淺談寧夏涇源縣地下管線的探測方法

邱鍇

摘 要：文章通過寧夏涇源縣地下管線普查的實踐，簡要介紹了地下管線的基本分類、探測內(nèi)容及普查意義。通過分析該地區(qū)地下管線的特點，總結(jié)出不同專業(yè)管線的探測方法，并對疑難管線與疑難地段作出詳細闡述，為城市規(guī)劃及建設(shè)提供有效的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地下管線；管線探測方法與技術(shù)；寧夏；涇源

中圖分類號：TU990 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）29-0051-02

地下管線作為一個城市的生命線，是其發(fā)展與建設(shè)強依賴的基礎(chǔ)[1]。近年來，因國家的投資與經(jīng)濟的增長，寧夏自治區(qū)涇源縣城市化建設(shè)發(fā)展迅速，伴隨著這種迅猛的發(fā)展，有關(guān)城市地下管線的問題也逐步增多。為解決無序建設(shè)帶來的困擾與難題，涇源縣全面開展地下各專業(yè)管線普查工作。管線普查的內(nèi)容[2]主要為查明涇源縣城區(qū)（含工業(yè)園區(qū)）主干道地下管道的類別、位置、埋深及屬性，繪制專業(yè)管線圖，建立管線數(shù)據(jù)庫。本文闡述了筆者在該項目中分析整理出不同專業(yè)管線的探測方法及實踐經(jīng)驗，希望能為其它地下管線普查項目帶來啟示。

1 地下管線的分類和探測方法

1.1 地下管線的分類

城市地下管線的探查由來已久，通過長久以來的研究，總結(jié)出城市地下管線的分類方法，基本可通過以下三個方面進行分類：按用途不同，分為給水、排水、電力、熱力、通信、工業(yè)等多類；按材質(zhì)不同，分為金屬管線和非金屬管線兩類；按施工方式不同，分為開挖型與非開挖型兩類[3-6]。

1.2 地下管線的主要探測方法

一般地，城市地下管線探測方法可分為兩種[7]：第一種采用簡易觸探和開挖樣洞的方法，主要應(yīng)用于管線復雜地段和成果驗收中；第二種采用儀器探測的方法，目前以廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)作業(yè)當中。兩者都與井中調(diào)查相結(jié)合，儀器探測常用方法有電磁感應(yīng)法法、電磁波法、探地雷達、紅外輻射法和地震等，其中頻率域電磁波法較為成熟。

對于金屬管線而言，可利用其與周圍土壤、巖石、水存在的電性差異，采用電磁感應(yīng)法或充電法，以人工激發(fā)方式，在管線中產(chǎn)生電流，與地面形成交變磁場。該方法又分為主動源法與被動源法，主動源法按信號激發(fā)方式又可分為感應(yīng)法、直接法、夾鉗法。探測時需確保信號強度，發(fā)射最佳頻率和收發(fā)間距根據(jù)地區(qū)而定。

對于非金屬管線而言，隨著城市的建設(shè)與新技術(shù)的發(fā)展，新建管線采用非金屬材料者居多，非金屬材料因其材質(zhì)特殊性，難以通過電法，電磁法及地震波法獲取良好的探測效果，就連基于理論的示蹤電磁波法也因?qū)嵉毓芫€不規(guī)律分布而實施困難。故建議多選用探底雷達的方法，通過尋找雙曲線異常從而達到探測目的[8-10]。

對于非開挖類管線而言，近年來以成為城市主要的新型地下管線，此類管線埋深較大，一般管線儀測深難見其底部，遂成為管線探查的難題。為解決此問題，通常采用非開挖定向鉆技術(shù)。在設(shè)計的基礎(chǔ)上，定向鉆施工分三個階段完成。分別是施鉆導向孔、擴孔及管道回托。

