基于复杂条件的城市地下管线探测技术的研究

韩帆

摘 要：随着地下管线系统的发展建设，地下管线设施的分布越来越复杂，同时我国的物探技术也得到了较快的发展，出现了能够适应不同探测要求的各种物探技術方法。本文主要分析了复杂条件下的城市地下管线探测技术。

关键词：复杂条件；城市环境；地下管线；探测技术

中图分类号：TU990.3 文献标志码：A

引言

在城市地下管线探测过程中，通过使用管线探测技术能够了解与解决大多数的问题，并能够有效预防工程管线施工过程中存在的潜在风险。但是，在实际的工程测量过程中，应该要按照探测区的具体情况选择恰当的地下管线探测技术，以此来保证探测结果的准确性，从而也就能够为工程施工的顺利开展提供更加有效的数据参考。

1复杂条件及地下管线种类的特征

1.1 复杂条件

以城市环境为例进行分析。地下管线探测受限于复杂条件，所以要确保工程质量，就必须先对复杂条件进行了解。在相关理论上得知，复杂条件具有3大特征，即探测环境障碍物繁多，城市环境当中，存在很多高楼、高架、地铁、下穿过道等结构，且现代城市都提倡绿化建设，而绿化带以及附带的金属隔离带等障碍物，对工作造成阻碍；在城市建设历程当中，环境内的管线密度不断加大，且结构也愈发复杂，使探测工作难度增大；地下环境杂物繁多，其中有相当一部分为金属物，相应干扰探测工作。

1.2 管线种类

（1） 给水管。给水管是城市水资源供给的重要管道，可以分为源水管、输水管、配水管三种，但任意给水管在材质上都大同小异，即铸铁、铜、混凝土材质，其中以铸铁材质最为常见。给水管的分布特点在于： 覆盖性、分布结构复杂。

（2） 电力线路。电力能源是人们赖以生存的必要资源，为了满足人们对电力能源的需求，市政单位就需要大力建设电力线路工程，将发电单位与用户连接。电力线路是指地下电缆等，这些线路在材料上有很多种类，例如陶瓷管、塑料管等等。在分布特征上，电力线路分布与给水管特点类似，但是因为电能的用途更加广泛，所以在密集程度、分布结构复杂度上，电力线路有过之而无不及，但同样在规划方案上，电力线路大多分布在建筑物边缘区域，很少涉及城市空旷区域。

（3） 燃气管道。燃气能源进入人们的生活已经很久了，同样需要燃气管道进行供给。因为燃气管道具有危险性，如果暴露于户外，很容易因为不可控因素而出现事故，所以需要采用地埋方式来设置燃气管道，由此说明燃气管道属于地下管道的一种。在材料上，不同管径的燃气管道存在材料上的差异，由大至小为：钢材、铸铁、塑料。在分布特征上，绝大部分的燃气管道都贴近与居民区，但同样需要设计“过道”，与燃气供给单位连接，由此可见燃气管道的密集程度整体不高，但在居民区范围内，密度较高。

（4） 其他管道。除上述3类管道以外，实际环境中还存在其他管道，例如信息、热力、雨污水、特殊原料管道，这些管道在材质上与上述管道大同小异，但在规模、形态上有较大区别，所以在探测中要自行区分[1]。

2 地下管线探查原则

（1）首先必须全面收集所有管线资料，调查和分析地下管线分布及走向，从而预判管线的大致走向。

（2）管线在埋设或维修过程中会留下明细痕迹，应优先探查这些管线加快工程进度。

（3）在管线密集地段特别是交通路口，管线密集且管线交叉多，可以采取从易到难、从已知到未知、从外围到局部的原则进行探测，部分隐秘管线点可根据管线敷设规律进行预判，最后根据仪器和调查来确定。

（4） 针对近间距并行管线的探测，应根据现场管线埋设的不同特点灵活选择最合适的方法探测，达到目标管线电流最大、非目标管线影响最小的目的，常见的方法有平行偏移法、垂直压线法、倾斜压线法等。

