試析城市地下管線探測技術方法研究與應用

張磊

（南京測繪勘察研究院有限公司 江蘇南京 210000）

試析城市地下管線探測技術方法研究與應用

張磊

（南京測繪勘察研究院有限公司 江蘇南京 210000）

在城市基礎設施建設中，城市地下管線是其中一個非常重要的組成部分，地下管線敷設基礎資料為市政規劃和設計以及城市運營提供了重要的參考依據。城市地下管線主要包括雨水、給水、污水等類型，本文主要結合對城市地下管線探測技術發展情況的分析，介紹了現階段市政地下管線探測的幾種不同技術與方法，并針對管線探測技術中存在的問題及解決對策進行了分析，希望可以為相關研究提供一些參考。

城市；地下管線；探測技術

隨著當前社會經濟的快速發展，我國城市規劃覆蓋的面積在不斷增大，新建市政道路每年都在延伸，地下管線也逐漸增多，這些管線縱橫交錯極為復雜，加上更新管理機制并不完善，使得管線資料內容記不完整，要想徹底將地下管線的信息情況摸清，就必須建立綜合管理信息系統。當前國內外都開始對地下管線進行探測，技術及方法上都有了一定提高，裝備儀器方面改進也非常大，但是利用一種儀器始終無法完成地下管線的所有探測任務，因此本文主要對城市地下管線探測技術進行探索和研究。

1 城市地下管線探測技術的發展情況

城市是人類在世界上賴以生存的重要物質基礎，是人類進入到現代化社會的一大標志。現代化社會城市地下管線建立為人們的正常生活提供了保障，成為城市新的生命線，不同種類管線與不同的管線材料及埋設方式相對應，所以需要我們利用不同的方法進行探測，這樣才能獲得較好的探測效果。在20世紀80年代，當時由于天線技術、計算機技術的快速發展，電磁地下管線探測技術開始得到了較快發展，獲得了極好的效果，到了80年代后期，地質雷達得到了廣泛應用，探測精度也隨之提升，這項技術不僅可以對地下金屬管線進行探測，同時還能對水泥、飼料及陶瓷等材質進行探測。

2 城市地下管線探測技術與方法

城市地下管線埋設方式多種多樣，管線材質也具有多樣性特點，單一物探方式必然會存在一定的局限性，根本不能使管線探測要求得到滿足，不同地下管線需要選用不同方法進行探測。

2.1 地下管線探測技術原理

地下管線經常會改變地球物理場的分布情況，使其產生異常，通過研究這些異常分布形態及情況，可以獲得和地下管線位置相關的資料和數據，為我們鋪設地下管線提供了理論依據。由于物理場不同，探測手段的種類非常多，通常需要對比電磁感應法與地質雷達法等不同方法的優缺點，然后合理選擇地下管線探測技術。

2.2 地下管線探測方法

在現場探測過程中，按照地下管線和周圍介質物理參數以及管線材質的不同，按照快速、有效及經濟等原則，可以選擇一種或多種物探方法展開探測。地下管線探測采用的物探方法主要有地質雷達法、電磁法及示蹤法等幾種不同方法，其中最常用也是最有效的方法有電磁法和地質雷達法。

2.2.1 電磁法

電磁法是一種常規物探儀探測方法，可以對地下管線進行探查，以地下管線及周圍介質導電性及導磁性差異作為主要物性前提，在發射線圈中發射機主要提供諧變電流，在地下建立起諧變磁場，在諧變磁場的激勵下地下管線會產生諧變磁場，進而推測出地下管線的具體存在位置。如果地下管線和周圍介質之間存在明顯電性差異，同時管線長度遠遠大于管線埋設，這時往往可以獲得較為明顯的探測效果。

2.2.2 地質雷達法

探地雷達通過對地下介質中電磁波的傳播規律研究及波場特點分析，可以查明結構、介質及屬性等特征。由地面發射天線T將高頻電磁波利用寬頻脈沖的方式送到地下，經過不同電磁性性質介質分界面反射以后回到地面上，另一接收天線R會接收這些高頻電磁波，其余電磁能量會通過截面一直向下傳播，在更深截面進行繼續的反射，一直到所有電磁能量均被地下介質所吸收，在地下介質傳播的過程中電磁波會遇到和周圍介質電性不同管線界面，這時產生反射會被接收天線所記錄，通過屏幕顯示出來。天線沿著測線的方向逐漸進行移動的時候，各道記錄會按照測點順序排列，這樣就會形成探查雷達圖像，對雷達剖面圖像進行分析，即可推斷出城市地下管線的實際分布情況。

2.2.3 示蹤法

該探測法是指將可以發射電磁信號的導線或者示蹤探頭送到非金屬管道中，利用接收機接收探頭或者導線在地面將發出電磁信號接收，通過這種方式確定城市地下金屬管線的埋深情況及具體走向。示蹤法可以在有出入口的人防工程探查及非金屬管道探查中，這種方法不僅效果非常好，同時信號也比較強，但是注意必須有出入口。

3 當前地下管線探測技術存在的問題與解決對策

3.1 非金屬管線現狀及特點

隨著近年來科學技術的快速發展，以前的金屬管線逐漸被非金屬管線所代替，當前城市地下管線中常用的非金屬材料主要有玻璃鋼、工程塑料及混凝土管等，以上材料和金屬管線相比優點十分明顯，例如抗老化效果明顯、質量較強、使用周期長、便于施工、成本更低等。但是，非金屬管線也具有一定的缺點和弊端，例如無絕緣性、電性能交叉、不能很好的接收信號等，所以當前很多探測技術并不能應用于非金屬管線中。

3.2 地下管線探測中存在的問題

在現代地下管線探測過程中，由于非金屬管線已經普及，加上探測設備具有靈敏度高、功率大及信號強等特點，因此干擾也會明顯增強，使得地下管線埋深誤差進一步增大。在探測混凝土管線的過程中，由于管線埋深存在差異，同時管徑大小也各不相同，這種情況下即使利用茶船示蹤先的方式，探測信號也會呈現出不連續、不穩定的特點。在非金屬管線探測中應用地質雷達法的情況較多，但是因為受到其特性的影響，該項技術只能實現對同一斷面點對點的探測，根本不能對整條路線進行探測，還容易受到周圍介質物理特性的干擾和作用，以上問題都是急需解決的。

3.3 問題的解決對策

從上述分析中我們可以了解到，利用管線探測儀和地質雷達相結合的方式可以有效改善效果。首先，利用管線探測儀針對非金屬管線，利用電磁感應法及示蹤線法確定管線的埋深及走向等相關信息。然后按照具體情況應用地質雷達法進行驗證和分析。我們可以利用多項技術探測非金屬管線情況，在實際探測過程中我們應綜合不同探測技術的優缺點，制定出探測方案，將地下管線探測提升一個臺階。

4 結語

綜上所述，地下管線存在埋設隱蔽性、材質各異性及探測復雜性等特點，在實際工作中，我們不僅需要對各項探測技術進行熟練掌握，以保證探測數據的高質量，同時地下管線建設是一個動態的過程，管線成果只是到提交日期之前對測區管線情況的實時反映，項目施工還需要較長的時間短，在此期間可能會出現拆除或新增等問題，因此還要以現有管線數據資料為參考，按照具體情況獲得精準的探測數據，最終為城市地下管線鋪設提供重要的理論性基礎。

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TU990.3

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2016-8-20