地下管线探测中疑难管线探测研究

刘岩

摘要：本文以怀宁县地下管线探测为背景，针对电力、燃气、给水等不同类型的管线特点及遇到的疑难问题，运用金属管线探测仪和综合地球物理方法，进行综合分析、判别，来解决复杂区域地下管线探测，同时归纳了多条平行管线、纵横交叉管线、上下重叠管道、深埋管道、大口径管道探测过程中的关键技术，具有很好的应用价值和社会经济效益。

关键词：疑难管线；盲区探查；综合物探

Research on difficult pipeline detection in underground pipeline detection

Liu Yan

Institute of geophysical and geochemical exploration technology of Anhui Province， Hefei， Anhui 232002， China

Abstract： In this paper， based on the background of underground pipeline detection in Huaining County， aiming at the characteristics of different types of pipelines such as power， gas and water supply and the problems encountered， the metal pipeline detector and comprehensive geophysical method are used to analyze and distinguish comprehensively， so as to solve the problem of underground pipeline detection in complex areas. At the same time， it summarizes the key technologies in the exploration process of multiple parallel pipelines， vertical and horizontal cross pipelines， up and down overlapping pipelines， deep buried pipelines and large-diameter pipelines， which have good application value and social and economic benefits.

Key words： Difficult pipeline； Blind area exploration； Integrated geophysical prospecting

1.引言

城市地下管線主要涉及给水、排水、燃气、热力、电力等及其附属设施，是城市运行的生命线。由于地下管网错综复杂以及档案资料的欠缺，地下管线问题成为城市建设的痛点和难点。地下管线探测工作的开展显得非常必要，一方面为城市管理者决策提供依据，另一方面对城市的正常运营及改扩建具有十分重要的意义[1-3]。

管线探测仪精度高、效率高、成本低，被广泛应用于城市地下管线探测中[4]。地下管线探测过程中会有复杂区域地下管线纵横交错、并行分布、不同类别管线交织分布在相对集中的地段。针对这些疑难问题必须采用综合地球物理方法，对综合地球物理方法的探测数据进行综合分析、判别，来解决复杂区域地下管线探测。探测方法主要有以下几种：地质雷达（高频和一般频率两种）、高密度电法、地质地震映像法等。对隐蔽管线探查通常采用管线探测仪或其他物探仪器进行管线的定位和测深，将隐蔽管线中心位置投影至地面，并设置其标志[5]。

本文结合怀宁县地下管线探测过程中遇到的实际问题来探究疑难管线探测的方法。

2.测区概况

2.1地理位置及交通状况

怀宁县是安庆市下辖县，县城交通发达，安庆火车西站、沪蓉高速、济广高速、合安高速、206国道、209国道绕城而过。测区面积20km2。综合管线长度约1007.283km。

2.2测区施工环境

本测区主干管线基本布设在市区主次干道的快车道及慢车道、人行道上，新近埋设的管线排水多处于快车道上，其余管线多处于慢车道、人行道上，管线十分密集。管网纵横交错，上下重叠。部分给水、煤气管线埋深较大，且煤气、给水管线材质大部分是PE、PVC，探测无信号，各种检修井水位较高，给管线探查和测量工作增加了很大难度，其困难类别应为“复杂”。

3.不同类型的管线疑难问题及处理措施

3.1电力管线

本测区电力管线主要存在以下几种情况：管沟深度比较深；部分管沟积水较深；全程无明显点出露导致无法判别管线的具体位置。

（1）电力管线可以利用自身携带的电力信号采用被动源法（P波）在管线较为单一的地段扫描，或利用主动源进行平行扫描或圆周扫描，扫描时尽量避开平行管线地段和交叉管线地段，在管线的可能入户地段和可能的经过地段反复探测、待确定出较为准确的位置后精确探测。

（2）平行管线尽量在较为简单的地段采用倾斜压线法、垂直压线法及较低的发射功率、发射频率等逐渐追踪探测。

（3）上下重叠的管线或在其他管线下方的电力管线采用倾斜压线法结合单独转折、分支的位置分别探测。

（4）对于反复探测无信号的管线，结合调绘资料等信息基本判明为移出管线，然后作为遗留问题提交权属单位审核、落实。

3.2燃气管线

本测区燃气管线主要为PE、PVC管探测无信号。主要根据实地走向标志和调绘资料进行定位定深，同时请产权单位人员指正，局部采用钎探或开挖的方法，从而较准确地确定该部分地下管线的平面位置和埋深。

3.3给水管线

本测区给水管线主要存在以下几种情况：调绘资料与实际敷设不符、有些管线传导信号较弱、埋深较大、处在平行管线和交叉管线位置、有些已经移出原有的敷设位置、有些是已经废弃管线等。

（1）平行管线、上下重叠管线主要采用综合方法探测、多台仪器同时探测。尽量远离平行管线的位置施加激发信号，无法远离时采用倾斜压线法、垂直压线法等施加激发信号。

（2）交叉、浅层干扰等地段的给水管线除利用上述方法施加信号外通过比较深度、提高接收机的高度、查阅调绘资料并结合地形地貌和地球物理特征等从复杂信号中分辨出目标管线。

给水、通信线、燃气线的管线材质大多为非金属材质，利用现有的探地雷达等探测设备或方法仍无法进行探测时，主要根据调绘资料进行标示，局部采用钎探或开挖的方法验证[6]。

4.盲区及地下掩埋体的探查方法

4.1盲区探查方法

盲区指现有地下管线资料较少或没有资料的地段。遇到盲区时，可使用磁偶极感应法进行搜索，测线按网络状布设，用发射机——接收机并行搜索发现异常，确定走向后进行追踪；亦可布設地质雷达剖面，进一步验证、发现异常；根据以上结果决定是否继续选用其他方法进行综合测定。