（5）采取夹钳法探测时，首选位于管组两侧的电缆分别施加信号并分别探测，通过修正确定管线的中心高度，最后根据被施加电缆在管组的位置修正管顶埋深[2]。

3 常见地下管线探测技术

3.1地震波技术

地震波探测技术与超声波探测技术在原理上类似，但是实际效果上，地震波探测技术表现更为突出。具体来说，人工可以首先确认地下管线的大致区域，随后采用锤击设备对地面进行敲击，此时产生震源波动。这种波动具有良好的弹性振动，相应其在地下环境当中，会接触到不同界面、介质的物体，相应产生反射波，那么我们只需要收集反射波，并依照管线反射波的速率进行区分，即可对地下管线的位置、形状进行探测。在复杂环境当中，地震波探测技术可以应用于混凝土材质、塑料材质等管线，但值得注意的是，因为混凝土材质、塑料材质在其他非管线结构当中也十分常见，所以探测人员要注意区分。

3.2电磁感应技术

电磁感应技术利用电磁感应原理，在地下管线上施加电磁信号进行探测，较为常用的技术方法包括：夹钳法、示踪法、感应法。夹钳法将环形夹钳套在管线上，然后给其通电，通过夹钳产生谐变磁场，并耦合到地下管线上，进而产生感应电流，然后使用接收装置获取信号。示踪法将可以发射电磁信号的探头或导线送入非金属管线中，然后在地面使用接收装置获取电磁信号，进而确定地下非金属管线的走向、埋深，这种方式主要针对设有出入口的非金属管线及人防工程，信号强度较高，探测效果较好。

感应法是通过管线受发射机出现的一次电磁场感应出现二次电磁场，然后通过接收二次电磁场信号进行探测，根据不同压制干扰管线的方法进行区分，主要包括垂直压线法、水平压线法、倾斜压线法，其中垂直压线法发射机直立于地面，产生水平磁偶极场，可探测突出管线存在的异常，但2个管线的间距比较近的时候探测效果较差；水平压线法将发射机平卧于临近探测管线的平行管线的正上方，可压制临近管线的干扰；倾斜压线法使发射机的线圈倾斜与干扰管线不耦合，既抑制了干扰管线的信号，又增强了探测管线的异常[3]。

3.3 高密度电阻率技术

高密度电阻率技术类似于常规电阻率探测方法，以目标管线与周围介质的导电性差异为依据进行地下管线探测。利用高密度电阻率技术进行探测时，要先将电极一次性布设完成，使用转换器形成不同类型的电极排列方式、移动方式，然后对现场数据进行采集。

3.4地质雷达技术

地质雷达技术即探地雷达技术，利用探地雷达向地下介质发射一定频率的高频脉冲电磁波，若遇到探测目标，电磁波会反射回来由天线接收。根据接收到的雷达波形，结合相应的判断标准能够形象地反映目标管线的剖面，达到定位目标管线的目的。雷达波在地下介质中传播会遵循相应的波动方程理论，而反射回来的电磁波脉冲、传播路径、波形、电磁场强度会受到通过的介质的影响，因此，在接收雷达反射波时，通过其波形及幅度资料可以推断出地下管线的具体位置。

3.5 井中磁梯度技术

对于地下金属管线来说，一般情况下会产生较强的磁性。采用井中磁梯度技术可以借助金属管线与周围介质间的磁性差异进行地下管线探测，通过对垂直分布的磁场强度进行测量，判断出因地下管线造成的磁异常部位，从而确定地下管线的具体走向，然后进行定量计算，明确地下管线在地表的投影位置及其埋深[4]。

结束语

在新的市政地下管线工程建设当中，之前复杂的地下管线，使其地下施工变得更加困难。贸然施工容易与已有地下管线发生冲突，引起区域性问题，所以施工单位必须避让之前的地下管线。为了实现管线避让，就必须先进行探测，确认施工单位内其他地下管线的位置，最终进行施工设计。

参考文献

[1] 陈燕.基于综合物探技术在地下管线探测中的应用分析[J].西部资源，2019（ 4）：130-131.

[2] 吴超.综合物探方法在地下管线探测中的应用分析[J].建材与装饰，2018（ 25）：227-228.

[3] 李增三，张秀凯.综合物探技术在地下管线探测中的运用探究[J].信息化建设，2016（ 6）：344-345.

[4] 李双超，吴露.浅析综合物探技术在地下管线探测中的应用[J].科技与创新，2015（ 21）：134，136.