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摘要：随着我国城市化进程的不断推进，城市建设及管理工作也越来越复杂。地下管线作为保障城市运行的重要基础设施，管线探测工作是工程建设及城市管理的重要组成部分，如何快速的探测地下管线，保障地下管线的安全，是目前测绘工作中较为关注的问题之一。本文根据某企业工程实例，对地下管线探测技术进行探讨。
关键词：地下管线；探测；技术
1、工程概况及测区地下管线概况
此次工程任务主要是探测清楚测区范围内已有管线的分布和埋深，主要为以后企业的设计及施工提供依据。测区内管线错综复杂，密度较大，有污水处理厂、加氢裂化装置、六循环水场和消防泵站等。有高压电缆、低压电缆、煤气管线、给水管线、污水管线、雨水管线、循环热水、循环冷水、生活用水、氨液、消防水、控制电缆、消防泡沫等。
测区地下管线主要分为如下五大类：
（1）给水：生活用水、生产给水、消防给水、循环冷水、循环热水、自流循环热水、中水等管线；（2）排水：雨水、生活污水、生产废水、生产污水、雨污合流等管线等；（3）热力：蒸汽、热水给水、热水回水、软化水、凝结水等管线；（4）工艺：净化风、非净化风、氧气、氢气、氮气、液化烃、可燃气体、可燃液体、甲乙丙类固体、天然气、液化气、酸溶液、碱溶液、氨溶液、催化剂、排灰、排渣等管线；（5）电缆：高压、低压、照明、控制、通信、有线电视、监控等线路。
2、技术方法
2.1地下管线探查
2.1.1地下管线探查方法及仪器的选择
（1）本次地下管线普查工作，对隐蔽的地下管线均采用物探方法进行探测，特殊地段辅以其它方法、手段。
a.电磁法：是探测金属管线及带有金属骨架管线的有效方法，也可采用示踪电磁法探测有出入口的非金属管道。该方法为本次地下管线探测的主要方法。
b.电磁波法：主要用于探测非金属管线和复杂地段的管线及疑难点。
c.机械法：主要用于验证其它方法的精确度及准确度。
地下管线探测应遵循先已知后未知，从简单到复杂的原则，优先选用有效、快速、轻便的探测方法，复杂条件下宜采用综合方法。
（2）本次地下管线普查工作采用电磁波频率范围宽、性能稳定、分辨率高的仪器进行探测，如英国RD8000、日本PL-960。
a.RD8000型管线探测仪。其工作频率为50Hz、512Hz、8KHz、33KHz、65KHz、113KHz，应用范围广泛，操作方法与RD4000型相同。可采用直读法、70%法等定深。由于其工作频带宽，可用其高频探测连通较差的金属管道及非金属管道、带钢筋网的水泥管道。
b.日本PL-960型管线探测仪具有多种可选工作频率，可采用直读法、比值法等定深。可用其特有的高频激发性能探测连通较差的金属管道及非金属管道、带钢筋网的水泥管道；特别是天燃气管道。
2.1.2地下管线的调查
地下管线的调查主要针对明显管线点（包括接线箱、变压器、消防栓、人孔井、阀门井、窨井、仪表井等附属设施）进行的，地下管线的调查的方法是开井，采用经检验的钢尺直接量取埋深、读取规格等参数，由于测区地面上的窨井大部分无法打开，我们参考企业技术部门提供的相关地下管线资料图；并在实地调查中邀请公司技术部门人员，管线的规划、设计、施工人员和当地居民等熟悉管线情况的人员协助进行。
2.1.3地下管线的探查
在探测前，针对测区地电条件、地段环境、管线分布等特点，选择了有代表性地段的已知管线进行方法试验。通过与已知管线的对比、校核，确定了该方法和仪器的有效性和精度，选择了最佳工作方法、合适的工作频率、最佳收发距，确定了该方法和仪器测深的修正方法和修改系数，以提高工作效率和探查成果精度。
仪器探查是在现状调绘和实地调查的基础上，根据不同的地球物理条件，选用不同的物探方法进行地下管线探查。采用物探仪器探查地下管线，在现有资料不足区域以及重要复杂地段（如交叉路口等）进行搜索时，进行了重复探测以确保管线无遗漏。
采用感应法探查地下管线时，使管线和收发系统的电磁波传递处于最佳耦合状态，保持适当的收发距离，使接收机既能接收到足够强的信号，又不受发射机一次场的干扰。
（1）由电磁场理论可知，发射低频电磁波衰减较慢，传播距离远，对周围管线感应小，在连续导电的金属管线上效果较好。发射高频电磁波衰减快，传播距离近，穿透能力强，在连续性不好的金属管线上探测效果较好。由于厂内各种电信、电力电缆、无线电台等形成一较复杂的电磁波干扰区，且各种金属管线相互影响，在其周围存在着不同频率不同强度的电磁场，为了克服种种干扰以保证质量，根据投入仪器设备功能按如下方式工作：
a.消除偶然误差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆用管线探测仪探测管线时，首先确定管线走向平面位置及埋深，然后沿走向方向旋转180°再确定管线的走向平面位置及埋深，两次所探结果误差小于3cm，取平均值，若两次所测结果误差大于3cm小于6cm，再进行重复探测，使结果满足误差小于3cm为止。若两次所测结果误差大于6cm，及时找出了原因或更换仪器，利用旋转探测法消除仪器的偶然误差。
