上下重疊、大埋深地下管線探測技術及方法的應用研究

吳 飛，楊小龍

（江西有色地質勘查五隊，江西 九江 332000）

通過對以往工作經(jīng)驗的總結，在常規(guī)物探方法的基礎，加強探測信號，信號追蹤、推斷，基本解決掌握了上下重疊、大埋深地下管線探測技術及方法[1]。

1 基本技術原理

地下管線探測工作區(qū)主要位于城區(qū)，局部地段交通繁忙，隨機干擾大，而且地下管線多分布于瀝青、水泥路面及路兩邊的人行道方磚路面下，管線埋設復雜，埋深變化較大，管線分布密集；工作區(qū)內(nèi)地形起伏，地下介質電性不均勻且變化大，地電條件復雜。給管線探查帶來一定難度。只有應采用多種探測方法相結合，以期達到預期效果。本次研究主要是根據(jù)已知項目的實際應用，選擇已知管線埋設情況的工作區(qū)域，對不同埋設的疑難管線，采用不同探測方法進行探查，并對探測結果進行對比研究，得出不同情況下最佳的探測技術和方法。

2 疑難地下管線特征分析

根據(jù)工作經(jīng)驗情況分析，復雜疑難地下管線特征如下：①施工現(xiàn)場管線種類較多、部分地段管線埋設密度較大、管線埋設深度變化大，且有重疊、交叉和平行管線存在。②一些主要交通干道的車輛對施工干擾較大。③管線周圍介質變化較大，地電條件較復雜。④工作區(qū)管線材質種類較多，主要有鑄鐵管、鋼管、水泥管、PVC管、PE管等。本次主要是研究上下重疊、大埋深管線的探測技術與方法。

3 上下重疊管線探測技術及方法應用

3.1 基本原理與具體做法

上下重疊管線有多種情況，按其材質電性可分為金屬管線重疊、金屬與非金屬管線重疊、非金屬管線重疊。重疊管線的探測是管線探測中的難點之一，單一方法探查很難達到目的，必須采用綜合物探方法技術進行探測。

（1）金屬管線重疊：在使用電磁法探測時，由于重疊管線二次場相互疊加，對其只能精確定位，而在定深上誤差較大，但重疊管線總有分開的地方，可在其分開處分別定深，來推知重疊處管線的深度；具體做法：首先通過電磁法定位，再追索上下重疊管線，尋找分開的地方，利用電磁法，通過分開處分別定深，以此來推測重疊處的埋深，因為一般來說，埋設距離不遠時，同種管線埋深變化不大。

（2）金屬與非金屬管線重疊：由于金屬管線和非金屬管線的電性差異，可用電磁法對金屬管線進行定位、定深；具體做法：通過電磁法首先確定金屬管線的定位、定深，然后通過探地雷達的方法確定非金屬管線的定位、定深。

（3）非金屬管線重疊：使用電磁法很難解決，可采用磁法、電磁波法（探地雷達）、聲波法等進行探測。具體做法：首先通過電磁波法測量疊加的二次場定位，再追索上下重疊管線，尋找分開的地方，利用電磁波法，通過分開處分別定深，以此來推測重疊處的埋深。因為一般來說，埋設距離不遠時，同種管線埋深變化不大。

3.2 上下重疊管線探測方法的應用實例

如圖1是某處電力管線、通訊管線為同種材質上下重疊管線。首先我們在1號、2號探測位置進行探測，確定重疊管線的平面位置，再通過追索，確定兩條管線分開位置，既是3號探測位置，通過3號位置，分別確定電力管線和通訊管線的埋深，然后反推1號和2號位置的管線埋深。根據(jù)推測的深度，進行了開挖驗證，基本在誤差允許的范圍內(nèi)。

圖1 上下重疊管線探測技術應用實例圖

3.3 上下重疊管線探測技術應用總結

①相同、相類似材質或者物性參數(shù)相近的管線重疊：首先使用電磁法、電磁波法等方法進行探測，由于重疊管線二次場相互疊加，能精確定位，無法進行定深，但重疊管線總有分開的地方，可在其分開處分別定深，來推知重疊處管線的深度；②物性差異較大的管線重疊：我們可以利用物性差異，選用不同探測方法進行探測，并利用方法①進行檢查確認。例如金屬管線和非金屬管線的電性差異，首先可用電磁法對金屬管線進行定位、定深。

4 大埋深管線探測技術及方法應用

4.1 基本原理與具體做法

目前大埋深的管線從材質上主要分為兩大類，金屬管線與非金屬管線。但是目前對于大埋深非金屬管線物探探測技術不是很成熟，探測效果不佳，所以本次主要總結引進、消化吸收大埋深金屬管線的探測。由于管線探測儀探測深度通常為3.0m～4.0m，在無出露點的情況下，采用常規(guī)感應法探測很難滿足要求。為探測此類管道，必須通過不同方法加大信號強度，采用特殊的信號施加方式：

