【关键词】地下管线；电磁探测法；电磁波法；管线探测仪
0 引言
城市地下各类管线素有“城市生命线”之称，是一个城市重要的基础设施，担负着信息传输、能源输送等工作，它与工业生产、城市建设和管理、人民生活都有极为密切的联系。进行城市地下管线普查，准确掌握和摸清城市地下管线的分布情况，建立一套完善的城市地下管线信息管理系统，是城市规划、建设和科学管理的需要，也是防灾减灾和应付突发性事故的需要。对现代城市的健康发展具有重要的现实意义和深远的历史意义。
1 地下管线探测技术方法的原理及特点
常用的和较为有发展前景的探测方法包括电磁法、电磁波（地质雷达）法、磁梯度法、钎探法、综合分析法、声波法、红外辐射法、以及其它方法等等。其中，前五种是现实应用的最基本的探测方法，后两种是我个人认为今后可能会有一定的发展的探测方法。目前在地下管线探测中应用最多的是电磁法和电磁波法(或地质雷达法)。
1.1电磁探测法
电磁法是目前地下管线探测的最核心的技术方法。它探测结果精确、探测方法多种多样，可以适用于绝大多数情况下的地下金属管线探测，是在包括技术理论、仪器生产和实际应用等方面都最为成熟的地下管线探测技术。
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。
1.2电磁波(地质雷达)探测法
地质雷达法是一种用于确定地下介质分布的广谱（1MHz—2.5GHz）电磁波技术。地质雷达利用一个天线发射高频短脉冲宽频带电磁波，另一个天线接受来自地下介质界面的反射波。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。因此，根据接收到波的旅行时间（亦称双程走时）、幅度与波形等资料，可推测介质的结构、构造与埋设物体。地质雷达法是目前最需要通过技术提升以适应未来广泛的地下非金属管线探测的技术方法。
1.3 地下管线探测的技术特点
局限性：地下管线探测技术的局限性主要体现在以下几个方面：一是经济性的特点使得探测技术的应用是不充分的，因此在探测技术方法的选择上存在着一定的局限。二是任何探测方法都是有一定的适用条件的，具有其本身固有的局限性。三是探测结果往往是依据模糊的间接证据（探测信号）作出的，各种未知因素会对它造成干扰，依据它得出的结论往往有一定的局限性。四是探测者的知识水平和工作经验往往会对结果造成一定的影响。在实际探测工作中，各种局限性相互交织在一起，共同对探测结果发挥作用。
模糊性：在实际的地下管线探测过程中，探测人员对其所处的工作环境中的电磁背景、地电条件、目标及非目标管线的状况、以及它们之间的相互干扰关系等等是难以完全准确判断预知的，探测方法是有局限性的，探测信号作为一种间接证据对其作出的判断是有主观性的，因此，整个探测工作是在一种模糊的状态下进行的，探测结果也会因此带有一定的模糊性。
2 不同种类地下管线的探测技术方法
由于各类地下管线的材质不同，其所具有的地球物理特征各有差异。对各类地下管线探测时，应根据不同地点条件选择不同的工作方式和工作参数，满足精度要求。
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2.1 金属管线的探测
发射机发射电磁场有三种方式：第一种采用偶极电磁感应法，它是将发射机的发射线圈垂直地放在地表、或水平放置于管线的正上方；第二种是采用直接感应法，它是用夹钳夹住管线，发射机通过夹钳直接激发管线；第三种是采用充电法，直接将发射机的一极接在管线的一端，另一极接在待测管线的另一端或较远处的大地上，使发射电流直接流过被测管线。
接收机接收电磁场有两种方式：一种是采用水平线圈接收，该接收方法在地下管线的正上方信号最大，离开管线信号逐渐减少，极大值点与半极大值点的水平距离x为管线中心线的埋深h。另一种是采用垂直线圈接收，该接收方法在地下管线的正上方信号最小，在管线两侧各有一个极大值，两极大值水平距离的一半为管线的埋深h，两极大值的中心点为管线在地表的垂直投影点。
2.2 非金属管道的探测
非金属管线的探测主要是采用感应法、钎探法和地质雷达法。
感应法主要适用于大口径(DN500以上)的砼管，砼管里的钢筋比较多，感应法能探出管道的平面位置，埋深用钎探法获得。
钎探法是目前较为简单、直观的一种方法，适用于土质较疏松的单一管线的地方，在不影响交通、绿化等条件许可的情况下还可以直接开挖验证。
地质雷达法，方法原理见本文1.2节详细介绍。
3 对于复杂管线探测的几种方法应用
3.1 充分利用已知资料
向有关单位收集测区范围及附近管线的相关资料，包括：各种专业管线现状图、设计图、施工图、竣工图等相关技术资料。搜集的相关资料将有力于进一步分析测区范围内管线的状况，为工程提供帮助。
3.2 压线技术
当存在多条并行管线相距较近相互影响时，很容易导致管线定位位置偏差、定深精度差的问题，甚至当目标管线信号相对较弱时，容易遗漏管线。采取压线技术，即将发射线圈以水平线圈方式（磁矩水平）放置于干扰管线，此时干扰管线的信号影响最小，便于目标管线的定位和定深。
3.3 管线追踪技术
对于管线复杂区域，采用夹钳法对目标管线施加信号，进行追踪探测以达到区分管线的目的。
对于导电性差的金属管线（如铸铁管等），当其属性及走向不明时，采取开挖探坑的手段查清属性，并采用充电法施加信号追踪其走向。
3.4 电流大小比较技术
技术人员对该参数的关注较少。结合信号的响应幅度进行综合判别，有助于辩识管线的分布特点，对管线的运行状态进行初步评估。
3.5 扫描和搜索技术
无源扫描： 选择被动频率，采用“power”和“radio”等模式，按照网格方式进行“无源扫描”，可以探测到地下管线上的电力、无线电、有线电视或阴极保护信号。
感应搜索法：感应搜索法是探测位置管线的最可靠方法。实际探测时，要在场地内多个方向进行扫描，以保证各个方向进入场地的管线不被遗漏。
4 结语
随着城市的飞速发展，地下管线敷设越来越多，地上和地下矛盾越来越突出，地下管线探测任务也越来越多。随着城市规模的不断扩大，地下管线也日趋复杂。因此，对于管线探测人员来说，管线探测方法的熟练应用，特别是复杂条件下管线探测技术方法的综合应用，有利于提高工作效率和管线普查成果的质量。
参考文献
1城市地下管线探测技术规程 (CJJ 61—2003)，北京：中国建筑工业出版社，2003.
2张正禄.地下管线探测和管网信息系统.测绘出版社，2007.
3刘金恩，韩玉珠.浅析地下管线探测的方法技术.城市建设理论研究，2011年第8期.
4陈刚.谈张家港保税区地下管线普查项目的组织与实施.地下管线管理，2012年第5期.
论文作者:黄东亮
论文发表刊物:《建筑实践》2020年1月1期
论文发表时间:2020/5/7