地下综合管线探测技术在校园基建中的应用

2021-04-12胡军

建材与装饰 2021年10期

胡军

（上海旻悦勘察设计有限公司，上海 200135）

0 引言

地下综合管线探测就是按照城市规划建设管理要求，采用经济、合理的方法探明施工场地下方管线布置情况，确定管线的各项数据，从而制定出科学、合理的规避方案，保证工程顺利开展。具体在地下综合管线探测中，常遇到的管线类型主要有三种：①金属管道，这些管道主要是给水管道、燃气管道等；②光缆和电缆，这部分管道主要包含通信电缆和电力电缆等；③非金属管线，这类管线主要为排水管道及部分供水和燃气管道等。由于这些管道材质的不同，所表现出的物理特征也存在明显的差异，在探测的时候根据管线材质不同所使用的方法也不尽相同，这样才能保证探测结果的准确性。

1 测区概况

本工程位于上海市虹口区161 街坊，为新建学校项目。工程地处海伦路海拉尔路处，本次探测主要针对地下金属管线，其中包含管径不小于50mm 的上水管道、管径不小于100mm 的排水管道、通信管道、电力管道和燃气管道等内容。

2 地下管线的探查

地下管线探测一般遵循如下原则：由已知到未知；由简单到复杂；在城市管线普查中优先采用快速、有效的探测方法；在复杂地区应采用多种手段相结合的探测方法。

目前地下管线探测中主要的物探设备有两种：①管线探测仪；②地质雷达[1]。

2.1 管线调查

为了保证探测效率，各种管线在安排之前实行统一标号，编号的方式以字母和数字综合表示，字母代表管线种类，数字为管线序号，这种编号方法让设计人员一目了然。管线编号如：电力管线可以用字符DL 代替，信息管线则为XX，水管线用JS 等。

2.2 管线探测

管线探测作业开展时，需试验探测方法是否可行，从接发方向与接发距离两个角度展开处理，不同规格的管径、管线、管道材料、埋藏条件等数据均需提前校正，为后续全面探测作业夯实基础，以此保障管线数据探测精准。除此之外，地下管线规格、材质、物理性质、埋设条件等均存在差异，因此在探测时，需根据管线实际情况选择探测方法，目前常用的管线探测方法主要有感应法、夹钳法以及局部直联法等。

在本工程项目中，由于一部分管线处于地面构建物（如住房与街道）下，导致管线探测过程存在诸多挑战，甚至在某些特殊区域无法借助常规手段探测管线信息，严重阻碍管线探测工程的开展，除常规手段受限外，地下管线的分布、材质、类型、规格等均存在较大差异，进一步增加管线探测难度，因此在实际探测工作中，应借助特定方法准确探测出管线信息，以此更好地完成管线情况探测目标[2]。

3 地下管线探测方法

3.1 隐蔽管线探测方法

3.1.1 金属管线探测方法

（1）感应法。感应法又可称之为电磁感应法，作为物探技术常用方法，其主要应用在电缆、金属管线等管线探测工程中。应用感应法展开管线探测的核心原理在于电磁感应现象，因此具有高度精准与操作便捷的优势。在实际管线探测中，在磁场作用下，地下金属管线携带部分微弱电流，继而构成磁场，此时可通过地面磁场分布及磁场强度情况完成管线测量作业，继而明确地下管线具体位置。若在实际探测中发现已存在部分金属管线外露的情况，可直接采用直接测量法完成电磁感应，需将探测设备放置于外露金属管线附近，并将两者相连，此时可直接测量管线长度埋深，并在此基础上进一步分析管线情况，继而实现精准化地下管线信息采集。

（2）直连法。直连法也被称之为磁电充电法，探测时需将直流电施加在地下管线上，同时于地面上观察电磁场异常情况，以此明确地下管线位置。直连法具有定位精度高、操作便捷、仪器轻便的优势，尤其在地下管线密集区域尤为适用，可保障探测精准度，但此方法具有一定限制，仅存在可供充电出露点时应用，且无法保障在地层电阻串的效果。