（1）擴大探測范圍，找到管線出露點，采用直接法施加信號，并加大發(fā)射機輸出功率。具體做法：進行金屬管線探測時，發(fā)射機與金屬管線直接相連，對管線直接施加信號，加大發(fā)射機輸出功率，通過這樣的方法能明顯提高探測的有效信號，以此達到提高探測深度的目的。

（2）在沒有出露點的情況下，盡可能在埋深淺處施加感應信號，以增大管線感應電流，提高接收信號強度，提高信噪比。具體做法：對埋設的金屬管線進行追蹤，對信號進行對比，然后盡可能選擇在埋深淺處施加感應信號，以此提高探測目標的有效信號，達到探測的目的。

（3）利用長金屬導線采用雙端連接的方法施加信號，使發(fā)射機、長導線與管道自成一電流回路，提高管線的電流強度，達到探測深埋管線的目的。具體做法：尋找到大埋深管線相近的兩個或者以上的出露點，鋪設長金屬導線，將兩個出露點連接起來，使發(fā)射機、長導線與管線自成一格電流回路，然后施加信號，這樣能大大提高目標的有效信號，自然就能到達探測的目的。

4.2 大埋深管線探測方法的應用實例

（1）為解決一條大埋深的通訊管線TX0102探測點的定位和定深問題，如圖2，我們可以從采用已知到未知的辦法，通過在最近出露點TX0101上桿處，直接施加信號，以此提高整條管線的信號強度，然后通過常規(guī)電磁法，追索出TX0101的平面位置和埋深。通過開挖驗證，TX0101的物探位置誤差完全滿足規(guī)范要求。

圖2 大埋深管線探測技術應用實例圖（1）

（2）當大埋深管線距離較長，通過單個出露點直接施加信號還是無法到達探測目的時候，我們可以利用長金屬導線采用雙端連接的方法施加信號，使發(fā)射機、長導線與管道自成一電流回路，提高管線的電流強度，達到探測深埋管線的目的，如圖3。我們利用長金屬導線將一條深埋的通訊出露的TX015與TX0152兩點相連，使發(fā)射機、長導線與管道自成一電流回路，這樣的施加方式，大大提高了目標體的信號強度，可以達到了定位、定深的目的。

圖3 大埋深管線探測技術應用實例圖（2）

4.3 大埋深管線探測技術應用總結

①對于埋深管線探測，需要擴大探測范圍，找到管線出露點，采用直接法施加信號，并加大發(fā)射機輸出功率。②在沒有出露點的情況下，盡可能在埋深淺處施加感應信號，以增大管線感應電流，提高接收信號強度，提高信噪比。③利用長金屬導線采用雙端連接的方法施加信號，使發(fā)射機、長導線與管道自成一電流回路，提高管線的電流強度，達到探測深埋管線的目的。

5 總結

本次研究工作主要是利用各類地下管線與周圍介質存在一種或幾種明顯的物性差異，根據(jù)物性差異、各管線的特征投入相應的物探探測方法，通過方法組合，相互佐證，基本可以取得良好的探測效果。通過本次研究可以得以下經(jīng)驗及方法總結。①根據(jù)重疊管線物性差異不同，選擇不同的方法。相同、相類似材質或者物性參數(shù)相近的管線重疊：首先使用電磁法、電磁波法等方法進行探測，由于重疊管線二次場相互疊加，能精確定位，無法進行定深，但重疊管線總有分開的地方，可在其分開處分別定深，來推知重疊處管線的深度；物性差異較大的管線重疊：我們可以利用物性差異，選用不同探測方法進行探測。例如金屬管線和非金屬管線的電性差異，首先可用電磁法對金屬管線進行定位、定深，再通過探地雷達進行探測，排查已知金屬管線干擾，推斷出非金屬管線的深度。②對于埋深管線探測，主要通過增加有效信號來達到探測的目的，需要擴大探測范圍，找到管線出露點，采用直接法施加信號，并加大發(fā)射機輸出功率。在沒有出露點的情況下，盡可能在埋深淺處施加感應信號，以增大管線感應電流，提高接收信號強度，提高信噪比。本次研究主要是通過改造管線探測儀的發(fā)射機，利用長金屬導線采用雙端連接的方法施加信號，使發(fā)射機、長導線與管道自成一電流回路，提高管線的電流強度，達到探測深埋管線的目的。利用長金屬導線形成一個電流回路可以明顯提高探測目標體的有效信號強度，基本能解決我們目前遇見的大埋深（5m～8m）金屬管線探測問題。