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1、各种地下管线探测方法在东莞虎门市政改造工程的应用Appi1icalion of al 1 kinds of underground pipline detection methodsduring the municipal improvement projects both of dongguan and humcn深圳市大升高科技工程有限公司徐建华Shenzhen dasheng hi-tech engineering co.r ltd J ianhua xu（广东深圳518055）摘要：本文结合虎门镇市政改造工程的地下管线探测，阐述了复杂条件下城市地下管线探测 的各种方法及存在的不足，为以
2、后城市地下管线探测提供了较好的方法。关键词：地下管线探测地质雷达非金属管线Abstrac t: combi ning with the un dergro und pi pel i ne detecti on of mun icipal renovation project in the town of H umen , the paper indroduces various of underground pipeline detection methods in the complicated conditions and deficiencies , it provides some g
3、ood methods for the detecting of underground pi pel iKey words: detecting of un dergro und pipeline G PR, non metallic pipeline1前言近几年来，东莞市虎门镇随着经济的蓬勃发展，地下管线的建设也突飞猛进，日新月 异。但是冃前虎门镇地下管线状况十分落后而且十分混乱，地下管线随意埋设错综复杂，没 有埋管线标志或管线标志不准，个别地段因道路的儿次施工塑高而使得原有的检修井被填埋 同时使得地下管线的埋深变得更深，与其现代化建设和经济快速发展极不适应，因施工原因 造成的地下管线损坏
4、及人员伤亡和停水停电事件也偶有发生。为了设计及施工过程中避免发 生事故，综合地下管线探测己成为道路设计及施工的必要前提。本次探测主要使用RD4000地下管线探测仪，同时使用瑞典RAMAC/GPR型地质雷达进行 了非金属管线探测，完成工作量250Kmo由于地下管线探测的技术局限性，使得复杂情况下 的物探异常的推断、解释比较闲难。本文结合了实际情况主要对近间距并行管线、明显点较 少且埋深较深的地下管线、多电缆（电信）管线和非金属管线的探测方法的应用进行了探讨。 2地下管线探测的基本原理地下管线的探测大多采用电磁探测技术，用电磁探测法工作时，具有激发和测量不用接 地，测量系统轻便省电、工作方式灵活、
5、资料解释容易、可压制严重的空间电磁波干扰，并 对地下管线可连续追踪等优点。麦克斯韦提出的两条假说：“变化的磁场激发感应电场，变化的电场激发感应磁场。”这 种变化的磁场和变化的电场互相转化，交替产生，电磁场便以一定的速度rti近及远向空间 传播，称为电磁波。对目标管线施加一定频率和适当强度的交变电磁场，该目标管线与大地 Z间便有相应的交变电流通过，该交变电流在其周围空间产生相同频率的交变电磁场，即在 目标管线周围形成二次交变电磁场异常，用接收装置检测该异常,便能确定目标管线的位置, 达到探测地下管线Z目的。对于管径大于200mm的非金属管线，可以使用地质雷达进行探测。地质雷达的原理是: 利用高频
