城市区域复杂条件下的地下管线探测技术探究

城市区域复杂条件下的地下管线探测技术探究

张一鸣

十堰市城建档案和地下管线管理处  442000

摘要：现如今的城市化进程的脚步不断加快，城市地下管线已经成为不可或缺的基础建设内容，在社会发展、民众生活等方面发挥重要作用。目前，管线探测工作逐渐暴露出难度大、体量大等问题，亟须革新探测技术，落实信息化管理制度。本文阐述了地下管线探测基本原理，介绍了城市区域复杂条件下的地下管线探测技术的方法以及城市地下管线探测技术未来发展趋势，以供参考。

关键词：城市区域；地下管线；探测技术

引言

城市地下管线探测是城市规划、建设和管理的一项重要基础工作，建立科学、准确、完整的地下管线信息管理系统，对城市的建设和发展是非常必要的。城市地下管线是维持城市正常运转的大动脉，城市地下管线普查是城市规划、建设和管理的一项重要基础性工作。某市城市建设日新月异，地下管线愈趋复杂，迫切需要建立统一的地下管线信息管理系统和准确的地下管线档案资料。为满足某市城市规划、建设与基础管理工作需要，提高城市基础设施的规划、建设和管理水平，市政府决定组织开展地下管线探测工作，并建立统一的地下管线信息管理系统，全面实现某市地下管线的信息化管理。

1地下管线探测基本原理

下管线是重要的市政基础设施，其运行性能直接关系到城市的正常运行及持续发展。在实际开展城市地下管线探测工作期间，施工人员非常依赖地下管线探测仪，主要就是利用电磁信号的原理，对地下金属管道的具体走向、深度等进行探测。工作原理是指在发射机正常运行的状况下产生电磁波，通过不同的发射连接方式，将具体发送的信号传送到地下被探测金属的管线上，在地下金属管线感应到电磁波之后，就会在地下金属管线的表面产生相应的感应电流，其会沿着金属管线向远处传播，在此期间也会通过地下金属管线向地面辐射出电磁波。在此之后，地下管线探测仪接收机在实际对地面进行探测时，能够在地下金属管线的正上方地面接收到电磁波信号，依据信号的强弱变化状况，可以精准地判断城市地下金属管线的位置和走向。在城市建设项目逐步增多的状况下，更应着重开展地下管线探测工作，主要因为城市地下管线非常复杂，要保证城市地下管线处于合理分布状态，如何选用科学合理的地下管线探测技术非常关键，其会对城市人们生活质量造成直接影响。

2城市区域复杂条件下的地下管线探测技术的方法

2.1电磁感应法

电磁感应法借助待测管线及周边物质之间存在的电导、磁导等物理性质差异完成探测，电磁设备在待测管线附近形成谐变电磁场，对接收器捕捉的电磁场的变化情况进行实时分析，根据磁场分布、随时间的变化得到地下管线的大致位置。电磁感应法在金属材质的管线探测中也具有较好效果，将其应用于非金属管道的探测时，可以在管内埋设追踪器辅助完成。根据原理不同，可以将电磁法细分为被动源法、主动源法，被动源法包括工频法以及低频法等，主动源法包括直接法以及夹钳法等。直接法通常被称作充电法，在管线暴露的位置外接电源完成探测，外接电源的位置及个数需要根据管线条件与探测需求确定，根据接电点位数量的不同分为单端充电和双端充电两大类。电力线在结构组成一般包括内部金属导体与外包绝缘层两部分，探测时采用工频法接收信号得到管线的具体情况，成本与效率优势显著。涉及多根电力线相交叉或重合时，工频法容易受到临近线路的干扰，导致精准度降低，此时需要采用夹钳法予以补足。夹钳法可以在待测管线附近产生强度较大的磁场，接收设备可以对磁场信号分析，得到管线的基本参数。

2.2夹钳探测法

夹钳探测法相较于直接探测法而言，其探测方式更加简洁。探测人员可将仪器设备发出的电信号输送至夹钳当中，并将夹钳与被测目标管线相连接，使夹钳、管线以及地下介质之间形成初级线圈与次级线圈之间的关系，发射机的电信号在夹钳当中形成一次场信号，并在穿过管线时形成二次场，探测人员通过对二次电流的分布范围、分布方向以及位置进行探测，从而使探测结果更加精准。夹钳探测法主要适用于存在地上露点的金属管线或电缆，可在直接探测法无法正常使用的情况下进行探测，受管线周边环境影响较小。需要注意的是，由于夹钳法需要对电缆线路施加信号，因此可能会存在一定的安全风险，应杜绝在没有绝缘的带电导体当中运用夹钳探测。

2.3雷达法

对于该工程项目中的非金属管道，最常见的探测方法为雷达法。通过应用探地雷达，在导电率、介电常数等不同条件下的管道，以电磁波的反射性能为基础，最终明确探测物。而后结合管道所处环境判断管线信号属性。需要注意的是，在探测过程中，雷达法在应用过程中需要使用两个天线，第一个天线需要用来发射高频率电磁波，另一个天线需要用来接收管线以及土壤接触面反射波。由于探测环境较为复杂，在探测过程中一旦介质特定深度存在有异常物体，那么此刻介质电性以及物体将会存在差异。如果此时探测雷达在发射有关高频率电磁波，该电磁波将会被分界面与异常物体阻挡，最终电磁波会重新回到地面，根据信号“双程走时”对反射波进行分析处理，最终明确异常物体的定位，对各种非金属管线进行探测。

3城市地下管线探测技术未来发展趋势

在实际开展城市建设工作时，需要着重开展地下管线探测工作，在初期建设管线时，存在没有及时保存完整材料、材料精准度不高的问题、地下管理效率低等问题。为了保证地下管线探测技术充分发挥应用价值，在未来应用该项技术过程中先要围绕管线的具体状况进行分析，制定具有集约化特征的管理方案，如不仅要解决地下管线无序布设的问题，也要避免出现重复建设的问题，从而为后续降低探测管线条件的复杂性创造条件。考虑到非金属类的管道被广泛应用在地下管线系统中，加之还要预防煤气管道泄露和腐蚀等问题，这样就会使用铝塑复合材质类的管道、PE管道、PE塑料管等，但是非金属管线不导电、不导磁，其成为探测工作中一项难以处理的问题。基于此，在未来解决非金属管线探测问题时，需要结合实际状况，做好以下两项工作。第一，在铺设管线同时预埋金属示踪线，或是埋设记标钉，这样能够为后续精准探测非金属管线创造条件，在金属管线探测仪探测示踪线发挥作用的状况下，精准定位地下管线。构建完善的地下管线建设法规，大范围推广非金属管道示踪线的埋设。第二，在研发非金属管线探测方法、探测仪器工作中投入更多的时间和精力，如保证精度、效率等满足城市地下管线探测要求。

结束语

随着城市现代化建设的进程，各类地上建筑及地下管线新建和更新频繁，地下管线的动态管理是必需的，故此建议尽快出台管线管理条例，及时对地下管线进行长期动态更新及维护管理，及时反映地下管线的客观现状，特别是要加强对非金属管线埋设的管理，在做好管线埋设竣工测量工作的同时更要做好非金属管线示踪线(或示踪器)同步埋设的监查与管理工作。在以后道路改造和建设前，都应做相应的地下管线详查或精查，旨在查明规程要求普查范围以外的管线和新增、变更管线，做到防微杜渐、减少意外安全事故的发生。

参考文献

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