基于綜合物探技術在地下管線探測中的應用分析

孫文龍

（山東正元地球物理信息技術有限公司，山東 濟南 250101）

在現代城市建設中越來越多的選擇利用地下空間來進行電力通信等管線設施的埋設方式，以達到節約并美化城市地上空間環境的目的。由于地下管線系統日益復雜化的發展，在工程建設時需要通過物探技術對地下管線設施的實際分布位置進行全面詳細的探測，以避免在工程施工的過程中損壞地下管線，對通訊或電力系統的正常運行造成嚴重影響。在進行地下管線探測時，應充分了解地下管線的探測特點和要求，合理運用相應的物探技術和探測方法來提高探測的質量及效率，從而為工程建設提供可靠的參考依據。

1 探測地下管線的技術要求

1.1 不同地下管線類型分析

隨著地下管線建設的快速發展，管線材質的類型也日益復雜，目前主要包括3大類型的地下管線設施，即鋼材、鑄鐵等金屬材質的燃氣、供熱、給水等地下管線設施；鋁或銅類材質的通信電纜或電視電纜等管線設施；以及塑料、陶瓷以及水泥等非金屬材質的工業管道或者排水管道等地下管線設施[1]。由于管線材質類型不同，探測時也需要采取相應的物探技術。

1.2 探測地下管線的技術要求分析

探測地下管線設施時，由于地下管線工程具有較高的隱蔽性，且待測區域往往處在城市人口密度較大的區域，因此在探測時必須盡量減少對地面交通以及相鄰建筑物的影響，因此無法采用常規物探技術來進行探測。同時由于地下管線敷設情況比較復雜，在管線型號、材質類型以及連接方式上各不相同，且敷設數量巨大，因此對于物探技術設備都提出了較高的要求。物探技術以及所使用的儀器設備必須要能夠快速完成定點探測，并準確確定管線的埋深和方向，同時要具備較好的連續跟蹤能力和抗干擾能力，才能確保探測的精度和效率能夠滿足探測工作的實際需要[2]。此外，探測人員也應具有較高的技術水平，能夠根據探測要求合理選擇物探技術方法，并對探測結果進行科學的解釋和準確的判斷。

2 探測地下管線工作中綜合物探技術的應用

2.1 地下管線探測中電磁物探技術的應用

在綜合物探技術中，電磁法不僅具有較高的探測精度，而且能夠快速有效地對地下管線進行探測，被廣泛應用在各種地下管線探測工作中。這種物探技術主要是通過電磁感應來于對金屬材質的電纜以及管道設施進行探測，通常是在向地下施放各種頻率的電磁信號后，再由控制中心來進行傳輸信號的接收及轉換，從而完成對城市的燃氣管道以及排水管道等地下金屬類管線的探測任務。而在探測非金屬材質的地下管線時的效果則會受到很大的限制。此外，還可以采用直接電磁法來探測有極少部分露出地面的大直徑地下管線。在操作時探測人員應將探測信號發射裝置電纜的一端連接在待測目標上，而另一端則應保證接地。當接地地面的濕潤度達不到探測要求時，應采取用水潤濕的處理方法[3]。在設置探測裝置時應確保發射機與接收機的頻率相同，然后探測人員就可以根據接收機所接收及顯示的信息來追蹤以及定位地下管線的具體位置，從而準確確定地下管線的深度以及數量等信息。工作人員應認真記錄地下管線的探測結果，詳細標準管線信息數據，為后續的施工建設提供可靠的參考依據。

2.2 地下管線探測中磁波物探技術的應用

在綜合物探技術中還可以利用地下管線與其周圍介質存在電磁差異的特點來通過地質雷達技術探測地下管線設施。由于很多地下管線設施的材質為PVC管、塑料以及水泥等非金屬材質，因此難以通過管線探測儀來進行地下管線的探測，因此需要應用地質雷達來提高探測的精度和效率。地質雷達探測技術主要是利用了電磁波傳播時在差異性地質界面中會產生不同的電磁反射的原理來進行探測，在實踐應用中則應首先通過發射天線將短脈沖高頻寬帶電磁波發射向待測地下區域，此時地下介質則會由于其物理性質的不同，所產生的電磁波阻抗也會存在明顯的差異。因此，當電磁波穿越不同介質界面時就會產生不同的折射或者反射作用，從而使反射電磁波在磁場強度、電磁波反射波形等出現相應的改變，這樣工作人員通過對反射波形、走時以及幅度等參數的分析就可以對地下介質進行準確的判斷[4]。該物探技術的適應性比較廣泛，可以有效探測復雜環境下的地下管線目標，在應用該技術進行地下管線探測時，要充分了解待測區域地下管線的基本特征以及物理特性，并合理設置相關參數，以提高探測的精度以及效率。

2.3 地下管線探測中地震波映像物探技術的應用

隨著地震波映像技術的不斷發展和完善，該物探技術在地下管線的探測工作中也得到了廣泛的應用。地震波映像技術主要是利用彈性波在地下介質中傳播時，會根據介質的不同而產生不同的繞射波、折射以及反射作用，而通過分析彈性波的頻率、振幅以及相位變化就可以準確的探測地下管線設施的分布情況。但是在應用該技術進行探測時，工作人員要充分考慮待測目標周圍環境和地下介質等因素，并結合實際探測要求來進行探測方法的選擇。

2.4 地下管線探測中磁梯度物探技術的應用

目前，很多地下管線的施工中都采用了頂管技術，有效減少了地面開挖施工的工程量。由于頂管施工技術對管頂標高并沒有統一的標準，不僅埋深變化范圍比較大，而且大多具有較深的埋深，給地下管線的深度以及平面位置探測工作帶來了一定的困難，因此需要應用磁梯度技術來進行探測。在應用磁梯度技術進行探測時，應首先進行鉆進成孔作業，然后利用鉆孔下方磁力梯度儀，并按照從上到下的順序依次對金屬水平管道的探測，通過對曲線在垂直方向上的變化來分析管道埋置的實際情況。梯度值是曲線變化的量化體現，而通過對磁場強度在單位距離內變化的測量就能夠達到發現金屬材質的近地物體的目的。為進一步提高探測的精度，在應用該物探技術時還應結合其他的技術手段，并全面收集待測區域的資料數據，首先粗略探測管線位置，然后再配合觸探等技術方法來提高管線定位的精確性。此外，如果對定位精度有較高的要求時，還可以采取增加觸探定位點等方法來進行探測。通過綜合運用梯度法以及觸探技術可以有效促進地下管線定位探測精度的提高，其探測精度能夠達到10 cm左右。

3 結語

隨著地下管線系統的發展建設，地下管線設施的分布越來越復雜，同時我國的物探技術也得到了較快的發展，出現了能夠適應不同探測要求的各種物探技術方法。探測人員應根據工程的實際需要，全面收集相關的資料數據，合理選擇物探技術，積極應用新型物探技術設備，并嚴格遵守地下管線探測的相關操作規范，以提高地下管線探測的準確性和探測效率，為工程建設提供更加客觀可靠的參考依據，促進我國物探技術應用范圍的不斷擴展。