6、电磁波以宽频带短脉冲形式，由地面通过发射天线送入地下，市于地下管线与其周 围介质存在物性（介电性、导电性及导磁性）差异，使得脉冲在界而发生反射、透射和折射, 其中反射回波由地面接收天线接收，经过资料处理后绘制成回波图像，根据图像来确定地下 管线的平面位置及埋深。3各种管线探测技术在复杂条件下的应用3.1近间距并行管线的探测对于近I可距并行管线，常用的探测方法有压线法、直接法、夹钳法等。压线法：是通过改变发射线圈与管线的相对位置，达到既能抑制干扰信号，又能增强目 标信号的目的，包括水平压线法、倾斜压线法和垂直压线法。水平压线法:发射线圈水平位于 干扰管线的正上方，此吋干扰管线不激发或激发最弱，可
7、起到抑制干扰信号，探出目标管线的 目的。倾斜压线法:选择在靠近目标管线的上方，通过倾斜发射线圈并使其与干扰管线不激发 或激发最弱,就可以达到既抑制干扰信号，又增强目标信号的目的。垂直压线法：发射线圈垂 直放在干扰管线的水平方向，此吋干扰管线不激发或激发最弱，可起到抑制干扰信号的目的。直接法：直接法是利用地下管线的出露点，直接向该管线充电，并通过改变接地或充电 方向尽量使电流沿目标管线流动，适用于金属管线。夹钳法：夹钳法是利用配套的感应钳钳住目标管线，使被钳管线产生感应电流，从而进 行探测，此方法适用于电力及电信管线。虎门镇某路一侧并行埋设有两条管径为300mni的铸铁供水管，其中一-条由于埋设
8、吋间久 远导电性比较差，并且井与井之间的距离较远，无法用直接法进行长距离探测。采用感应法 进行探测吋由于导电性较好的那条供水管的信号干扰，另一条供水管的AHx异常特征值很不 明显。为了压制信号干扰，采用了倾斜压线法进行探测，有效的减弱了导电性较好的那条供 水管的信号干扰，突出了目标管线的AHx界常特征值，确定了其平面位置及埋深，最后通过 钎探得出的平血位置及深度基本与实际探测的结果相符合。3. 2明显点较少且埋深较深的地下管线探测虎门镇某路由于几次施工垫高而使得原有的一些电信井被填埋，三百米的路段只有两端 预留了电信井，同时电信线的埋深也变得更深。为了提高地下管线探测的准确性，首先收集 了产权
9、单位提供的竣工图，知道了其大概的平面位置和深度。然后遵循先简单后复杂的原则, 探测出该路段的其他地下管线，并在现场用油漆编号。最后打开其中一个电信井，用夹钳法 进行探测，夹钳法能够很好的减弱附近其他管线的干扰信号，同时为了增加探测距离，加大 了发射机的发射功率，尽量用夹钳夹住多根电信线，直到接收机上接收的信号很差时，终止 探测，打开另外一个电信井并使用上述方法进行探测，直到接收机上接收的信号很差时停止。 此时两次探测的最大距离Z间还有一百多米的盲区，只能使用感应法进行探测，由于该电信 管线的埋深比较深，对于埋深大的地下管线探测，需用低频信号发射，使流过管线的信号电流 以阻抗方式构成电抗回路，让
10、信号不易通过分布电容与地耦合，以便将信号传得尽可能远，信 号衰减较慢，保证电磁波信号满足一定强度，有利于追踪长距离及深埋管线，木次探测使用的 频率为8KHzo rtr丁-用感应法探测容易受到附近其他管线信号的干扰，探测到一定的距离后 用被动源法对其平面位置进行验证，并用70%法验证其深度。由于该电信线的一侧有埋深较 浅的燃气管道，另一侧则无其他管线，采用70%法测深度时只量无管线的一侧的距离乘以二 来得出深度。使用上述方法较准确的探测出了该路段的电信管线的平面位置及埋深。3. 3多电缆、电信管线的探测在地下多电缆、电信管线的探测中，因为夹钳法能够有效的减弱旁侧地下管线的信号干 扰而选用该方法，
11、并且根据夹钳法探测出的平面位置和深度生成综合管线图和管线点成果 表。此时如杲该管线数呈相对较少、排列规则时，夹钳法探测出来的平面位置及埋深基本符 合实际情况，但如果该管线数量较多且排列比较分散时,因为使用夹钳法探测相对减弱了距 离被钳管线较远的同类管线的感应电流，因此探测出来的管线的平面位置和深度基本就是被 钳管线的平面位置和深度，造成探测误差较大，此时适合用等效中心修正法进行探测。等效中心修正法：当管道内紧密排列有多条管线时，如果工作频率较低，叠加后的Hx和 AHx的异常，可等效作单一管线，采用单一管线的探测方法定位和定深，其结果与管道内电 缆的大致儿何中心（即等效中心）的误差不大。不过，当
