岩土勘察钻孔放样中的管线探查

2021-10-24桂磊峰

工程技术研究 2021年16期

桂磊峰

南昌市测绘勘察研究院，江西南昌 330038

在城市化发展运作期间，各类大型交通设施获得了规模化建设，如高架桥、地铁等。此类大型交通工程在建设期间会在整个城区内贯穿，由此对岩土工程勘察工作提出了贯穿要求。岩土工程勘察各项工作中，以钻探为主要方法，工程勘察期间，应明确获取孔位下方情况，如管道排布、电缆铺设等，减少钻探工程对管线的破坏。

1 管线探查标准

1.1 管线内径探查规定

在岩土工程中，关于管线探测的标准较多，在钻孔放样环节，管线勘察要求需参照管线数据，结合委托人的勘察需求，依据管线疏密性表现、管线使用功能等，综合确定勘察数据的取舍范围。

1.2 管线位置探测方向

在岩土工程中，应确定管线勘察范围，准确探明钻孔管线的具体位置，对于管线具体工程信息，无须全面查明。简言之，在钻孔放样程序中，对于放样工程范围内，划分出与地下布线无不利作用的区域，对此作业区域进行有效的勘察钻探。由此确定，岩土工程师在勘测时并不是勘查管线情况，而是确定无管线的钻孔区域[1]。比如，在确定管线位置时，使用移动透视智能技术，借助定位与图像感应技术保障管线位置信息获取的准确性。

2 管线探查流程

2.1 现场标定

在工程前期，项目开展的工程现场确认工作，确认依据为管网图，确认管线的基础信息，比如走向、所在的大致方位、埋深状况等，以便于工程师对管线排布形成整体认知。在钻孔放样程序中，对管线进行合理避让，准确设计钻孔放样位置。放样位置的确定需顺应钻孔位置作业精度标准，安全运作钻探工程。

2.2 初步探查

在钻孔放样位置设计完成时，对放样区开展初步的管线探测。在管线初步探测时，一般情况下使用的是英国产探测设备，设备型号为RD8100（见图1），能够保障金属管线分布的探测全面性，此设备组成包括发射源、接收机。在探测时，放样核心区域为发射源安放位置。专业工程师应保证接收机、发射机等设备处于适宜的相对位置，指向为相同方向，以圆形路线为基准，进行有序扫测。采取扫测探测方式时，扫测所覆盖的区域，以钻孔放样整个区域为参考。若单次扫测无法覆盖全部放样区域，可进行分次扫测工作。扫测探查过程中，采取频率、功率等切换方式，初步获取管线的分布情况，如所在位置、排布走向等。同时，对于扫测结果进行现场标记，为后续钎探、挖槽等工程作业奠定坚实基础。

图1 英国产探测设备RD8100

2.3 钻探定位

结合探测设备的勘察结果，在管线成功回避后，对拟定钻探的位置开展钎探作业，作业设备确定为洛阳铲。管线在地下区域的埋深大小通常不大于5m，在使用洛阳铲（见图2）时，其探查深度应大于5m。钎探作业期间，探查孔径大小，以5cm为基础。结合洛阳铲探查获取的土体实际情况，判断探测区障碍物的位置与数量，排查管线分布的可能性。如若在钎探作业期间存在探查困难，比如填土层较厚、探测有难度等，应在钎探作业周边适当增加探测孔的个数，在明确有管线时及时暂停钎探作业，调换人工挖槽形式，对管线分布进行再次确认。

图2 洛阳铲钻探定位作业图

2.4 挖槽确定

在工程勘测期间，根据管线探测设备、钎探作业的探查结果，能够确定钻孔区域无法回避的管线。根据探查结果，应采取人工挖槽作业形式，对管线分布、管线位置进行精准确认。管线分布具有不确定性，仅能采取人工开挖形式，保障管线不会受到机械开挖的损坏。在人工开挖深度达到2m时，可进行垂直开挖，此时开挖作业不进行放坡处理。在人工开挖深度超过2m时，可采取放坡、支护等辅助措施。在发现管线时，及时暂停人工开挖动作，在专业工程师对管线进行位置信息采集后，确定管线坐标、管线高程时，再进行其他处理[2]。

3 管线探查方法

3.1 钻孔放样探查方法

（1）标定确定法。此种确定管线位置的方法无须使用探测设备，结合各类工程图纸资料，由掌握管道分布信息的人员对管线位置给予标记，以此作为管线分布信息的参考。

（2）设备探查。被动探测方法是在使用发射机时，对于目标管线无须发送信号，运行结束后，对特定区域内不明管线进行主动的信号搜查。接收机能够有效获取电力信号、无线频率信号两种。主动探测方法是使用发射机发出信号，由目标管线接收信号，接收机能够确定信号位置，确定管线位置。发射机发出信号的方式有三种：直接发出、夹钳发出、感应发出。

3.2 管线探测设备的探查技巧

（1）管线信息追踪探查法。当接收机与发射机间隔大于10m时，管线接收的电流信号有所减弱。若让接收机在小范围内进行活动，磁场将会发生强度异常问题，此时确定中心为突变点，内径设计为1.5m，以圆周形式进行管线信息探测。若发现管线类型为分支、管线排布状态为交叉，可将其作为新起点，开展管线追踪。借助管线附属设备，全面落实管线信息探查。对于供气管线，通常情况下，在地面尚未完成管线标记设计。针对排水管道，设立的检修井具有一定数量。借助管线标记、检修井，能够对管线分布、走向等信息进行确定，保障探测速率。

（2）管线盲测法。①圆形探测法。盲测法，在进行管线探查时，优先使用的是圆形搜索方式：以发射机为核心，保持接收机与发射机处于适宜位置，使其能够所指相同方向，以圆形路线完成探测。②平行探测法。对于矩形探测区域，可使用平行探测法，以此收集管线分布信息。平行探测法的使用方法：保障发射机、接收机相对位置的适宜性，使两个设备处于相同直线上，以相同速度向相同方向进行同步探测，记录探测结果[3]。盲目探测与扫测具有相似性，工程师获得盲测结果后进行管线、电缆等探测结果的标记。管线探测结果，应使用表格记录表示，按照管线探测规范逐一进行记录。记录完成后，与调查资料相互核对，以此确定管线分布的具体情况。

3.3 管线定位方法

（1）管线位置的确定方法。管线所在位置的确定较为关键。当探测确定的管线，相距钻孔位置不足5m时，应对管线所在位置进行精准测定，以保障钻孔位置的合理性，准确调整钻孔作业位置。在确定油气管线、供电线路时，应保障探测的安全性。使用RD8100管线探测设备，确定管线位置有两种方法：峰值位置确定法、谷值位置确定法。

（2）单一类型管线位置的确定方法。在确定单一类型管线位置时，可在峰值、谷值两种确定方法中进行相互佐证。当峰值、谷值位置相差结果＜15cm时，以峰值位置确定结果为依据。当峰值、谷值位置相差结果≥15cm时，说明信号测定不准确，存在信号干扰情况，应消除测定误差问题。

（3）消除测定误差的方法。对探测设备在峰值、谷值位置确定的结果进行准确记录，若目标探查管线的真实位置确定在峰值节点一侧时，相距位置=1/2（峰值、谷值间距）。