地下管線在城市的探測(cè)方法分析

■胡暮春

（福建省121地質(zhì)大隊(duì) 福建 龍巖364000）

地下管線在城市的探測(cè)方法分析

■胡暮春

（福建省121地質(zhì)大隊(duì) 福建 龍巖364000）

在城市化浪潮席卷全球的背景下，隨著城建理論與實(shí)踐不斷的完善、突破以及對(duì)安全方面的追求，地下管線的鋪設(shè)密度越來越大，對(duì)地下管線的施工測(cè)量技術(shù)提出了新的需求。本文結(jié)合筆者工作經(jīng)驗(yàn)，就地下管線在城市建設(shè)過程中的探測(cè)方法做簡(jiǎn)要分析。

城市地下管線探測(cè)方法

城市地下管線信息在城市規(guī)劃、建設(shè)、管理日常生活已經(jīng)是不可或缺的一部分，它為城市正常運(yùn)作提供了必須的保障。早在第二次世界大戰(zhàn)末，人們?yōu)榱藢ふ覒?zhàn)爭(zhēng)遺留的地雷和其他未爆炸物而試圖將物探技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際，但當(dāng)時(shí)只有一些常規(guī)物探方法，由于分辨率低、抗干擾能力差，效果不大。進(jìn)入20世紀(jì)80年代末，研制者們采用新型磁敏元件、新型濾波技術(shù)、天線技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)使這類儀器的信噪比、精度和分辨率大大提高，且更加輕便和易于操作，實(shí)現(xiàn)了高精度、高分辨率。又由于計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的開發(fā)，使得探測(cè)數(shù)據(jù)能夠通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，從而形成了一項(xiàng)適用技術(shù)。而如今城市環(huán)境是加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，城建工程對(duì)地下管線測(cè)量技術(shù)的要求也越來越高，對(duì)地下管線測(cè)量技術(shù)的各個(gè)方面都提出了新的要求。

1 地下管線探測(cè)的含義與組成

地下管線探測(cè)，是集幾種學(xué)科于一體的綜合應(yīng)用技術(shù)，涉及地理學(xué)、通信工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、工程測(cè)量以及有關(guān)市政規(guī)劃方面的知識(shí)。地下管線測(cè)量技術(shù)主要包括三大部分：即地下管線測(cè)繪、地下管線探測(cè)以及管線系統(tǒng)建模技術(shù)。

2 城市地下管線探測(cè)的特點(diǎn)與難點(diǎn)

由于城市建設(shè)的長(zhǎng)期性和復(fù)雜性，地下管線的分布往往存在交叉重復(fù)多、規(guī)劃布局亂的特點(diǎn)，同時(shí)由于城市地形的復(fù)雜程度較高，導(dǎo)致測(cè)量選址受到了很大的限制，往往無法直接根據(jù)管線布局來選擇最佳的觀測(cè)點(diǎn)，并且需要通過分段測(cè)量和累計(jì)計(jì)算的間接方式得到結(jié)果，由此也導(dǎo)致了測(cè)量誤差會(huì)被累積起來，導(dǎo)致最終結(jié)果的精確度大大降低。地下管線測(cè)量與地面測(cè)量工作相比有很多不同,管線深埋于地下,形狀和種類都很多,測(cè)量工作量繁重。采用傳統(tǒng)的全站儀進(jìn)行采集的方法,需要根據(jù)管線分布情況，建立高程控制測(cè)量網(wǎng)和測(cè)量平面控制網(wǎng),測(cè)量過程中需要3到4個(gè)人力，同時(shí)還要受到通視狀況的限制，測(cè)量效率很低。而RTK技術(shù)能夠很好地解決地下管線測(cè)量過程中的困難，在提升測(cè)量效率、節(jié)約人力、提高測(cè)量精度等方面，都有十分重要的意義。

3 城市建設(shè)過程中地下管線測(cè)量

3.1 地下管線探查

地下管線探查是指應(yīng)用地球物理勘探的方法對(duì)地下管線進(jìn)行定位、定走向、定埋深。它的原理是:地下管線的存在會(huì)改變天然的或人為產(chǎn)生的地球物理場(chǎng)的分布，即產(chǎn)生異常。研究這些異常的形態(tài)、分布、形狀可獲得地下管線位置的有關(guān)資料。

3.2 地下管線測(cè)量

地下管線測(cè)量是指對(duì)管線點(diǎn)的地面標(biāo)志進(jìn)行平面位置和高程連測(cè)；計(jì)算管線點(diǎn)的坐標(biāo)和高程、測(cè)定地下管線有關(guān)的地面附屬設(shè)施和測(cè)量地下管線的帶狀地形圖，編制成果表。地下管線測(cè)量一般包括以下內(nèi)容:控制測(cè)量，已有地下管線測(cè)量，地下管線定線與竣工測(cè)量，測(cè)量成果的檢查驗(yàn)收?？刂茰y(cè)量應(yīng)在城市的等級(jí)控制網(wǎng)基礎(chǔ)上布設(shè)，其方法為現(xiàn)有的成熟的測(cè)量方法均可采用。如電磁波導(dǎo)線，靜態(tài)、快速靜態(tài)和動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量。管線點(diǎn)的平面位置和高程測(cè)量可采用GPS測(cè)量、導(dǎo)線串聯(lián)法或極坐標(biāo)法等。

