综合物探方法在探测地下管线中的应用

作者：陈庆宇

来源：《城市建设理论研究》2013年第47期

摘要：随着城市的发展，各种建设项目越来越多，地下管线铺设情况越来越复杂，因此，快速有效的掌握地下管线铺设现状，是今后城市规划、建设的必要条件。在探测地下管网建设工作中，综合物探方法的运用，起到了至关重要的作用。 关键词：探测方法；地下管线；探测质量；措施 中图分类号： TU990.3 文献标识码： A 文章编号：

城市的地下管线建设情况复杂，涉及到给排水、燃气、电力、通信等行业，在城市的发展过程中发挥着重要作用，掌握地下管线的铺设情况是城市发展的需要。对于城市地下管线的探测可以应用的探测方法有多种，在实际工作中应当根据需要进行合理选择，本文将针对城市地下管线探测技术的应用作简要分析。 一、常用的探测方法

在地下管线探测中比较常用的综合物探方法主要有电磁法、电磁波（地质雷达）法、磁梯度法。 2.1电磁法

电磁法是目前最为主要的、应用最为广泛的、也是最为精确高效的地下金属管线探测方法。电磁法应用的是电磁感应原理，主要适用于地下各种金属管道及金属电缆的探测，而其中的示踪法则专门用来探测开放式的地下非金属管道。

电磁法探测的技术核心在于地下管线信号（即二次场）的激发方式上。通过试验找到能够清晰有效地激发出目标信号的方法，是实际工作的重点。一般主要通过变换工作频率与信号施加方法这两者的组合来完成，从实践工作总结，给水、热力、燃气等开挖的金属管道探测时采用此法探测效果最好。

金属管线的探测。主要使用直接法和电磁感应法进行探测。

（1）直接法对有暴露点的金属管线十分有效。探测时将探测仪发射机专用电缆线一端与待查的目标管线的暴露点相连，保持良好的电性接触，电缆线另一端接地。若接地性不好可在接地线插钳周围倒上一定量的水以润湿土地。打开发射机，选定一频率(一般为33kHz)，操作员手持探测仪接收机，保持与发射机相同的频率，沿管道前进方向左右搜索，根据接收机上显

示的目标管线产生的磁场信号强度对目标管线进行追踪和定位并对需要测深的地方测出其深度,并在实地作好标注，手簿上作好记录。

（2）电磁感应法对于暴露点极少和较大管径的金属管道探测比较适合。打开发射机电源将发射机平行于目标管道走向水平放置，选择一合适频率。探测员手持接收机垂直于目标管道走向进行搜索，根据接收机上显示的磁场信号强度对目标管道进行定位、定深，并在实地作好标注，手簿上作好记录。 2.2电磁波（地质雷达）法

地质雷达探测是利用电磁波反射原理，根据地下目标体与周围介质存在的电磁差异性来探测地下目标体的一种方法，在城市管线探测中经常遇到一些特殊材质的地下管道，如水泥、塑料、PVC、PE等非金属材质的地下管道。这些特殊材质的地下管道，无法采用管线探测仪进行探测，可应用地质雷达来解决这些特殊材质的地下管道的探测。从而解决了这些特殊材质的地下管道无法探测的难题。

根据电磁波在地下传播过程中遇到不同的地质界面会发生反射的原理，将宽频带高频短脉冲电磁波通过发射天线向地下发射，由于地下不同的介质往往具有不同的物理特性（介电性、导电性、导磁性等等差异），其对电磁波具有不同的波阻抗，进入地下的电磁波在穿过地下各地层或某一目标体时，由于界面两侧的波阻抗不同，电磁波在介质的界面上会发生反射和折射，反射回地面的电磁波脉冲，其传播路径、电磁场强度与波形将随着所通过介质的电性质及几何形态而变化。因此，从接收到的雷达反射回波走时、幅度及波形资料可以推断地下介质的结构。

