地下管线探测方法综述

　　【摘 要】本文主要阐述了在地下管线探测过程中方法试验及仪器一致性的检验、管线的定位定深法、复杂管线、非金属管道的探测方法。

　　【关键词】地下管线,定位定深,复杂管线,非金属管道

　　一、引言

　　地下管线探测应探明管线的平面位置、走向、埋深、规格、性质、材料等。其探测的前提条件是管线与周围介质存在地球物理性质差异。利用高精度的仪器对地下管线周围的电磁波接收处理，以确定被探测管线的位置和埋深。

　　二、方法试验及仪器一致性的检验

　　检验的目的：确保投入使用的地下管线探测仪在精度上具有一致性。管线探测前，可在测区内已知的地下管线上进行定位一致性和定深一致性的检验，检验时定位均方差不大于平面位置限差的1/3，定深均方差不大于埋深限差的1/3。

　　三、定位定深的方法

　　(一)平面定位方法

　　平面定位方法技术包括对地下管线的搜索和精确测定地下管线在地面的投影位置。在地下管线未知区域，首先可采用扫描搜索的方法确定管线位置，然后做进一步的追踪探查，精确测定管线的平面位置。

　　1、未知区域管线搜索方法。在地下管线未知区域，可采用被动源法进行网格状扫描搜索，以查找浅埋的金属管道和电缆，对深埋管线可采用主动源法搜索。利用主动源法进行搜索时，可采用平行搜索法、圆形搜索法。

　　2、管线的追踪探查。在管线现况调绘、实地调查及管线搜索等了解管线大致位置和走向的基础上，利用管线探测仪发射机在已知点位上施加发射机信号，用接收机追踪探量，以确定管线特征点的位置。

　　3、定位方法。利用电磁感应类管线仪定位的方法有两种，即：极大值法和极小值法。

　　a.极大值法。亦称为峰值法，地下管线在场源激发下产生一定强度电流时，在管线正上方，地下管线形成的磁场水平分量值最大，即在管线的地面投影位置上出现极大值。

　　b.极小值法：亦称零值法。在地下金属管线的正上方，管线所形成磁场垂直分量最小，即为“0”，也就是说地下金属管线所形成的磁场垂直分量在管线的地面投影位置上出现零值点，在垂直管线走向的方向上，用管线仪的水平线圈接收此垂直分量，根据极小值点位来确定管线的平面位置。

　　不难看出极大值法异常幅度大且宽，易发现异常，而极小值法，在理想的条件下定位精度较高，但易受邻近管线异常干扰的影响。有时不论极大值法，还是极小值法，会受干扰的影响，使异常偏离管线的实际位置，这时应结合分析干扰的来源及地下管线的分布情况，采用多种方法综合识别目标管线所引起的异常，正常判断管线的水平投影位置。在有怀疑的管线点处如能开挖，应采取开挖的方法，确定管线埋深，同时为下一步工作提供依据。

　　(二)定深方法

　　地下管线定深常用的方法有特征点法和直读法。

　　1、特征点法：利用垂直管线走向剖面，可测得管线磁场异常曲线峰值两侧某一百分比值处两点之间的距离与管线埋深之间的关系，来确定地下管线埋深的方法。测定时，先用极大值法定位，保持接收机的垂直状态，沿垂直管线方向向两侧移动，直到幅值降为定位点处，量测两点之间的距离即为地下管线的中心埋深。

　　2、直读法：直读法是利用接收机中上、下两个垂直线圈(线圈面垂直)测定管线产生的磁场水平分量梯度，而磁场水平分量梯度与管线埋深直接相关，通过在接收机中设置的按钮，将埋深数据显示在接收机表盘上，探查人员可从表盘上直接读出管线的埋深。直读法在理想的条件下(即干扰较小)，可以测得较准确的深度，读数也方便。

