关于城市地下管线探测问题的探讨

关于城市地下管线探测问题的探讨

卢颖

南宁市勘测设计院集团有限公司 广西南宁 530000

摘要：城市地下管线数据采集工作目前采用着一些先进的测绘及物探技术，在一定程度上推进了城市地下管线数据采集工作的进展，减轻了城市地下管线数据生产的强度，提高了城市地下管线数据生产的精度。本文主要分析地下管线探测中一些技术问题，同时指出了提高探查精度应注意的问题和应采取的具体有效措施。

关键词:地下管线；管线探测；精度；措施

引言

经过几十年的快速发展，我国的城市规模急剧扩大，城市建设的决策者们多重视地上形象设计，给城市的长远发展带来了较大隐患。从近年来发生的众多事故中吸取教训，城市发展的同时要重视地下空间规划。城市地下空间里的各种管线现如今纵横交错、相互交织无法分辨。地下管线信息是城市管理需要掌握的基本信息，缺乏地下管线信息将使城市建设存在安全隐患；地下管线信息能够保障城市各项建设快速施工的安全；能够有效指导城市建设。

1、地下管线探查精度分析

地下管线探测包含两个主要工作内容：一是地下管线特征点(起、终、转点、分支、变径、变坡点等)用物理方法进行探查，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)，二是对标定在地表的地下特征点进行坐标和高程测量，同时调查管线的种类、管径、材质等管线属性，下面主要对管线物理探查和测量的精度进行分析。

1.1地下管线点探查精度分析

地下管线点探查通常使用地下管线探查仪来进行。仪器的标称精度是在理想条件下在测试场获得的探查精度，探查环境地表层为高阻，没有其它管线干扰。但实际上管线埋设的环境大多比较复杂，如地表介质不同引起的导电性不一，多种管线平行、交叉的相互干扰，道路两旁的铁栏、人行道旁的高压线等等的干扰，使得正常磁场畸变，探查的精度大受损失。环境的影响使得人们难以用一适当的公式来评定地下管线探查的误差大小，通常的做法是用最大误差限差来保证探查精度。根据以往-些城市地下管线开挖验证的数据表明，埋深最大误差一般在10%h左右。地下管线探查的误差包括仪器本身的误差、埋深及环境因素引起的误差。国家行业标准《城市地下管线探测技术规程》规定：地下管线隐蔽点探查平面位置限差δts=0.10h，埋深限差δth=0.15h(h为地下管线中心埋深，单位为cm，当h<100cm时则以100cm代入计算)。

1.2地下管线点测量精度分析

仪器和棱镜对中误差也可能对点位测量带来影响，但一般经过较正的仪器对中误差可达±lmm之内，棱镜对点中误差一般在±2mm左右，其综合影响甚微。对于使用(5〞,5+3ppm)这一等级的测量仪器来测定测距不超过150m的管线点，测量精度很容易达到《城市地下管线探测技术规程》的要求，即：管线点测量坐标中误差(相对于邻近的解析控制点)不得超过±5cm，高程中误差(相对于邻近高程控制点)不得超过±3cm。

2.地下管线探测方法

城市地下管线相当于人的血管，每天为城市提供日常所需的能量，每天排出城市代谢的废物，保障城市的正常运转。承担着这样重要的作用的管线有：给水管、排水管、电力、热力、电信、燃气、共同管廊等。

2.1GPS法

城市地下管线探测工作中，利用GPS技术布设平面控制网已经成为一种主流技术。相比传统的控制网布设方式比较，这种技术具有精度高，时间短，操作简单等一系列有利条件。对于地下管线的地面明显标识，GPS法是最快捷的一种数据采集方式。

2.2电磁法

电磁法是当前地下管线探测技术的主要应用手段，它是根据地下管线与周围物质的导电性与导磁性差异为主要物理特性，根据电磁感应理论观测和研究电磁场空间与时间变化和分布规律，从而达到探测地下金属管线或解决其他地质问题的目的。电磁法是探查地下管线的主要方法，各种金属管道、电缆与其周围的介质在导电率、磁导率、介电常数有较为明显的不同，这为使用电磁法探测地下管线提供了有利的地球物理前提。

2.3电磁波法

电磁波法是利用电磁波进行地下管线探测的方法，其探测技术是采用人工产生感应源，向被探测的地下管线发射高频宽频带短脉冲电磁波来探测隐蔽管线的空间位置。使用高频率、短脉冲、宽频带电磁波通过发射天线对地面发射，当电磁波穿过地下不同的介质时，由于地下不同介质具有不同的物理特性，从而造成介质之间的界面两侧波阻抗发生改变，电磁波在界面处产生反射，反射回的电磁波被探测天线接收后通过连接电缆传送到计算机进行分析处理，绘制出雷达反射的剖面影像，根据雷达反射的回波形状、幅度及图像，分析推断被探测物体的内部结构与分布状态，从而得到物体在地下空间位置。

根据其物理的工作方式（场源的控制方式）不同分为主动源法和被动源法；根据设备仪器的探测方式又可以分为直接法和感应法等分类方式。

3.地下管线的探查

3.1做好探查方法有效性和探测仪器一致性、稳定性试验为了保证隐蔽管线点探查的准确性，必须先进行探查方法有效性试验。针对测区内地球物理条件不同的地区及不同种类的已知的管线进行探查方法试验，找到适合本地区各种不同管线的探查方法。找到探测时仪器常用工作频率和功率、最短收发距、最佳收发距及确定定深修正系数等参数。在一个测区内的不同地区地球物理条件有时有较大的差异，所以必须在不同地区来进行试验。

3.2针对不同管线采用最合适的探查方法

（1）金属管线探查多采用电磁场感应法，当有暴露点特别是存在在相邻管线干扰时，先采用直接法。对接头为高阻或导电性稍差的管线则采用较高频率，如RD400机可用33KHZ，75R/T机可用29KHZ。当并排管线较多而且要求探测距离较远时，则采用较低的频率，一般用8KHZ。

（2）电力、电信管线由于其自身带有电磁信号，采用感应法或夹钳法效果较好。

（3）燃气管线为了安全，一般可用磁感应法探查，对于有防暴装置的探测仪，采用直接法效果更好。

（4）埋深较深的金属管线和很远距离才有暴露点混凝土质管线，则需采用探地雷达进行横断面扫描，最终通过对扫描图象分析、识别来确定管线点位和埋深。在进行雷达扫描前，应可能详细地调查管线的大致走向，有针对性地选择雷达扫描断面。由于意外因素的干扰，管线在雷达波图形上的反映(拱形异常)常会产生变异。为了去伪存真，应对原始雷达数据进行必要的技术处理：①压制随机干扰、消除高频成份以突出异常点的点平均和道平均；②补偿介质的吸收和电磁脉冲本身的扩散衰减的补偿增益(AGE或SEG)；③消除杂波和部分干扰的滤波处理；④准确定位管线异常的偏移处理。这些处理突出了雷达波的有效成份，有利于识别管线异常。

4.结语

地下管线对城市发展和运行，提高人们生活质量具有重要作用。为掌握地下管线基本情况，采取有效措施，合理应用地下管线普查探测技术是必要的。此外，还要提高工作人员素质，改进存在的不足，把握普查探测技术要点，注重新技术和新措施的应用。从而准确、快速、顺利完成城市地下管线普查探测工作，促进地下管线更为有效的发挥作用。

参考文献

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[2]高小六.地下管线探测和普查工作监理技术要点分析[J].图书情报,2014(12),13-15.

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