12、管道内多条电缆排列分散时，其误差会 大些。因此利用窖井，将管道内管线的大致几何中心作为等效中心，与感应方式的探测结果作 比较，依此标定修正系数，再对邻近隐蔽点进行探测。测区内某电信窖井的电信管线呈多排分散排列，使用夹钳法探测的结果与使用等效川心 修正法探测的结果有一定的误差如图1所示，最后通过开挖验证使用等效中心修正法探测的 结果比较准确。图1使用等效中心修正法与使用夹钳法探测的结果比较图3. 4非金属地下管线的探测非金属管线的探测一直是地下管线探测的一个难题。非金属管线主要是指塑胶管和絵管（沟），由于非金属管线具有耐腐蚀、抗氧化、成本低、效率髙的特点，现在的地下管线埋 设越来越多的采用非金属
13、管线代替传统的金属管线，非金属管线探测的作业流程见图2。图2非金属管线探测的作业流程非金属管线的不导电性使得使用传统的地下管线探测仪探测很难収得理想的结果，一般 对非金属管线的探测有调绘法、示踪法、感应法及地质雷达探测法等，结合这几种方法，再 对符合钎探条件的地下管线进行钎探或者开挖验证能够很有效的解决非金属管线探测的难 题。调绘法：收集产权单位的施工设计图、竣工图等作为参考，并打开所有的明显管线点， 量测管线的深度及断面尺寸，绘制管线草图。该方法对测区内明显点较多且埋设简单明显的 管线有很好的效果。示踪法:示踪法是将能发射电磁信号的示踪探头或导线送入非金属管道（沟）内，在地面 用接收机接收探
14、头或导线发生的电磁信号，从而确定地下管线的走向和埋深。该方法因为无 法将示踪探头或导线送入非金属材质的燃气、供水管线等，因此无法应用于该类型管线（埋 设该类型管线时同时埋设了非金属管线示踪线的除外）。感应法：对于埋深较浅且管径较大的碗管（沟），由于磴管（沟）内有钢筋，在钢筋较密比 材质较好的情况下，可以使用感应法进行探测。虽然得到的AHx异常特征值很不明显，但 是在无其他管线干扰的情况下，述是基本能够推断出地下管线的平面位置及埋深，但是误差 往往较大。上述方法对于非金属管线的探测或多或少都存在误差很大或者无法探测的问题，遇到这 种情况，一般使用地质雷达进行探测。但是使用地质雷达进行地下管线探测
15、也存在如下局限 性：用地质雷达探测管径较小（200mm）或深度很深的非金属管线，探测的效果不是很好。 地质雷达只能对一个断面上的管线进行探测，无法长距离追踪目标管线。用地质雷达探 测容易受到H标管线附近的其他管线和H标管线周圉介质的影响。虎门镇某路埋设有一条管径为1000mm的碗质供水管，埋深约2m,该路段相对偏僻，附 近只有一条管径为800mm的铸铁供水管，两条供水管相距最近4米左右，彼此不会产生信号 干扰。首先采用调绘法收集了自来水公司提供的施工竣工图，调查所有的明显点，大致了解 了两条供水管的走向及深度。然后遵循先简单后复杂的原则，采用直接法探测出了管径为 800mm的供水管的位置和深度
16、。因为地质雷达只能同时探测一个断面，无法长距离追踪管线, 所以我们先用感应法结合调绘法得到的成果进行探测，虽然管径为1000mm的碇质供水管埋 深相对较深，但其管径人，同时附近无其他管线的影响，用感应法探测还是能够得到相对较 小的AHx异常特征值，得到了其平面位置和深度。为了提高探测精度，我们再选取了儿个 相对平坦的地段用地质雷达进行探测，探测的结果见图3,图中红色的圆圈圈出的就是目标 管线。两次探测的平面位置基本一致，但是深度相差较人，使用感应法得出的深度明显要大 于地质雷达探测的深度，两者最大相差50cm左右。最后用钎探法验证，探测的平面位置基 本准确，使用地质雷达探测的位置和深度满足规程的精度要求，可见用感应法能够勉强探测 出碗管的平面位置，但是其深度的误差还是比较人的。1号线雷达成像图0旳仙CE hET6R|2号线雷达成像图图3地质雷达探测成像图4结论
