（兰州铁路技师学院 甘肃 兰州 730050）
【摘 要】阐述了地下管线探测中通常采用的方法、设备及规范精度要求，介绍了常用的频率域电磁法探测地下管线的特点，分析了现阶段管线探测中需要解决的一些问题，并提出了建议。结合现代测绘技术的发展，对地下管线探测技术的发展趋势进行了展望。
【关键词】地下管线；探测；频域电磁法；展望
【中图分类号】TU990.3 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）04-0092-03
城市地下管线是城市的重要基础设施，日夜担负着传送信息和输送能量的任务，是城市赖以生存的“血管”和“神经”。城市地下管线包括给水、雨水、污水、燃气、电力、电信等几大类，是城市规划、设计、施工、和管理的重要依据。查清地下管线埋设现状并建立城市地下管线信息系统具有非常重要的现实意义，对地下管线进行科学管理,可以给城市带来巨大的经济效益和社会效益[1]。
地下管线探测是应用地球物理、数字测绘 、计算机等相关技术，完成地下管线的探查、测绘和数据存储的过程，是由多个专业通力合作的整体项目。地下管线探测不仅需要规划、建设、财政、测绘等管理部门的参与，更需要探测、监理、质检、管线产权等多家单位的共同配合[2]。掌握和摸清城市地下管线的现状，建立地下管线数据库或地下管线信息管理系统，是指导地下管线规范化建设，实现地下管线动态化管理，应对城市防灾、减灾和突发事故中必不可少的内容，对城市的城市规划、开发和扩建具有重要的现实和战略意义。
1.地下管线探测方法
地下管线按其物理性质可大致分为3类： ①由铸铁、钢材构成的金属管线；②由钢、铝材料构成的电缆； ③由水泥、陶瓷和塑料材料构成的非金属管道[3]。而由于我国城市建设早期材料单一性的原因，地下管线多为金属类。现阶段，管线探测主要是应用地球物理探测技术，按照以查明管线在地下分布状态为目的的管线定位物探方法主要有电法、电磁法和地震波法。常见的管线物探方法、原理及适用范围见表1。
虽然利用物探法进行管线探测的方法较多，但实际工作中人们普遍应用低频场以传导电流为主的交变电磁场方法（频率域电磁法），频率域电磁法因其相对其他方法干扰少、装置轻便、方法有效、成本低、速度快的特点，在市场上独占鳌头。目前地下管线探测工作主要借助于国内外称谓的“管线探测仪”的仪器，结合地电条件，利用有效的物探方法来探寻地下管线的分布。
2.频域电磁法探测地下管线的适用性及特点
频率域电磁法（FDEM）探测地下管线，是利用仪器接收线圈去“探测”与管线不同的周围介质磁场在不同方向分量的空间变化规律，以达到探测其走向、平面位置和埋深的目的。应用频域电磁法探测技术要取得明显效果，需满足地下管线与周围介质有明显的电磁性质差异、地下管线埋深在仪器可探范围之内及干扰源产生的干扰足够弱或可被分辨消除等条件[4]。
频域电磁法探测地下管线能够在实践中得到广泛的应用，除了由于大部分重要的地下管线是用金属材料制成的，有些重要的非金属管道在敷设时预埋了金属检测带之外，对于有出入口的非金属管道，也可以用其中的“示踪法”进行探测。两者均可用最简化的物理模型进行理论计算（正演）及推断解释（反演），具有推断解释精度高的特点。其特点主要呈现为：
（1）可用场源多。可以利用的场源既有天然场源（被动源）又有人工场源（主动源）。
（2）传感器的独特优点。在探测仪器中，把交变磁场转换为电信号的传感器，可以使探测工作的操作极为方便，进而进行“扫描式”探测，工作效率极高，生产成本低。
（3）仪器中采用窄带滤波技术。一方面能有效地压制非工作频率的交变磁场的干扰，提高信噪比，突出有用信号；另一方面可使较微弱的有用信号用较大的放大倍数放大到一定程度，其实际意义是可减小发送机的能耗及其重量。
虽然频域电磁法探测地下管线发展迅速，但以现有技术来看，还存在如下缺陷：
（1）在管线密集区，场分布很复杂，推断解释困难，耗时较多。
（2）对于多根平行管线，有时水平方向的分辨能力不足，诸如无法探测出一束电缆中的每一根电线。
（3）无法直接探测出管道直径，对于大口径管道探测效率很低。
