埋管线。,2018/9/4,7,14.1.3 城市地下管线分类和结构,b. 地下管线的结构地下管线包括管线上的建（构）筑物和附属设施，前者有水源井、给排水泵站、水塔、清水池、化粪池、调压房、动力站、冷却塔、变电所、配电室、电信交换站、电信塔（杆）等，附属设施包括各种窨井、阀门、水表、排气排污装置、变压器、分线箱等.,14.1.3 城市地下管线分类和结构,地下管线可抽象为管线点和管线段组成。管线点可细分为：各种窨井、各种塔杆电缆分支点、上杆、下杆、消防栓、水表、出水口、测压装置、放气点、排污装置、排水器、涨缩器、凝水井、边坡点、变径点等。连接相邻两管线点的部分称管线段，可组成环状网和树状网

6、的复杂网络，有的管线还具有方向。,14.1.3 城市地下管线分类和结构,c. 地下管线的材质分为三大类：由铸铁、钢材构成的金属管线；由钢、铝材料构成的电缆；由水泥、陶瓷和塑料材料构成的非金属管 道，包括钢筋混凝土管、砖石沟道。管线 材质与地下管线探测的仪器和方法密切相关。,2018/9/4,10,14.1.4 城市地下管线探测,城市地下管线探测的基本流程如下： （1）签订合同。接受探测任务，明确测区范围。 （2）收集整理资料。收集测区控制点成果、地形图、管线图及管线设计、施工与竣工资料。 （3）现场踏勘。了解测区地形、地物、地质、地貌、交通以及管线情况。 （4）编写技术设计书。制定管线探测的技

7、术方法，进行工作进度安排，提出质量保证措施。 （5）对已有管线的现况进行调绘，编制地下管线现况调绘图，同时进行管线控制测量。,2018/9/4,11,14.1.4 城市地下管线探测,（6）地下管线探测的实地调查，对明显管线点作调查、记录和 量测。 （7）进行地下管线隐蔽管线点的探测，在地面设置标志。 （8）采用数字测绘方法，进行管线测量，绘制地下管线带状地形图。 （9）同时进行地下管线探测和测量的质量检查、编写质量检查报告。 （10）编绘地下管线图。包括综合地下管线图、专业地下管线图、管线横断面图和局部放大图。 （11）编制成果表。 （12）进行数据处理和转换，建立地下管线网信息系统的管线网数

8、据库。,2018/9/4,12,14.2 城市地下管线探测,地下管线探测是要确定地下管线的位置,包括平面位置和埋设深度（埋深），平面位置为管线中心点在地面上的投影，埋深为管线点到地面的垂直距离。探测时要在地面上标出地下管线探测点的位置，通过测量获得其平面坐标和高程。,14.2.1 地下管线探测方法,地下管线探测方法有两种:a.开井调查、开挖样洞和进行触探的方法。b.用地下管线探测仪进行物探的方法。两种方法要结合起来，以物探方法为主。地下管线物探方法分电探测法、磁探测法和弹性波法等，电探测法又分直流电探测法和交流电探测法两类。,2018/9/4,14,14.2.1 地下管线探测方法,管线探测仪的

9、工作原理图：,管线二次场,管线磁场分量曲线,2018/9/4,15,14.2.1.1 电探测法,a.直流电探法用两个供电电极向地下提供直流电，电流从正极传入地下再回到负极，在地下形成一个电场。当存在金属管线时，金属管线对电流有“吸引”作用，使电流密度的分布产生异常；若地下存在水泥或塑料管道，由于它们的导电性极差，对电流有“排斥”作用，同样也使电流密度的分布产生异常。,2018/9/4,16,14.2.1.1 电探测法,b.交流电探法利用交变电磁场对导电性、导磁性或介电物体具有感应作用的特性，通过对发射产生的二次电磁场的测量来发现被感应的物体。,2018/9/4,17,14.2.1.1 电探测法

10、 -交流电探法,交流电探测法分电磁法、电磁波法（或称探地雷达法，Ground Penetrating Radar Method）。a.电磁法电磁法又分为频率域电磁法和时间域电磁法。频率域电磁法主要用于金属管线的探测，先使导电的地下金属管线带电，在地面上测量由此电流产生的电磁异常，从而探测出地下管线的位置。频率域电磁法又分主动源法和被动源法两种方法，主动源法是采用人工方法把电磁信号加到地下金属管线上，又包括直接法、夹钳法、电偶极感应法、磁偶极感应法和示踪法等。被动源法是直接利用金属管线本身所带有的电磁场进行探测，又分工频法和甚低频法 。,2018/9/4,18,14.2.1.1 电探测法 -交流

11、电探法,b.电磁波法电磁波法是利用高频电磁波以宽频带短脉冲形式由地面通过发射天线传送入地下，由于周围介质与管线存在明显的物性差异，例如电导率和介电常数差异，脉冲在界面上将产生反射和绕射回波，接受天线收到这种回波后，将信号传到控制台，经计算机处理后，可将雷达图像显示出来，通过对雷达波形的分析，可确定出地下管线的位置，所以电磁波法又称探地雷达法。探地雷达法除了能准确探测金属管线，对非金属管线同样具有快速、高效、无损及实时等特点。,2018/9/4,19,14.2.1.2 磁探测法,磁探测法只适于地下铁质管道探测。由于铁质管道在地球磁场的作用下会被磁化，磁化后的磁性强度与管道的铁磁性材料有关。铁质管

