長距離、大管徑輸油（氣）管道的物探方法探究

賀源彬

（廣州市增城區城鄉規劃與測繪地理信息研究院，廣東 廣州 511300）

城市地下管線是城市的重要基礎設施，是現代化城市高質量、高效率運轉的基本保證。它承載著多種物質流、能源流和信息流，是城市賴以生存和發展的重要物質基礎之一。由于珠三角區域經濟的高速發展，廣州新白云機場客貨運航班量增長迅猛，導致機場加油量快速增長，2011年，白云機場航煤加油量已達到1.435×107t，經分析現有黃埔管線的輸油能力在2013年以后將無法滿足機場供油的需求。為此，開辟新的油源和解決新的航空煤油進機場通道的問題，成為白云機場發展的當務之急。本文結合充電法、直接法對長距離航油管道實測資料進行了分析與研究，以探究是否有更加簡單、經濟、便捷的方法。

1 工程概況

中國航油廣州白云機場場外航空煤油輸油管道工程項目（簡稱航油項目）規劃總長度約95 km，增城段航煤管線平面長度約48 km，起于廣州市增城區石灘鎮中海油分輸閥室，途徑石灘鎮、荔城街道、朱村街道、中新鎮，終點為新白云國際機場機場油庫。航煤管線管徑為DN400、直縫電阻焊鋼管，設計壓力等級為8.0 MPa，宏觀走向并行規劃北三環高速，沿線地面高程在2.0～148.8 m。

2 項目重難點分析

2.1 時間緊、任務重

航油項目是國家重點項目，項目工期緊，任務重，且該管道主要依托溝谷敷設，導致工期長、探測難度大、后期檢查困難。

2.2 準備工作煩瑣

由于航油項目貫穿增城區，起于石灘鎮，跨荔城街道、朱村街道、中新鎮至從化區，進場前需多方了解現場情況，實地踏勘，制訂相應的工作計劃和方案，準備相應探測設備。因此，導致項目前期的進場準備工作較一般管線探測工作要復雜、煩瑣。

2.3 安全隱患多

航油項目縱向跨度大、沿線地形復雜，多分布在山林地區，部分地區地勢險峻，這些均給外業技術的制訂與實施帶來了挑戰。

3 解決方法

地下管線探測的基本原理主要是以地下管線與其周圍介質的物理性質差異（比如密度、速度、電性、磁性、導熱性等）為物質基礎，采用適當的地球物理方法測量各種物理場的特征，進而達到對地下管線的定位和定深等目的。地下管線的精確定位與定深是城市地下管線探測的核心問題，目前，定位的方法有直接法、夾鉗法和感應法。為了加快外業探測速度，提高工作效率，本次項目實施過程中采用充電法、直接法對航油管道進行對比試驗，進而驗證充電法的適用性。

3.1 充電法分析

充電法（直流電法）：充電法原理是利用直流電源的一端接被查金屬管線，另一端接地，對金屬管線充電后在其周圍產生的電場來探測目標管線，特點是精度高，探測深度大。航油管道已均勻分布直流電流。輸油管道用外防腐涂層與陰極保護站外加強制電流的電化保護相結合的防腐體系，此體系中有一個穩定的直流電源為管道提供穩定的保護電流，且該電源系統已接地。因此，金屬管線已附加穩定又分布均勻直流電，無需人工接電源。管道管徑大，多為開挖埋設，周邊無其他管線、地下構筑物干擾，有助于提高管線探測精度。

3.2 直接法分析

直接法：適用于有出露點的金屬管線探測，直接法有3種連接方式，即雙端連接、單端連接及遠接地單端連接。即將發射機專用輸出電纜的一端與被探測的金屬管線相連接，另一端接地或接到金屬管線的另一端，利用接收機搜索被探測金屬管線產生的電磁信號，對管線進行追蹤定位。該方法能使接收機接收到較強的電磁信號，對管線的定位及定深精度都相對較高，但管線必須有出露點，并具備良好的接地條件，而且接地線應盡量與管線走向呈垂直狀態分布，接地點在理論上是離激發源越遠越好，但地線過長將造成旁側管線的干擾。

3.3 兩種物探方法的對比

本次試驗使用的管線探測儀器為里奇（RIDGID）SR-20，試驗前已對該區域的輸氣管線用直接法進行測試并開挖驗證，確定了該儀器的有效性、精度和有關參數。通過對部分航油管道開挖直線段進行探測得的數據對比，具體見表1.

分析表1可知：①兩種方法的探測精度均滿足行業標準《城市地下管線探測技術規程》（CJJ61—2003）的規定要求。②直接法探測精度高、抗干擾能力強、行業內應用最廣泛。充電法雖探測精度高，但因操作要求高且為帶電作業，極少使用。然而，此類特種管道的特殊防腐體系、埋設方式、明顯標識，均為充電法的適用提供了便利條件。兩種探測方法對比結果如表2所示。

4 結論

地下管線的隱蔽性、城市地下空間多樣性等特點，決定了城市地下管線探測的復雜性，因此，管線探測技術成為了物探工作者一個長期探討的問題。通過本次試驗分析可得出以下結論：①航油管線的快速驗收測量保證了管道順利投入運行和生產，滿足廣州新白云機場日益增長的航油要求，為廣州新白云機場的快速發展提高了保障；②對長距離、大管徑輸油（氣）管道進行物探且周邊無管線、地下構筑物干擾時，充電法不需要發射機，節省了調整發射機位置的時間，減少了人力的投入，做到了更加經濟、簡便、高效，明顯提高了工作效率，減少了安全隱患；③充電法的第一次成功試驗也為日后應對類似輸油管線探測業務時提供了寶貴經驗。總之，通過本次充電法成功的試驗，在以后管線探測前應積極研究管線設計說明、了解相關資料，堅持方法有效、快捷、經濟的原則，尋求合理、高效的物探方法。

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