近距离近平行管线探测技术及方法应用

吴 飞，杨小龙

（江西有色地质勘查五队，江西 九江 332000）

另外随着城市的发展，地下管线越来越多，情况也越来越复杂，熟练掌握疑难地下管线探测技术方，意义重大，而近平行管线探测在我们日常管线探测中经常遇见，也是重点难点之一，本文主要是通过研究近距离平行管线探测技术，通过采用不同物探方法组合，可以达到探测目的[1]。

1 基本技术原理

本次研究工作的目标物——近距离近平行地下管线探测，其材质具有多样性，有铸铁管、钢管、水泥管、UPVC管、PE管等，利用各种材质的物理特性各不相同，采用不同物探探测方法，提高探测效果，达到探测目标[2]。本次研究主要是根据已知项目的实际应用，选择已知管线埋设情况的工作区域，对近平行管线进行探测，采用不同探测方法组合进行探查，并对探测结果进行对比研究，得出近平行管线探测最佳的探测技术和方法。

近距离平行管线按照材质组合种类很多，主要有非金属与非金属、金属与非金属、金属与金属近距离平行管线，非金属管线探测主要依靠探地雷达，方法单一，目前均无比较好的办法。金属与非金属管线因为物性差异比较明显，采用常规电磁法和雷达波法勘探，完全就可以分辨清楚。所以本次主要研究金属与金属近距离平行管线探测技术及方法应用，金属管线探测由于电磁信号相互叠加，对于目标管线的定位和定深一般不能满足精度要求，需要采用一些特别的探测技术方法和探测手段，或运用对常规探测方法的组合应用。

2 具体做法

一般而言，宜采用以下方法：

首先，采用被动源法快速的分辨（或排除）电力和电信管线的存在。

具体做法是：因为我国电网的频率为50HZ，属于自带信号，我们可以通过被动源法，快速分辨（或排除）电力管线的存在。而电信管线也自带通讯信号，我们也可以通过被动源法，快速分辨（或排除）电信管线的存在。

其次，利用低频信号传导距离远、耦合到相邻管线信号弱的特性，采用低频激发方式能有效降低相邻管线的信号干扰。

具体做法是：加大收发距的距离，利用低频信号传导距离远，而耦合到相邻管线信号弱的特点，采用低频激发方式，加大收发距能有效遏制相邻管线的信号干扰，凸显有效信号，从而达到探测目的。

最后，选用探测仪的CM功能（测量电流值）和CD功能（测量电流方向）探测目标管线，其可排除部分干扰，提高管线定位的分辨率。

具体做法是：各种管线确定后，要从正反方向及分支线上多处变换位置进行发射和接收探测，以确定探测成果的可靠性和精度，有条件的地段可采用开挖验证。另外管线定位、定深还可采取井边校正的方法进行，干扰较大造成偏移时，可选用垂直压线法、水平压线法及倾斜压线法等方法，降低相邻管线的干扰信号，从而解决两条材质相同、埋深近似相互干扰管线的探测问题。

3 近距离平行管线探测方法的应用实例

通过查阅大量相关资料，并对于近距离平行管线探测相关技术的方法实验，基本可以得出探测效果较佳的方法，其运用效果也较好，主要方法有如下几种。

3.1 垂直压线法

垂直压线法：利用水平偶极子施加信号，主要目的是通过降低邻近探测管线的一次感应信号，大大降低邻近管线的二次感应信号，从而减小管线间感应信号叠加的影响，从而达到探测的目的。具体应用参考图1垂直压线法技术应用实例图。

图1 垂直压线法技术应用实例图

3.2 水平压线法

水平压线法：利用垂直偶极子施加信号，根据水平互感公式：

式中：M为互感系数，C为线圈本身面积、匝数的系数有关，x为管线与发射机相对位置，h为管线埋深。

根据上式，可以知道当x=0时，互感系数M=0，x=h时互感系数M出现极大值，既是水平压线法激发线圈最佳激发位置就在管线的正上方，可以将发射机放置在干扰管线正上方，此时发射机与干扰管线之间的互感系数为零，使干扰管线不产生电流，但是可以激发目标管线产生电流以达到压制干扰的目标，通过这个办法可以提高信噪比，达到探测的目的。具体应用如图2，为探测某通讯管线，将发射机水平垂直于供电管线摆放，就可以压制供电线的干扰信号，激发目标通讯线的信号，从而达到探测的目的。

图2 水平压线法技术应用实例图

3.3 倾斜压线法

倾斜压线法：在某些情况下，垂直压线法、水平压线法均未能产生激发时，可以将发射机与目标管线成一定角度摆放，通过不停转换角度大小，使目标体产生的感应电流最大，从而压制干扰信号，达到探测的目的，如图3。

图3 倾斜压线法技术应用实例图

最后，将以上方法进行了应用对比，并取得了不错的成果，具体情况如图11，选定了两条一定距离的近平行金属管线进行了方法实验，并得出方法实验曲线对比图。根据图中信号强度峰值情况，可以清楚知道，采用不同的组合方式，探测效果较好，对应的峰值更为明显，可以应用于野外实践，指导我们日常管线探测工作。

4 应用总结

通过实验验证，根据我们现有的仪器设备，以下几个方法基本上能解决近距离平行管线探测的问题，具体总结如下：

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正上方，突出目标管线信号，压制邻近干扰管线，以达到区分平行管线的目的。该方法适宜于埋深浅、间距大的平行管线，当两管线间距较近时效果不佳。

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。

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激发方式，将偶极子与目标管线成一定角度摆放，使目标管线上产生的电流最大，而邻近非目标管线上的电流相对于目标管线可以忽略，以达到准确分辨不同管线的目的。

本次研究工作主要是利用各类地下管线与周围介质存在一种或几种明显的物性差异，根据物性差异、各管线的特征投入相应的物探探测方法，通过方法组合，相互佐证，基本可以取得良好的探测效果。通过本次研究可以得以下经验及方法总结，物性相近的近平行管线探测方面，在平行管线距离在一定范围内，通过垂直压线法、水平压线法、倾斜压线法探测不同的激发组合模式下，效果较好。但是距离较小时，以上方法效果不佳，特别是平行距离小于0.2m～0.3m时候，通过以上办法也很难分辨，目前没有寻找到比较好的方法