（3）耦合（夹钳）激发法。管线上套住环形夹钳，借助环形夹钳所产生的谐变磁场耦合到管线上，此时可产生感应电流，在接收机帮助下接收信号。

表1 物探精度统计

3.1.2 管线密集处的探测方法

由于虹口区地下管线种类繁多，其中包含给水、排水、燃气、热力、电力、通信等多种不同的管线，且这些管线布置方向、材质也不尽相同，即使是同一种管线，其材质也有多种不同的组成，如钢、铸铁、铜、PVC 等。

目前的探测技术中，对于各种金属管道探测结果十分精准，且探测效率也高，但是非金属探测仍然属于传统方法，探测结果也并不是特别精准。尤其是在管线密集的地方，由于各种管道材料复杂，且管道电磁场相互发生感应和叠加的干扰现象，给探测结果带来影响。面对这种情况，当管线密集的时候，对管线密集处可尝试倾斜压线定深，在远处不重叠处进行追踪，对金属管线和非金属管线重叠，用管线探测仪直接探测金属管线，用其他方法探测非金属管线[3]。

3.2 明显管线探测方法

全方位扫描整个探测场地，若存在异常需及时追踪与定位，并在此基础上展开定位探测，同时展开追踪，若管线明显，可采用夹钳法追踪，起到精确定位与有效探测的效果，同时进行测深和进一步追踪。

3.3 疑难管线与疑难地段探测的主要方法

在疑难管线和复杂地段进行探测的时候，由于探测信号在传输中会衰减，极大影响工作探测效果，最终造成探测结果不准。面对这种情况，根据管道材料材质及时调整信号功率和频率，确保信号传输准确、及时，同时对管道布置密集的地方可以采用夹钳法，由于这种方法具有较强抗干扰能力，周围其他管线信号不受干扰。接收机与发射机需在探测一段时间后对换位置，展开回探作业，可及时检测出信号串联情况。

4 质量检查

4.1 质量检查的主要内容

4.1.1 外业记录检查

全面扫描整个场地，若发现异常情况需第一时间进行追踪定位，并在此基础上完成精准化探测，同时开展下一步追踪。在地下管线外业数据采集的时候，除了做好管线点连接关系、点号含义之外，还要处理好测量点之间的关系，方便内业工作的开展。

4.1.2 外业检查

在外业记录工作完成之后，根据制定好的草图进行实地巡视检查，对管线点地面进行标记，检查管线是否出现遗漏、错探等问题。经过检查发现，个别探测点由于自然因素的影响标记并不明显，甚至出现错误标记，面对这些问题，这里均严格进行整改和补测[4]。

4.1.3 内业检查

地下综合管线内业检查主要是针对地下管线探测工程结果进行检测，通过对结果进行检测分析管线作业流程是否科学，是否符合工程建设要求。在实际工作中，首先工作人员通过物探方法对地下管线的特征进行检测，根据投影表现出的特征进行分析，其次测量地下管线位置，最后检查地下管线内业数据，利用辅助工具对数据进行加工、编辑，最终保证数据的准确，便于设计人员直接提取使用。

4.2 本测区物探质量检查情况

4.2.1 物探检查精度指标

（1）明显管线点重复量测的埋深中误差

明显管线点重复量测的时候，优先采用直接法或者夹钳法，从而减少相邻管线产生的干扰。借助管线外露部分向管线直接充电，为保障电流沿目标管线方向流动，需严格控制充电方向与接地方向，一般高频信号通过非导电接口会减小，支管线较短时（＜5m），可采用选择高频信号进行探测；探测中宜选择差动天线信号接收机，抗干扰能力强，分辨率高。

（2）隐蔽管线点采用同精度仪器检查

由于隐蔽管线缺少明显点且地址条件较差，无法用直接法或者夹钳法进行测量，此时可以利用探测仪对隐蔽点进行重复探查或者开挖检查。对与周围介质无明显差异且又无法开挖验证的目标管道，采用钢钎触探和雷达探测等手段进行检查。探查结果要采用统计学意义进行检查且抽取较大样本，通常情况下，用仪器重复探查管线点数的5%，开挖检查总隐蔽点数为1%。

4.2.2 物探检查情况

外探作业及调查后完成记录，并进行自查和互查，检查情况如表1 所示。

本次地下管线探测借助物探仪器完成探测作业，管线探测结果与资料相互印证，结果相符。