地下管线工程的物探方法

周志亮

【摘要】城市地下管线是现代城市的主要传导设备，主要的基础设施；由于地下管线属于隐蔽性工程，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、及时和有效的管理，以及获取对其管理的及时、全面、系统、准确的信息，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技术问题。本文根據广州龙洞、南湖游乐园一带地下管线实例进行探测分析。

【关键词】地下管线；工程物探；方法

一、工程概况

本工程位于龙洞、南湖游乐园一带，东至柯木朗村，西至磨刀湖水库，北至广州市李坑垃圾焚烧发电厂，南至犀牛角村。测区内有大量山地，西侧有耙齿沥水库和磨刀湖水库，全区既有自然风景区，亦有交通繁忙、人口密集的村镇闹市。山地地形起伏，水库面积大，主干道少，支路和小道多，交通较不便利。

二、测区地下管线状况

测区内管线纵横交错、分布较为密集、敷设没有规则，特别是通信管线互相交错，信号干扰严重。给水缺少检查井、消防栓等明显设施，管线埋设年代久远，已知资料偏少。龙洞村和大源村都敷设自己村有独立水源的给水管，窨井少，偶尔在其他排水井可见，在给水管理人员的指认基础上进行探测。有些地段管线因道路或隧道建设而改线，有部分井盖被埋等现象。部分地段为非金属管，走向不规则，部分村庄地段排水暗渠埋深较大，增加了探测难度和影响工作效率。

三、地下管线工程的物探方法

在管线调查的工作基础上， 根据不同的物理条件及场地条件，选用不同的物探技术及各种型号的物探仪器探测地下管线。仪器探查优先采用轻便、有效、快速的物探方法，选用的探查方法有金属管线探测仪探测法（电磁波法）和非金属管线探测法（示踪电磁法和探地雷达探测法），对复杂条件下还采用了多种探查方式和方法。

1.金属管线探测仪

金属管线探测仪主要是用于探测金属管道、地下电缆等，是本测区的电力电缆、金属给水管线等的主要探查方法。本项目投入的金属管线探测仪是英国雷迪公司生产的RD8000。雷迪RD系列仪器的工作频率选用工作频率选择33KHz至83KHz，发射机输出功率选用50%-75%，测深时采用70%定深法，直读法仅作为对比和参考使用。

金属管线探测仪法的主要工作方式有直接法、感应法和夹钳法。管线仪探测时，一般是沿管线走向向前追踪，当管线弯曲时，至少在圆弧起讫点和中点上设置管线点，圆弧较大时，增加管线点密度，以保证能准确表述管线的弯曲特征。

电力电缆的探测先采用被动源工频法进行搜索，初步定位后，再采用主动源法精确定位、定深。当电缆有出露及电缆井可打开时，一般采用夹钳法进行追踪探测，对于部分无法打开的井盖，则采取探测埋深转换为目标管线埋深的处理方式。

由于本区域内通信电缆密集，管线间相互干扰较严重，导致部分管线定位困难。对该部分管线采用了邻井对向夹钳法，往返探测定位方式确认目标管线。

对于埋深较大（例如非开挖铺设的管线）的金属管线，可以采用“一种探测非开挖深埋管线的方法”（ZL200910137155.9） 专利技术，以解决管线探测难题。

2.探地雷达方法在本工程地下管线中的应用

在完成上述实地调查及金属管线探测仪探测的基础上，针对非金属管线，以及单独应用金属管线探测仪无法探测的区段，则辅以探地雷达探测法对地下管线进行定位。

探地雷达探测是以地下不同介质的介电常数差异为基础的一种物探方法。它通过发射和接收高频电磁波，再经过资料的后处理和反演解释，便可得到地下岩、土层的分界面及地下管线的位置、埋深等参数，其工作原理见图1示。由于非金属材质的管道一般都具有较高的电阻率，与周围介质存在明显的介电常数差异，采用探地雷达方法进行探测会有较明显的效果。

探地雷达探测方法共探测了56条剖面，解决了本工程中以下三类具体问题：其一是非金属管线的探测定位，主要是针对管线仪无法探测到的管线种类，管线有以PVC给水为主；其二是复杂、密集管线的区分和识别探测，它与管线仪互补，解决疑难管线段的探测问题。

（1）非金属管线探测

测区内需普查的非金属管线以PVC给水管为主，其探测效果也较好，典型雷达异常见图2和图3。

图2 图3

（2）密集、复杂管线的区分与识别

对于管线铺设密集、复杂的地段，若仅采用管线仪探测则难以达到预期目的，对此采用了探地雷达进行辅助探测。图4和图5为PVC给水管道（DN150，h=0.65m）与通信电缆（h=0.45m）、路灯（h=0.25m）中心间距分别为0.6米、1.0米的位置及雷达探测剖面图。当使用管线仪探测时，由于该段PVC管道无电磁信号，开始误将通信电缆的异常当成给水管的信号，后采用雷达探测，才将它们识别、区分开来。

图4 图5

结束语

随着对城市地下管线重要地位与作用认识的不断提高，全国各地纷纷组织开展城市地下管线普查， 积极推进城市地下管线信息化建设，地下管线探测技术得到较快发展，并取得良好的经济与社会效益。