摘要：本文简要叙述了城市地下管线探测的常用方法和基本原则，探讨了不同管线所采用的探测技术及就地下管线探查、 管线测量、 数据处理及整理方面，对质量控制进行论述。为相关部门进行城市地下管线探测提供了具有一定参考价值的技术方法。
关键词：地下管线；探测方法；质量控制
0 引 言
随着现代科技的高速发展，城市建设步伐日趋加快，城市建设、 管理和发展的矛盾日益突出。地下管线作为城市建设的一个重要基础设施，具有信息传递、能源传输等功能，是城市赖以生存和发展的物质基础。采用高新科技和方法来高效管理地下各类管线，满足决策、管理部门和施工单位的需要已成为当务之急，因此有必要通过合理的探测手段来查清地下管线的现状及地下管线质量控制的重要性。地下管线探测主要有管线探查、管线测量、数据处理及整理工作，建立科学、准确、完整、动态的综合性管线信息管理系统，有利于为城市规划、建设和管理科学化、现代化，提供及时、准确的信息保障。
1 地下管线常用的探测方法
由于城市地下介质的不均匀性、地下空间管线埋设方式多样等因素，随着城市的快速发展与基础设施的完善，城市的地下管线变得日益复杂，因此，要获取符合规定精度要求的管线数据信息就需使用专门的仪器设备及采用特定的方法。目前管线探测行业所使用的仪器以电磁感应类居多，主要为金属管线探测仪，如目前国内主要使用的有英国雷迪公司的 RD4000、LD500、RD433，美国 DitchWitch 公司的 Subsite 910、950 系列和日本富士（地探）株式会社的 PL960、PL1000 等。目前常用的探测方法有以下几种：
（1）直接法：
适用于有出露点的金属管线探测。直接法有三种连接方式：双端连接、单端连接及远接地单端连接。即将发射机专用输出电缆的一端与被探测的金属管线相连接，另一端接地或接到金属管线的另一端，利用接收机搜索被探测金属管线产生的电磁信号，对管线进行追踪定位。该方法能使接收机接收到较强的电磁信号，对管线的定位及定深精度都相对较高，但管线必须有出露点，并具备良好的接地条件，而且接地线应尽量与管线走向呈垂直状态分布，接地点在理论上是离激发源越远越好，但地线过长将造成旁侧管线的干扰。
（2）夹钳法：
是利用管线探测仪配备的夹钳 （亦称耦合环）夹住被探测的管线，通过耦合环把电磁信号加载到被探测的管线上，以达到对管线追踪定位之目的。此方法信号强，定位定深精度高，适用于管线直径小且不宜使用直接法探测的金属管线或电缆，如电力、电信类电缆、燃气入户管线等，但管线必须有出露点，而且被探测管线的直径必须小于夹钳的大小。
（3）感应法：
是利用发射机发射谐变电磁场，使被探测的地下管线产生感应电流而形成电磁场，通过接收机在地面接收地下管线所形成的电磁场，达到对被探测管线进行搜索、追踪、定位之目的。感应法适用于出露点稀少而不便使用直接法探测的金属管线或电缆，因无需发射机电缆接管或接地，操作灵活方便。
（4）电磁波法：
即地质雷达剖面扫描法，是利用脉冲雷达系统连续向地下发射高频电磁波，并由接收天线连续接收地下介质反射回来的电磁波，再经过专用软件处理，获取地下不同目标体雷达波的反射图像，通过对图像的分析解释，直接确定管线位置和埋藏深度。由于地质雷达设备本身价格昂贵，而且受环境的限制，如扫描处要求地面平整开阔，目标管线的大致空间位置要预知等，因此使用起来成本较高且效率较低，一般用于解决重大疑难问题，尤其是埋深超深的大口径管道、沟道、地下空洞等。
（5）埋深测定：
对金属管线而言，管线探测仪测定的管线埋深是管线中心至地面的垂直距离，实际工作中无论采用直接法还是感应法探测管线，其测深方法除美国 Subsite 系列外，绝大部分以 70％法为主，直读法为辅。70％测深法是与接收机天线高度相关的一个拟合值，即接收机在管线正上方时，能接收到电磁信号的最大值，该值的 70%在管线两侧分别有一个等值点，这两个等值点间的距离即为目标管线在测定位置处的中心埋深。
2 城市地下管线探测技术的发展及现状
城市是人类进入现代化社会的标志，是人类赖以生存的物质基础。 在现代化社会中，城市地下管线的建立与完善则是城市正常的生活秩序的基础与保障，是城市的新的生命线。 不同的管线种类对应的管线材料和埋设方式是不同的，因此我们必须采取不同的探测方法才能取得较好的探测效果。 20世纪80年代，由于计算机技术、天线技术和滤波技术的发展，基于电磁原理的地下管线探测技术得到了发展与应用，并且取得了较好的效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 20世纪80年代中后期，地质雷达得到了应用，这种技术使得地下管线探测的应用领域更加广泛，探测精度也得到了提高。 该技术除了可以探测到地下的金属管线还可以探测到其他的材质，如水泥、 塑料、 陶瓷等。
3 地下管线探测工作的主要内容
地下管线探测工作主要包含探查、 测量以及地下管线信息系统的建立等内容。