（4）对于电性连接差的管道，不易形成集中电流，例如水泥管道，虽有导电良好的钢筋，但不易探测。
（5）对于无出入口的非金属管道（预埋了金属检测带的除外），良导管线的端点的确切位置等无法进行探测。
以上问题，也是探测中需要着重考虑和重视的方面。
3.地下管线探测存在的问题及解决思路
经过几十年的改革开放，伴随着城市建设的高速发展，我国城市管理者对城市地下管线价值和和作用的重要性认识不断提高。全国各地陆续开展了城市地下管网建设情况普查，对地下管网管理工作进行了信息化改造[5]。 但是由于历史和现实的多种原因，城市地下管线资料不清、不全，数据精度不统一等问题依旧很突出，主要体现在如下方面：
（1）现势性资料少，现有的资料准确性差、质量不可靠。这主要体现为管线建设、测绘及管理单位资料实时沟通不足，管线测量仪器、探测方法不同等造成的。
（2）规划缺乏长远目标，总体性考虑不足[1]。
（3）管线管理部门不统一，各部门沟通协调不足。诸如地下管线产权部门和建设部门没有及时修改、补充地下管线专业图和综合图，致使原有的管线档案不能准确地反映地下管网现状；只重视施工、不重视竣工测量，对设计变更没有反应等情况
（4）缺乏现代化管理手段。虽然部分城市建立了综合地下管线管理系统，但是信息化程度不够，管线更新管理机制不健全等问题突出，且在标准统一、数据共享及数据动态更新等方面均需要强化。
为解决我国现阶段地下管线存在的问题，部分专家建议向发达国家学习，建立集市政、电力、给排水、通讯、燃气等为一体的“地下城市大管道”，即所谓的城市综合管廊。长远来看，综合管廊确实是解决地下管线混乱的根本方向，但其建设成本高、耗时长等问题也很突出，特别对于老旧城区其建设难度将特别巨大。而对于新城区的建设，在建设初期即做好管廊的规划，与城市建设同步进行将显得很有必要和可行。
另一方面，为摸清和保护好城市的“生命线”，建立城市地下管线信息管理系统也显得很有必要。通过对城市管线进行探测及信息化建设，对数据系统进行实施更新，构建管线的统一管理机构，这样也可起到掌握管线现状，降低事故发生的作用。
4.地下管线探测的发展趋势展望
应该看到，目前我国地下管线探技术还处于起步阶段，很多技术尚不成熟，不少技术难点还有待于进一步研究和解决。
在传统的频域电磁法探测仪方面，需要进一步提高管线定位和测深的精度，在干扰严重的地区，还需大力提高管线探测的信噪比和分辨率。
在管道材料方面，除了传统的预应力钢筋混凝土管外， PVC管、PE管、PP-R管等高分子聚合物管材在供水管道方面已广泛使用，现阶段主要使用的金属管线探测仪已成为制约整个行业发展的瓶颈。故发展地下非金属管道探测技术、并使其探测仪器灵敏精确、轻便高效和价格合理化，已经成为迫待解决的技术问题以及整个行业的发展方向。
在成图及数据管理方面，除了要结合GIS技术建立平台之外，基于BIM+技术的平台在现阶段即可以实现管理、查询、修改等基本功能，还可以实现管线的三维立体动态模拟，全方位形象再现管线空间位置关系，也能实现发布空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询、制作专题图和分析的功能,将成为管线数据管理发展的必然趋势。
参考文献
[1]王学海.城市地下管线探测及地下管线信息系统建设[D]. 长沙：中南大学,2006.
[2]李杰.城市地下管线探测技术及质量控制研究[D].北京：中国地质大学,2013.
[3]邹延延.地下管线探测技术综述[J].勘探地球物理进展, 2006,第29卷（1）:14-18
[4]钱鸣高.地下管线探测原理、方法与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，1985
[5]张奎.城市地下管线探测与管理技术的发展及应用[J].江西建材,2016,第11期 :222、225.
论文作者:严丽萍
论文发表刊物:《建筑知识》2017年4期
论文发表时间:2017/6/16
标签：管线论文; 地下论文; 城市论文; 技术论文; 电磁论文; 管道论文; 方法论文; 《建筑知识》2017年4期论文;