2 工程實踐

2.1 工程簡介

按照《涇源縣縣城總體規(guī)劃（2010～2025年）》，涇源縣城市規(guī)劃區(qū)范圍由 “一個軸線（涇河路）、兩個骨干（濱河路、北環(huán)路）、三縱（香水街、龍?zhí)督帧偃郑┚艡M（東平路、榮盛路、西苑路、涇河路、富強路、西峽路、思源路）”的城市框架基本形成。隨著人流量的快速增長以及涇源縣的快速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模也逐日擴大，查明地下管線的詳細情況尤為重要。

本次普查管線沿線穿越村莊區(qū)、低密度住宅區(qū)、高密度住宅區(qū)、交通密集區(qū)、城鎮(zhèn)商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)等，沿線現(xiàn)狀管線條件復雜，普查難度較大。

2.2 探查工作的目的

本次探查工作的目的是查明涇源縣主干道各類地下管線的管線類別及所屬單位、位置、走向、管頂高程，了解管線材質(zhì)、管徑（或斷面尺寸）等，為涇源縣城市規(guī)劃設(shè)計與施工提供地下管線基礎(chǔ)資料。本次探測需要查明地下的給水、排水（含雨水、污水）、燃氣、供電、路燈、通訊、熱力等地下管線，并提交綜合管線圖等圖件及電子數(shù)據(jù)。

2.3 地球物理特性

測區(qū)內(nèi)管線多為金屬材質(zhì)，地下管線主要分布在主干道路及其兩側(cè)，地面為水泥、瀝青或土質(zhì)所覆蓋。金屬管線因良好的導電性，與周圍土壤、巖石、水等存在電性差異，這為利用電磁法探測提供了物理前提。

測區(qū)內(nèi)排水管、燃氣管材質(zhì)為砼、PVC、PE等非金屬材料。非金屬管線通常由均勻的硬質(zhì)物質(zhì)構(gòu)成，呈高阻體特征，與周圍松散、硬度不均勻或不一致的介質(zhì)等存在著電性差異，這為利用高頻電磁波法（即探地雷達）探測提供了物理前提。

總之，本測區(qū)地下管線與周圍介質(zhì)存在明顯的物性差異，具備有用物探方法探查的前提條件。但測區(qū)內(nèi)絕大部分給水管和燃氣管為PE管，局部給水管雖為鑄鐵等金屬材質(zhì)，但其接口為橡膠、水泥等絕緣材料，個別地段有近距離平行管，上下管重疊現(xiàn)象，地球物理場較為復雜，對管線探測帶來較大困難。

2.4 測區(qū)地下管線埋設(shè)狀況

通過探測工作，各專業(yè)地下管線敷設(shè)概況如下：

①給水管線：多為大口徑管，材質(zhì)以PE居多，少部分為鑄鐵，在主要道路上呈單條或多條并行狀布設(shè)，埋深一般在0.5～2.5 m之間。

②排水（雨污合流）管線：多為大口徑管道，部分為方溝；污水管線材質(zhì)主要為砼，雨水管線材質(zhì)主要為塑料、磚混；埋深一般在0.5～8.0 m之間不等。

③熱力管線：多為大口徑管，材質(zhì)為鋼，埋深一般在0..5～2.7 m之間。

④移動、聯(lián)通、電信、廣播電視等通訊類管線：主要分布人行道上，分支較多，多以套管方式埋設(shè)，埋深在0.5～2.0 m。

⑤電力（含路燈）管線：主要分布在人行道上，多以套管或直埋方式埋設(shè)，埋深一般在0.5～1.5 m之間。

⑥燃氣管線：主要分布在非機動車道及人行道上，分支較多，材質(zhì)為PE，埋深多為0.7～1.2 m，非開挖埋設(shè)的燃氣管線較深。

2.5 測區(qū)地下管線探測

涇源縣城市地下管線普查項目所選用物探儀器為英國雷迪公司生產(chǎn)的RD8000PDL型管線探測儀和加拿大SSI公司生產(chǎn)的PULSE EKKO 100A地質(zhì)雷達。確定了對于熱力及小部分給水金屬管道，宜采用感應(yīng)法定位、定深，而對通信類、電力電纜則優(yōu)先選用以夾鉗法為主，輔以直接法進行探測。對于具一定口徑的非金屬管道，如大口徑給水管道，采用電磁波法和地質(zhì)雷達進行探測。