　　(三)定位定深应注意的问题

　　1、在管线复杂地段应采用多种激发方式施加信号对比验证。定位时，可采用极大值法定位，用零值法加以验证。

　　2、定位时应观察测点两侧信号是否对称，只有信号对称时，才能定位准确，必要时应做剖面测量。

　　3、定位时应注意仪器的转向差，当转向差较大时，应调整信号的施加点，消除转向差影响，减少定位误差。

　　4、定深应于精确定位之后进行，管线各变化方向均应测定埋深，测深点的位置应选择在距特征点至少1m外的直线段上，不可在特征点处定深(直线点除外)。

　　5、应尽可能在没有干扰或干扰较小的地段进行测深。如无法避开干扰，须采用消除干扰的有效方法。

　　6、在复杂地段或存在明显干扰时，应采用特征点法测深，而不宜采用直读法测深：管线埋深较大、传导信号不好时，应采用特征点法测深。

　　7、采用特征点法测深，应观察测点两侧信号是否对称，正常情况下测点两侧信号应基本对称，当存在旁侧干扰时，出现不对称现象，此时应分析原因，用影响小的半边异常定深，并采用其他方法验证。

　　四、复杂管线的探测方法

　　在城市地下管线探查中，由于地下管线种类多，权属单位不同，埋设时间和埋设方式也不同，管线常常出现纵横交叉，上下重叠现象，异常极其复杂，给探查工作造成很大困难。对于此类既平行又交叉，埋深不一，交叉点多，干扰大的管线，探查时往往需要采用无源、有源、直接法、感应法相互配合，灵活应用，才能取得良好的探查效果。

　　对于复杂管线的探查，首先应采用直接法或夹钳法，以减弱相邻管线干扰的影响。然而，在实际工作中，由于缺少明显点或没有良好的接地条件，无法采用直接法和夹钳法，只能采用感应法。为此，要采用下列方法对目标管线进行探测：

　　(一)垂直压线法：利用水平偶极子施加信号时，线圈正下方管线耦合最强。根据这一特性，可将发射机直立放在目标管线的目的。该方法适宜于埋深浅、间距大的平等管线，当两管线间距较近时效果不好。

　　(二)水平压线法：利用垂直偶极子施加信号时，将不激发位于其正下方的管线，而激发邻近管线。根据这一特性，可将发射机平卧放在邻近干扰管线正上方，压制地下干扰管线， 突出邻近目标管线信号，是区分平行管线的有效手段。

　　(三)倾斜压线法：当平行管线间距较小时，垂直压线法和水平压线法均未能取得较好效果，可采用倾斜压线法。倾斜压线法是根据目标管线与干扰管线的空间分布位置选择发射机的位置和倾斜角度，在保持发射线圈轴向对准干扰管线的前提下，尽量将发射机置于目标管线上方附近，可确保有效激发目标管线，压制干扰管线。

　　(四)管测感应法：对于平行埋没的多条管线，还可采用旁测感应法区分两外侧管线，即将发射机置于目标管线远离干扰管线的一侧施加信号，由于发射机距离目标管线近，对目标管线激发较强的信号，耐 对远离发射机的干扰管线激发较弱，从而压制了干扰管线信号，突出目标管线异常。该法常用于密集埋设的多条平行管线最外侧管线的探查。

　　(五)差异激发法(或称选择激发法)：在管线分布复杂的区段，管线常常出现纵模交叉，个别管线还存在分支或转折。此时，可根据管线的分布状况，选择差异激发法施加信号。信号施加点通常可选择在管线分布差异(容易区分开)的区段，即管线稀疏、邻近干扰少，如管线间距较宽、转折、分支管线等，以避开邻近管线干扰，突出目标管线信号。

　　五、非金属管道的探测方法

　　探测非金属管道时，宜采用电磁波法或地震波法。对有出入口的非金属管道可采用示总电磁波法;钢筋混凝土采用磁偶极感应法;管径较大的非金属管道，采用电磁波法、地震波法，若具备接地条件可采用直流电阻法;热力管道或高温输油管道采用主动源电磁法和红外辐射法。

　　六、结束语

　　因地下管线的隐蔽性、复杂性，在管线探测时应灵活运用多种方法，针对不同的管线选择合适的方法，做到不漏探、不错探、不产生连接关系的错误，保障管线的探测精度，保证探测成果符合技术要求。

　　【参考文献】

　　[1]《城市地下管线探测技术规程》 (CJJ 61-2003) 北京： 中国建筑工业出版社

　　[2]雷林源 著《城市地下管线探测与测漏》 冶金工业出版社 2003年1月

《地下管线探测方法综述》

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