12、的磁性较强，非铁质管则无磁性。磁化的铁质管道可形成自身的磁场，与周围物质的磁性有明显差异。通过在地面观测铁质管道的磁场分布，可以发现地下的铁质管道并确定出管道的位置。,2018/9/4,20,14.2.1.3 弹性波法,弹性波法分反射波法、面波法以及弹性波CT法等。反射波法又分为共偏移距法（Common Offset Distance，COD法)和地震映像法。COD法主要用于非金属地下管线的探测，由于非金属管线与周围介质存在显著物性差异，激发的弹性波在地下传播时遇到这种物性差异界面时会发生反射，反射波被仪器接收记录，可根据发射信号的同相轴连续性及频率变化来确定非金属地下管线的位置。地震映像法是

13、近几年才出现的新方法，弹性波在地下介质传播过程中，遇到地下管线后会产生反射、折射和绕射波，使弹性波的相位、振幅及频率发生变化，在反射波时间剖面上出现畸变，从而确定地下管线的位置。,2018/9/4,21,14.2.2 地下管线探测仪器,采用物探方法能确定地下管线平面位置和埋深的仪器称地下管线探测仪（又称管线仪或探管仪）。其发展经历了从高频到低频，从单频到多频，从1W到几十瓦的历程。1915年至1920年，美国、英国和德国先后生产了探测地下地雷和未引爆的炸弹等金属的探测仪。第二次世界大战后，出现了应用电磁感应原理的地下金属管线探测仪。20世纪80年代后，仪器的信噪比、精度和分辨率大大提高，而且更

14、加轻便和易于操作。探地雷达的开发应用，进一步拓宽了地下管线的探测范围。,2018/9/4,22,14.2.2 地下管线探测仪器 -成果展示,英国雷迪公司RD4000系列地下管线探测仪采用先进的技术和工艺，在功能、性能和应用范围等方面要优于其他地下管线探测仪。2005年该公司又推出的LD 500数字管线仪，由于采用差分技术、相位识别技术和超强的发射机，精度比RD4000提高了一倍，是探测煤气、电力、电信和给排水等各类地下管线的有效仪器（如下图所示）。,LD 500数字管线仪,2018/9/4,23,14.2.2 地下管线探测仪器 -成果展示,新推出的RD 8000 PDL/PXL 系列采用最新的

15、专利数字固件设计，取代了原来的作为行业标准的RD 4000 PDL/ PXL 系列管线探测仪产品，其响应速度更快、准确性高、可靠性更强，为全球用户提供了一种可控性强、可靠性高、高性价比的地下管线探测解决方案（如下所示）。,RD8000 PDL/PXL地下管线探测仪,2018/9/4,24,14.2.2 地下管线探测仪器 -成果展示,美国RYCOM公司的8850/8875/8878/8831地下管线探测仪，采用多频率工作模式，可以准确探测地下电缆、管线的位置。德国的竖威管线探测雷达Pulse EKK01000型和探管仪EI_/GI，适合城市燃气、供水及市政管网的普查。加拿大Sensors&Sof

16、tware公司生产的EKKO100、EKKO1000及Noggin250型数字探地雷达，可用于各种地下管线及其他埋设物的探测。国产的GXY系列、SL系列地下管线探测仪，适用于各种复杂的地下管线探测、定位及故障查找，并能对破损点进行定位。,2018/9/4,25,14.2.3 地下管线探测的程序和检验,地下管线探测的程序和检验包括：仪器检验、方法试验、实地调查、仪器探测和质量检验等，简要说明如下：（1）仪器检验。管线探测作业前，应对所有准备投入使用的仪器设备按照有关技术指标要求和仪器检验有关规定进行检验。（2）方法试验。选择有代表性的路段进行不同类型的管线和不同的地球物理条件下的方法试验。试验结

17、果写入是地下管线探测技术设计书。,2018/9/4,26,14.2.3 地下管线探测的程序和检验,（3）实地调查。应有管线权属单位或熟悉管线敷设情况的人员参加，根据地下管线现况调绘资料在实地对管线位置、走向和连接关系进行核查，对明显管线点如消防栓、接线箱、窨井等作详细调查、记录和量测，确定需要用仪器探测的管线段。明显管线点调查一般采用直接开井量测法，并现场填写明显管线点调查表，按管类分别记录调查项目。应查明每条管线的性质和类型，量测埋深。按规定的要求设置地面标志，并绘制位置示意图。（4）仪器探测。针对工作区内不同地球物理条件，选用不同的物探方法和仪器进行仪器探测，确定地下管线的水平位置、埋深。对管线分布复杂、地球物理条件较差和干扰较强的路段应综合采用多种物探方法。,