地质雷达探测时，采用实测剖面的方法进行探测，剖面尽量选在地势平坦地段，从而确保探测成果的准确性，其剖面方向均沿垂直管线走向方向布置，并以匀速进行连续取样。因城区复杂的地电条件，给地质雷达探测、异常解释带来了一定的困难，因此在工作前一定要先了解工作区的物理特征、管道特征等，在方法实验的基础上，选择确定合理的工作参数,对异常做出合理的解释及准确的确定目标管道起着重要的作用。用地质雷达探测地下管线应用的是电磁波的反射和折射原理，适用于地下金属和非金属管道及电缆的探测。它不仅可以探测位置和埋深，甚至可以探测地下管线的规格。 2.3磁梯度法

顶管施工工艺已广泛地应用于各类管道敷设工程中,但由于非开挖施工的管道不同于一般的开槽埋管施工,没有一个均一的管顶标高,埋深变化范围通常非常大,且埋深普遍较深,因此要对其进行平面位置尤其是深度的测定具有相当大的难度。

磁梯度法是通过钻孔的手段将磁力梯度仪下到钻孔内,由上而下测量水平金属管道在垂直方向上的曲线变化,将会得到较理想的效果.在实际工程应用中,通常用梯度值来突出反映曲线的变化情况通过测量单位距离内地磁场强度的变化，可以发现近地表的金属物体。

实践中在通过其他参考资料或者辅助技术手段对管线位置粗略探测后即可采用触探方式将其精确定位。沿垂直管线走向截取该管线可能存在空间的横断面，在该横断面位置以某一间距依次钻孔至接触被测物体表面来探测被测物体的平面位置和埋深信息。当对被测物定位精度要求很高时，用多个触探定位点拟合被测物体几何形状能取得很好的效果。

磁梯度法探勘能够精确、快速探测深埋金属管线，取得了的良好的效果。在一定程度上解决了管线探测的问题，但同时磁梯度法探测相关理论不够完善，操作方式无固定标准，受管径、磁化倾角等因素影响，探测误差也有一定未知性。触探作为磁梯度探测的一种验证的探测手段，一方面能验证磁梯度探测结果，另外一方面通过磁梯度法和触探的探测方法相结合，能进一步提高探测精度，将埋深误差控制在±10cm以内。在精密地下工程中有很强的使用意义。 3保证探测质量的措施

3.1由于探测仪器本身存在的某种不足，物探前需要进行探测仪一致性对比试验，以确定该仪器的改正系数。

3.2由于直埋管线的土质情况不同，对管线的探测精度有一定的影响，需要进行一定数量的开挖验证，或在能准确定深的位置进行探测验证，以确定是否需加埋深和平面位置的改正系数。

3.3由于探测仪器探测效果受管道埋深的影响较大，尤其是应用感应法探测时，深埋管线能接收到的信号很弱，探测效果一般不太理想。此时需要不断改变探测方式，如改变发射机的摆放姿势。

3.4由于管线的材质和导电性能不同，对管线的探测效果有直接影响。比如金属管道和电缆可用一般的管线探测仪即可以探测，但不适用于非金属管道。非金属管线一般可用地质雷达进行探测，但目前价格较为昂贵。

3.5地下管线中经常遇到并行管线的情况。并行管线的探测方法：由于地下管线具有排列相对密集，种类各异的特点，所以探测这类管线的主要干扰是相邻管线的影响，在探测中有时只能判断出大致有几条管線，但无法准确和有效地确定其位置和埋深，此时应采用不同的方法来确定平行管线的平面和埋深。

3.6地下管线中还会遇到管线上下重叠的情况。对于金属管道的重叠，当用电磁法探测时，由于重叠管线间的相互干扰，观测异常为上下管道的异常叠加，用电磁法可对其进行精确

定位，而在定深上误差较大。但是重叠管线不可能总是重叠，一般可在分叉处分别定深，推算出重叠处的管道的深度。 4 结束语

综上所述，地下管线的探测方法多种多样，在实际的探测工作当中，我们要选择适合的，适当的方法，正确认识异常源的性质。在实际工作中，我们经常会遇到很复杂的情况，城市地下管线探测在借助仪器设备测量的同时，调查也是一个很重要的环节。只有把两者结合起来，才能快速、准确、有效地解决实际问题。 参考文献

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