摘要：通过对PCM+发射机电磁法原理的分析，针对在实际探测工作中要注意的问题，着重介绍了使用PCM+发射机配合RD8000接收机在深埋管线探测中的应用。
关键词：PCM+发射机；RD8000接收机；深埋管线；充电法。
目前，用来探测金属管线的管线探测仪器有很多，一般常用的仪器主要有：雷迪RD系列金属管线探测仪、PL-1000富士金属管线和电缆测位器、APL地下管线探测仪等。常规管线定位设备对埋深5米以上的金属管线探测信号非常弱，对超过10米埋深的管线可以说是无能为力。PCM+系统的专用大功率发射机能使信号的最大传输距离达到30公里，比常规管线定位设备的信号输出强度高10倍以上，对管道连接点的需求数量大大减少，从而增加管道探测的距离，增强目标管道信号的强度和稳定性，使长距离深埋管道的探测变为可能；采用适当的仪器配备和合理的连接和接地方法，理论管道的探测深度可以达到30米。
一、PCM+发射机配合RD8000接收机采取电磁法进行探测工作原理
金属管线探测主要采取电磁法进行探测，探测工作利用PCM+发射机在地面产生一次交变磁偶极场，当地下有金属管线存在时，则由于穿过地下金属管线的一次场磁通量大小、方向不断变化，根据电磁感应定律，金属管线内产生感应电流，其大小与磁通量的变化成正比，频率与一次场相同，此时在地面用管线探测仪的RD8000接收机观测感应电流所产生的二次磁场，就可以探测到埋设在地下的金属管道。.png)
通常采用定向钻穿越法施工的管道一般埋深比较大，被激发的管线信号会因埋深的加大而衰减，因此要求发射机可加载的信号强度必须足够大，所以需采用大功率管道探测仪器，使发射信号强度能够达到普通管线探测仪器的数倍（一般管线探测仪器最大探测深度在5—6米）。
二、PCM+发射机配合RD8000接收机探测深埋管线案例
现场需探测管道的长度范围约为1400米，输送介质为汽油，具有高压和易燃、易爆的特点，管道材料均为钢管，管道均采用外防腐涂层进行有针对性的保护，在跨越探测区域的两端均设置了阀门井，可进行调制信号的有效施加，需要探测管道沿线土壤含水率高，土壤电阻率低，接地条件良好，具有采用电磁法进行探测的先决条件。
管道埋设深度：据资料原管道的敷设采用定向钻施工，施工深度最大为12米，因填土造成地面加高，增大了管道的埋设深度，按目前填土深度估算，场地内的管道埋深在13-14米左右。
从施工场地区域的条件分析，由于临近区域大部地段仍处于开发之中，地下（工业电流）磁场相对较弱，但偶发的交变电磁场仍会对探测工作带来一定的影响，因此，外业探查过程中需要引起足够注意，对于扰信息进行有效的识别，选择有利的探测时机。
1、探测方法的选用
本例采用有源法探测，探测方法选用充电法，接入方式有双端连接和单端连接，多种连接方式，从不同的方向施加信号进行分析对比，预防施加在目标管辖上的信号因为特定环境下的特殊地电条件出现大部分甚至全部转移到非目标管线上或因其他干扰因素引起的场信号畸变等，提高探查的可信度。
应用PCM+对被探查的金属管线供电，利用金属管线充电后在其周围产生的电场，通过管线探测仪器的RD8000接收机接收金属管线充电后产生的电场信号，进行分析地下管线的平面位置和埋深。其工作装置示意图如下图。
双端连接充电法示意图.png)
2、平面定位及测深
探查管线时，接收机和发射机之间的距离必须大于最小收发距离。收发距离太小，受一次场的影响，定位定深误差较大，不能保证探查质量。沿管线走向向前追踪，对不同距离所做的剖面进行判断，当发现一个剖面，异常幅值最大，宽度最窄时，则确定该剖面为最佳收发距剖面。在该剖面上采用精确定位管道位置峰值定位模式进行定位。该模式抗干扰能力强，定位精度高。在峰值定位模式下，接收设备出现峰值信号指示线，帮助操作者准确识别峰值点位置，取两次极大值的中心位置确定为平面位置。
谷值定位模式的抗干扰能力较差，一般存在至少5cm的定位常差，当地上或地下空间存在高压线、金属栅栏、浅层电缆或钢质管道等强电磁干扰时，往往出现较大的定位误差甚至定位错误。
但另一方面，谷值定位模式的检测信号灵敏度较高，适合单一管线条件下长距离、大埋深管道的快速追踪，不适宜于PCM+电流测量时的精确定位。
测深一般采用直读法及70%衰减法，直读法深度测量简单快捷，在无干扰的情况下有很高的测量精度。但直读法有抗干扰能力较差的缺点。
70%衰减法深度测量精度高，抗干扰能力强，当接收机处于管线正上方时，将增益调整到合适的值，使接收机垂直地面，并使其下端接近地面，然后将接收机左右移动直到显示器读数下降到管线正上方时读数（峰值）的70%。对这两个点作好标记并测出它们之间的距离。这两个点之间的距离等于管线的深度。
如果直读法管线深度测量、70%法管线测量方法测得的结果很相近，则说明深度测量的精度得到了保证。
3、探测点（距检修井1米处）与开井量测验证结果（较差统计）.png)
三、结论
采用PCM+管道电流测绘系统对埋设深度大的金属管道进行探测，是目前最可行和可靠的技术手段之一。但对位于地下（或水下）隐蔽性强的目标物，采用仪器探测方式均是利用接收到的信号通过反演来获得其空间位置，与明显目标物调查的直接量测存在一定的差异。接收到的信号可能会因为探测目标物周边介质或其它干扰物而产生变化。对于不同区域、不同路段，会因介质的电磁波背景差异，给最终判定管线的空间位置增加困难，因此探测所定出的平面位置及埋深可能会产生一些误差，对于隐蔽管道附近区域的施工建设，需保留足够的安全距离，尤其是机械化施工更需注重安全距离。PCM+发射机配合RD8000接收机在深埋地下管线探测中应用经验证是可行的，具备优点的同时也存在缺点，尤其是管线埋设较深，场信号受到干扰的可能性增加，采用多种方法，应用探查原理和实践经验对信号进行有效甄别，也是十分重要的。在实际工作中如果不能原理和实践经验这一点，其后果不仅是探测精度不够，稍复杂一些地段将会无从下手。因此，如果能够扬其长避其短，在实际工作中将会得到事半功倍的效果。
论文作者:刘宏亮
论文发表刊物:《基层建设》2016年25期
论文发表时间:2017/2/22
标签：管线论文; 管道论文; 信号论文; 接收机论文; 发射机论文; 金属论文; 深度论文; 《基层建设》2016年25期论文;