地下管线探查是指应用地球物理勘探的方法对地下管线进行定位、 定走向、 定埋深。对地下管线特征点 （起、 终、 转点、 分支、变径、 变坡点等）进行探查，将地下特征点的平面位置标示到地表并探求特征点至地表的距离 （即埋深 ） 。
地下管线测量是指对管线点的地面标志进行平面位置和高程连测，计算管线点的坐标和高程、 测定地下管线有关的地面附属设施和测量地下管线的带状地形图，同时调查管线的种类、 管径、 材质等管线属性。
地下管线信息系统是地下管线探测的重要组成部分，可以是采用各种技术和手段，探明查清地下管线的空间位置、 基本特征和属性，以电子数据形式存储在计算机能处理的介质上，实现信息的计算机管理。地下管线信息管理系统功能实用、信息规范、运行稳定，信息现实性好，技术先进。
探测工作应遵循以下程序： 收集资料，现场踏勘，仪器检验和方法试验，编写技术设计书，实地调查，仪器探查，建立测量控制，地下管线点测量与数据处理，地下管线图编绘，编写技术总结和成果验收。应遵从已知到未知，从简单到复杂，方法有效、 快捷、 方便的基本原则
4 地下管线探测技术存在的问题及解决策略
4.1 非金属管线的现状和特点
随着科技和材料科学的不断进步，在过去不断使用的金属管线逐渐被非金属管线所代替。 地下管线中的非金属材料有：玻璃钢、 混凝土管、工程塑料、 复合塑料等，这些材料拥有金属管线的不可比拟的优点比如：质量轻，抗老化、 耐腐蚀、 使用周期长、便于施工、 成本低等。 但是同时它又存在着电性能差，无绝缘性，对于信号的接受能力比较差。 因此，许多现存的探测技术不能应用到其中。
4.2 非金属管线在探测中存在的问题
在非金属的探测中，由于探测设备的功率大、 灵敏度高、 信号强，致使干扰也会增强，最终使得管线埋深误差增大。 在混凝土管线探测中，由于实际情况中管线的埋深不一致、 管径的不相同，即使采用插穿示踪线的方法，探测信号也是不稳定不连续的。 地质雷达在非金属的探测中使用的较多，但是由于其特性的限制，该技术只能在同一断面内实现点对点的探测，无法连续的对整条路线进行探测，并且容易受到周围介质物理特性的影响。 所有的这些问题都是我们亟待解决的。
4.3 解决问题的策略
通过对以上问题的分析和讨论，我们应该采用地质雷达和管线探测仪相结合的
技术进行改进。 首先，我们可以使用管线探测仪对非金属管线运用示踪线法和电磁感应法确定管线走向和埋深等信息。 然后根据实际情况，利用地质雷达法进行验证。 对非金属管线的探测，我们可以采用多种技术并用的方法达到最好的效果。 在实际的工作中，我们要结合每种探测技术的优点，制定合理有效的探测方案，将对地下管线的探测技术提高到一个新的水平。 总之，地下管线材质的各异性、 埋设的隐蔽性加上城市地下地质的多样性，决定了地下管线的探测的复杂性。 我们除了要熟练的掌握探测技术，获得高质量的探测数据外，同时还要合理的参考现有的管线数据资料，根据实际情况，精准的获取探测数据，为城市地下管线的铺设提供理论依据。
5 总结
地下管线被誉为城市的 “生命线”，是城市赖以生存和发展的物质基础。因此，查明城市现有地下管线的分布和规划好未来地下管线的布局，对城市建设和管理、 城市生活保障具有十分重要的意义。地下管线探测是物探与测绘的完美结合，虽然地下管线的探测工作在我国起步较晚，但是经过广大物探和测绘工作者的努力，有些城市的地下管线管理水平甚至达到了国际先进水平。
现阶段对于金属管线的探测手段已经比较成熟，采用直接法和电磁感应法能够比较准确的实现对地下管线的探测。 但对于非金属管的探测仍存在一些困难，示踪电磁法和电阻率法毕竟有其自身的缺点，在实际的运用中要受到诸多限制。虽然地质雷达法探测非金属管道效果比较好，但仍存在仪器成本太高的问题，而且应主要发展抗干扰能力强、 采集数据质量高、 轻便、 处理速度快、 分辨率高、 操作便捷又比较经济的探地雷达系统。所以，对非金属管道的探测，无论是在探测方法还是在探测仪器方面均需做出改进，使得对非金属管道的探测更加简便、 快捷、 经济。城市地下管线与探测是城市地质工作的重要组成部分，应该利用高新技术，做好这项工作。如何更加快速、 准确、 经济地完成地下管线探测任务，以保障城市和谐发展，是今后物探和测绘研究的重要课题之一。
参考文献：
[1]邹延延.地下管线探测技术综述.勘探地球物理进展，2006，29（1）：14~18
[2]吴尚科.地下管线探测技术初探.人民长江，2007，38（10）：94
[3]杨登科.采用先进技术加速城市地下管线的探测.黑龙江科技信息，182~183
[4]赖东杰.地下管线探测新技术新方法的应用.工程技术，40~41
[5]章剑峰，钱强强，俞杰，张滇.复杂情况下城市地下管线探测体会.城市勘测，2010，3：148~151
论文作者:刘永生
论文发表刊物:《基层建设》2016年19期
论文发表时间:2016/11/28
标签：管线论文; 地下论文; 城市论文; 技术论文; 方法论文; 非金属论文; 金属论文; 《基层建设》2016年19期论文;