b.提高观测精度。探测埋深相同或埋深不同而距离较近的两条或多条管线时，由于管线异常难以区分，定位、定深失真较大。解决这些问题，除了尽量用低频外，采用多种探查方法进行探查，如：旁侧感应法、垂直偶极子压线法等，并结合测区的地电条件，在探测过程中进行适时修正，以达到相关规范要求的精度。
（2）金属管线的探查
探查金属管线，采用直接法、夹钳法及电磁感应法。探查电力电缆采用50HZ被动源工频法。探查铁磁性管道选用磁测法。甚低频接收条件好的地区，采用了甚低频法。
（3）非金属管线的探查
测区内非金属管线主要是排水管线及部分给水管线，其埋藏较深，一般在0.5～3m之间，由于其断面较大且有一定的分布规律，所以具有较好的地球物理条件，对高频电磁波有强烈的反射作用。
（4）疑难管线点的探查
测区内个别地段由于地形变化大，地下管线交叉无序，空中高压电线形成干扰磁场等，使得探测信号不确定，背景值不明显，从而形成疑难管线点。对于疑难管线点的探查方法：一是采用认真分析、研究调绘图，摸清其分布再进行探测；二是几台仪器、几种方法交叉探测，从中找出较可靠的异常值，最大限度地确保疑难点探测精度。
（5）水平定位及测深
a.水平定位。进行管线仪探测时，沿管线走向向前追踪，在不大于75m处定点，正反向读数，取极大值确定平面位置。管线弯曲的地方，我们在圆弧起止点和中点上设置管线点。在圆弧较大的地方，适当增加管线点，使弓形的高小于10cm，以保证其弯曲特征。正反向极大值偏差大于3cm时，采取重复观测；小于3cm时，选择取其平均值确定平面位置。
b.确定深度。电磁感应类专用地下管线仪定深时，我们采用了特征点法、直读法及45°法，根据方法试验确定了法定深。定深的点位置，选在管线点或其邻近被测管线前后至少4倍埋深范围内是单一的直管线，中间无分支或弯曲、且相邻平行管线之间的间距应大于被查管线的深度或其干扰能被有效抑制。上述条件未能满足时，我们选择仪器的读数直接作参考。在管线的地面投影点上，正反向两次读数，如果两次读数差值大于3cm则重复观测，若小于3cm则取其平均值确定深度。测深我们采用70%衰减法和直读法。
被查金属管线邻近有较多平行管线或管线分布情况较复杂时，我们采用直接法、夹钳感应法、压线法或选择激发法等方式进行探查。采用直接法时，把信号施加点上的绝缘层刮干净，保持良好的电性接触；合理布设接地电极，接地点上有良好的接地条件。采用直接感应法时，夹钳应套在被查管线上，保证夹钳接头通路。
c.特征点的定深定位。交汇法定位，在远离特征点2～3m的地方测定管线的深度为特征点的深度。
2.2地下管线点测量
地下管线点测量是在管线点探查作业完成后，由探查小组提供一份1：500探查草图，图上标注有物探点号、管线走向、位置及连接关系等，作为开展管线测量的依据。
2.2.1控制测量
地质勘查技术院在此前已对生产厂区进行了1：500地形测绘，并有四等GPS点、E级GPS点、一级导线等控制，但由于年代久远，生产设施的改变，使原有的控制破坏严重，为使本次补测和原有图形构成同一体系，必须联测原控制点，检查其精度，在精度符合要求后。在此基础上施测适量图根点，达到控制测区的目的。
2.2.2管线点测量
全站仪在各控制点上架站，采用极坐标法采集管线点数据。每站应检查另一已知点至少一个、另一测站观测的明显地物点至少2个，并记录。检核相邻的控制点，求出坐标较差△x、△y控制在5cm以内，高程较差控制在6cm以内。所有管线点均全野外数字采集，仪器自动记录。管线点的水平角、垂直角半测回测定，最大测距长度不大于150m。
观测前，应将气象改正、仪器加常数值输入仪器进行自动改正。
3、资料整理
3.1管线图编辑
在管线探查时，现场记录管线的类别、管规、管径、埋深、特征点、附属物、拓扑关系以及测量点号与管线点号的对应关系等。回来后录入了电子表格，利用在AutoCAD基础上开发的管线成图软件检查录入错误，改正后并导入数据库。导入测量点并对照原始记录检查拓扑关系、流向、标注以及测量点号与管线点号的对应关系等，按1：500的比例尺成图后，导出成果表。
3.2管线成果表编辑
管线成果表是将探测管线点参数按点号、种类、管径、材质、埋深、埋设方式录入电子表格，再将管线点坐标、高程数据导入就成为了管线点成果表。
4、结束语
从以上工程实例中可以看出，应用高新测量技术可以满足目前城市管线建设高速发展的需求，采用不同的技术方法对地下管线进行科学、快速、准确的测量，查清地下管线的动态信息，为以后的设计、施工提供科学的依据，同时也有利于促进城市化的快速发展。
参考文献：
[1]李勇，狄方贤.城市地下管线探测分析[J].城市地质，2008（01）
[2]2009版测绘成果质量检查与验收等系列标准[S]
论文作者:孙龙
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：管线论文; 地下论文; 方法论文; 仪器论文; 电磁波论文; 测量论文; 管道论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;