4.2地下掩埋体探查方法

地下掩埋体主要指被掩埋的金属井盖、非金属井盖，选用井盖仪、磁测法及高频地质雷达探测可解决问题。

5.复杂疑难问题的解决方案

5.1非金属管线探测

市政建设中PE、PVC、混凝土等非金属管线比较普遍，而目前中国及国际上应用的管道探测仪是利用金属管线对电磁波产生感应的物理特性而获取信号异常值的办法确定管线的位置和深度。而地质雷达探测是利用电磁波反射原理，根据地下目标体与周围介质存在的电磁差异性来探测地下目标体，从而解决了这些特殊材质（如水泥、塑料、PVC、PE等非金属材质）的地下管道用其他探测方法难以解决的难题。基于非金属管道材质与周围介质的介电常数存在的物性差异，接收来自地下介质界面的反射波，在计算机屏幕上以波形或灰阶形式成像，通过对图像的分析来确定管道的准确位置及埋深。

5.2多条平行管线的探查

探查多条平行管线最大的障碍是相邻管线的干扰，在探查中由于干扰会给探测造成较大的测深误差及平面位置错误，探查此类管线最好是用直接法或夹钳法，它能减少相邻管线的干扰，突出目标管线异常，而实际应用中受场地条件的影响，可采用感应法，运用下列技术可取得较好效果。

（1）垂直压线法

将发射机呈直立状态，置于管线的正上方，可突出目标管线的异常，适用于近于上下的平行管线，但必须有可供垂直压线的条件。

（2）水平压线法

将发射机呈平卧状态，置于管线的正上方，可压制地下管线的干扰，适用于管线间距较大的平行管线，但探测深度较小。

（3）倾斜压线法

当相邻管线间距较小时，不宜采用垂直压线法，而采用水平压线法，探测效果也不一定理想。此时采用倾斜压线法，发射线圈倾斜使其与干扰管线不耦合，可达到既抑制干扰管线的信号，又能增强目标管线的异常，此方法适用于近间距的平行管线，但近于上下的平行管线不宜适用。

5.3纵横交叉管线的探查

纵横交叉管线多数是多条管线既交叉又平行，管线埋深不一，交叉点多，干扰大，探查难度较大，此时需采用电磁法无源、有源，直接法、感应法互相配合，灵活运用。

5.4上下重叠管道的探查

（1）金属管道重叠

采用电磁法可以精确定位，因为上下管线异常叠加，异常明显，但定深误差大。可在两重叠管道交叉的区段分别定深，来推知重叠处管道的深度，亦可用地质雷达探测。

（2）金属与非金属管道重叠

由于金属管道与非金属管道的电性差异，可用电磁法对金属管道进行定位、定深。对非金属管道则要采用地质雷达进行探测。当非金属管道内有钢筋网时，也可采用加大发射功率的电磁法来解决。

（3）非金属管道重叠

由于非金属管道特别是现在使用较多的PE管、PPR管、UPVC管与周围环境电性差异较小，必须采用地质雷达进行探测，必要时采用地质雷达探测和开挖验证。

5.5深埋管道的探测

对于埋设较深的管道的探测，采用常规的探测仪器和探测方法都比较困难，因此采用加大发射机功率、双端连接法（长导线法）探测比较实用，必要时采用地质雷达探测和开挖验证。

（1）扩大探测范围，找到管线出露点，采用直接法施加信号，并加大发射机输出功率。

（2）在没有出露点的情况下，尽可能在埋深浅处施加感应信号，以增大管线感应电流，提高接收信号强度，提高信噪比。

（3）利用长金属导线采用双端连接的方法施加信号，使发射机、长导线与管道自成一电流回路，提高管线的电流强度，达到探测深埋管线的目的

5.6大口径管道的探测

由于大口径管道一般埋设很深，现行各类管线探测仪器及相应的技术还比较困难。在应用常规探测方法时应多做剖面测量，通过全曲线来分析、计算定位和定深，同时地质雷达对大口径管道探测效果也十分有效，必要时采用开挖验证。

5.7钢筋网下管线探测

在混凝土铺层路面中会有钢筋，对探测结果可能会产生影响。因此，在钢筋网干扰较小的情况下，可采用提高接收机一定高度进行探测，以减小混凝土中钢筋网次生电流信号的影响。

6.结论

本文以怀宁县地下管线探测为背景，针对电力、燃气、给水等不同类型的管线特点及遇到的疑难问题，运用金属管线探测仪和综合地球物理方法，进行综合分析、判别，来解决复杂区域地下管线探测，同时归纳了多条平行管线、纵横交叉管线、上下重叠管道、深埋管道、大口径管道探查过程中的关键技术，具有很好的应用价值和社会经济效益。

参考文献：

[1]王健，江怡芳，朱能发，等.综合管线探测技术在城市管线探测中的应用[J].测绘通报， 2015（S2）： 52-56.

[2]邹延延.地下管线探测技术综述[J].勘探地球物理进展， 2006， 29（1）： 14-19.

[3]李学军，洪立波.城市地下管线探测与管理技术的发展及应用[J].城市勘测， 2010（4）： 5-11.

[4]杜良法.地下管线探测中的物探方法试验和探测仪器一致性校验[J].城市勘测， 2012（1）： 146-148.

[5]李学军，洪立波.城市地下管线探测与管理技术的发展及应用[J].城市勘测， 2010（4）： 5-11.

[6]刘军，汤永净.城市地下管线探测中遗留问题的分析与处理[J].城市勘测， 2013（3）： 172-176.