4 城市地下管線探測(cè)技術(shù)分析及應(yīng)用

我國城市地下管線管理和建設(shè)過程中面臨著諸多挑戰(zhàn)和困難，導(dǎo)致這一局面的一個(gè)重要因素就是缺乏完善的城市地下管線探測(cè)技術(shù)?；诖?，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)城市地下管線的探測(cè)技術(shù)的研究和創(chuàng)新。

4.1 近間距并行管線探測(cè)

（1）常見近間距并行管線探測(cè)方法包括電磁感應(yīng)法、地質(zhì)雷達(dá)法以及磁梯度法三種。其中電磁感應(yīng)法主要采用線電流，將其在地下管線中流動(dòng)，而在地面上則不會(huì)有相應(yīng)的磁場(chǎng)產(chǎn)生，通過觀察磁場(chǎng)變化情況來實(shí)現(xiàn)對(duì)地下管線的深度、位置以及其他的方面的探測(cè)；地質(zhì)雷達(dá)法主要利用高頻電磁波對(duì)地下管線進(jìn)行掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)其位置、結(jié)構(gòu)以及深度等方面的探測(cè)；磁梯度法主要先對(duì)地下管線位置進(jìn)行打孔，再利用磁梯度儀進(jìn)行磁梯度值測(cè)定，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)地下管線位置、深度的探測(cè)。

（2）電磁感應(yīng)法已實(shí)現(xiàn)了對(duì)并行給水管線與電信管道、并行給水管道與煤氣管道等探測(cè)；地質(zhì)雷達(dá)法已實(shí)現(xiàn)了對(duì)并行煤氣管線與電力電纜、并行電信排管與燃?xì)夤艿酪约安⑿猩纤芫€與排水管線的探測(cè)；磁梯度法已實(shí)現(xiàn)對(duì)并行物料管與光纜的探測(cè)。

4.2 深埋管線探測(cè)

（1）常見的深埋管線探測(cè)技術(shù)包括電磁感應(yīng)法、地震映像法、瞬態(tài)瑞雷面波法、高密度電法以及磁梯度法。其中地震映像法主要利用不同介質(zhì)其波阻抗值不同原理，進(jìn)行不同頻率激振實(shí)現(xiàn)對(duì)深埋管線的探測(cè)；瞬態(tài)瑞雷面波法主要利用地下管線與地下介質(zhì)所具有的不同面波波速，進(jìn)行不同頻率激振實(shí)現(xiàn)對(duì)深埋管線的探測(cè)；高密度電法主要利用地下管線與地下介質(zhì)在電性方面的差異性，采用高頻率電極，實(shí)現(xiàn)對(duì)深埋管線的探測(cè)。

（2）電磁感應(yīng)法已實(shí)現(xiàn)對(duì)深埋信息管線、電信管線的探測(cè)；地震映像法已實(shí)現(xiàn)對(duì)深埋排水管線、天然氣管線以及信息管線的探測(cè)；瞬態(tài)瑞雷面波法已實(shí)現(xiàn)對(duì)深埋鑄鐵清水管、混凝土引水灌的探測(cè)；高密度電法已實(shí)現(xiàn)對(duì)深埋天然氣、煤氣管線探測(cè)等。

4.3 非金屬管線探測(cè)技術(shù)

（1）常見的非金屬管線探測(cè)方法包括地質(zhì)雷達(dá)法、高精度磁測(cè)法、電磁感應(yīng)法以用瞬態(tài)瑞雷面波法等。其中以地質(zhì)雷達(dá)法為主。

（2）采用地質(zhì)雷達(dá)法對(duì)非金屬管線進(jìn)行探測(cè)中，已實(shí)現(xiàn)了對(duì)非金屬污水管線、塑料燃?xì)夤艿?、PVC管線以及砼質(zhì)給水管線的探測(cè)。

5 結(jié)語

城市地下管線作為城市運(yùn)行發(fā)展的重要保障，隨著科技的技術(shù)和城市化進(jìn)程的加速發(fā)展，在地下管線數(shù)量、材質(zhì)以及敷設(shè)方式等方面日新月異。但是在城市地下管線管理方面存在著落后、缺乏科學(xué)性等問題，造成地下管線現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)：“亂”、“老”、“密”等狀況，成為影響城市正常運(yùn)行和市民正常生活的嚴(yán)重隱患。基于此，通過加強(qiáng)改進(jìn)城市地下管線探測(cè)技術(shù)，為地下管線管理提供重要的數(shù)據(jù)信息支持，確保地下管線的科學(xué)規(guī)劃、合理分布以及安全運(yùn)行。

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F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-201-1