實踐證明：探測金屬材質(zhì)管線選用英國產(chǎn)RD8000PDL型管線探測儀，采用直接法、夾鉗法，以8 kHz、33 kHz為工作頻率，以極值法定平面中心投影位置，以70%法定埋深，其最佳收發(fā)距為15～20 m之間，探測效果非常顯著，是最有效的探測方法，探測精度滿足要求。

此外，在采用夾鉗法時，應(yīng)盡量選擇處于上排中間的粗大電纜夾線，這樣可以使周圍其余電纜產(chǎn)生的影響因素相互抵消，并且應(yīng)該按照所夾電纜線的孔位在管塊中的位置，將探測的平面位置和埋深修正成通信類管塊的平面中心位置和管頂埋深。

2.6 測區(qū)地下管線調(diào)查

對于雨、污水、部分給水、熱力和通信類、電力溝道等管線，采用了直接開井量測的方法，即打開窨井后，確定管線位置，管線上需采集的各項信息直接量取。通信類、電力類窨井直接放置竹梯，工作人員下井量測。對于窨井之間超過75 m距離的采用儀器探測，經(jīng)適當?shù)钠矫?、埋深修正后增加管線點以確定管線走向。

采用直接開井調(diào)查并量測有關(guān)數(shù)據(jù)，逐項認真填寫管線探查記錄。實地調(diào)查內(nèi)容包括：管線種類、材質(zhì)、埋深、井深、管徑（斷面）尺寸、流向、電纜根數(shù)、孔數(shù)、占用孔數(shù)、電壓值等。實地量測一般采用經(jīng)檢驗過的鋼尺進行，為了準確量取排水管線數(shù)據(jù)，采用L型尺保證量測精度，個別地帶工作人員直接下井量測。

2.7 疑難管線與疑難地段的探測方法

物探范圍內(nèi)因個別地下管線錯綜復雜、交叉無序，加之高空電纜形成干擾磁場等因素，造成探測信號不準確，背景值不顯著；部分路段熱力管道因連接處近似絕緣，造成探測信號微弱，遂成管線疑難點，增加了管線探測的難度。針對此類疑難管線點，首先，通常采用反復仔細分析研究調(diào)繪圖，掌握其分布情況后再次探測；其次，選用多臺儀器加不同方法交叉探測，尋找出可靠的異常值；再次，向管線權(quán)屬單位熟悉管線敷設(shè)情況的相關(guān)人員咨詢，必要地段需進行釬探、開挖驗證，盡可能提高管線探測精度。

①測區(qū)內(nèi)管線探測干擾主要為非探查的單位亮化燈線、小口徑管線，先探測此類，在地面上做明顯標記，然后使用不同頻率發(fā)射電磁波，探測目標管線，從而可避免干擾。

②排水走向或連接方向不清的路段，主要是根據(jù)實地情況在權(quán)屬單位的配合下采用布設(shè)探地雷達剖面的方法或用水中漂浮物來判斷其走向和連接關(guān)系，定深采用內(nèi)插法。

③對信號較弱的探測信號，在縮小發(fā)射距的同時，在地下水位下降時探測，能有效降低周圍介質(zhì)的導電性，突出管線異常。

④對無探測信號的管線，采用權(quán)屬單位現(xiàn)場確認的手段解決。

3 結(jié) 語

在城市規(guī)劃發(fā)展與建設(shè)施工中，原有地下管線錯綜復雜，新型地下管線又逐年遞增，確保地下管線的安全尤為重要。本文通過分析該地區(qū)地下管線的特點，結(jié)合作業(yè)手段，總結(jié)出針對各類管線采用多種物探方法，有效的達到探測要求。希望此文能夠為解決地下管線探測中的問題提供幫助，為城市建設(shè)提供強有力的數(shù)據(jù)，進而促進管線探查工作的蓬勃發(fā)展。

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