礦山金屬管線方位測量方法及質(zhì)量控制研究

閆 維

（河南省煤田地質(zhì)局物探測量隊(duì)，河南 鄭州 450000）

科學(xué)技術(shù)是各類產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的重要支撐，科學(xué)技術(shù)在生活中和工業(yè)上的有效運(yùn)用，使我國城市建設(shè)的進(jìn)程不斷加快。礦山金屬管線的設(shè)計(jì)和施工是城市建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，礦山金屬管線的合理設(shè)計(jì)能夠?qū)⒄麄€(gè)城市納入信息化管理范疇，使得交通監(jiān)管、市政管理工作效率大大提高。

1 干擾測量質(zhì)量的主要因素

（1）測量設(shè)備的干擾。不同精度的測量設(shè)備對(duì)管線的測量質(zhì)量是不同的，因此在選擇測量設(shè)備時(shí)要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)管線的深度、位置選擇最合適的測量設(shè)備能夠有效提升測量質(zhì)量。

（2）人為操作對(duì)測量質(zhì)量存在干擾。礦山金屬管線的施工是一項(xiàng)精細(xì)的工作，對(duì)施工人員的專業(yè)化水平、熟練程度都有較高的要求。因此在人員的選用上要嚴(yán)格審查其是否具有上崗資格證書。

（3）外界環(huán)境對(duì)測量質(zhì)量的干擾。礦山金屬管線的施工通常是在城市中，施工時(shí)需注意路面的交通情況，且要防止其它磁場對(duì)管線產(chǎn)生干擾。

（4）測量方法對(duì)測量質(zhì)量的干擾測量方法是干擾其質(zhì)量的關(guān)鍵因素，測量方法包括很多內(nèi)容，例如方案確定、施工工藝等[1]。選用測量方法時(shí)要遵循經(jīng)濟(jì)性原則，在不影響質(zhì)量的前提下選擇最經(jīng)濟(jì)的測量方法。

2 各類管線測量方法概述

2.1 電磁感應(yīng)法相關(guān)介紹

該種測量方法適用于礦山金屬管線長度較長的情況，最好長度比管線埋深大。電磁感應(yīng)是通過相關(guān)儀器對(duì)金屬線管周圍的磁場進(jìn)行探測，將探測結(jié)果繪制成相應(yīng)的曲線圖，達(dá)到探測的目的。電磁感應(yīng)又分為以下幾種探測方法。

（1）直接探測管線。該方法也被稱作充電法，可對(duì)直徑較大的管線進(jìn)行有效探測。該探測方式的工作原理是：將儀器的輸出端直接固定在管線上，儀器的另一端與計(jì)算機(jī)連接，當(dāng)對(duì)管線信號(hào)進(jìn)行測量時(shí)計(jì)算機(jī)上就會(huì)顯示出相應(yīng)的頻譜圖。

（2）感應(yīng)法探測礦山金屬管線。此方法屬于無損檢測的范疇，通常用于測量距地面較近的供電線纜及通信電纜。該種探測方法的工作原理是：探測儀器發(fā)出電磁場，礦山金屬管線產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電場，利用接收機(jī)對(duì)感應(yīng)電場進(jìn)行分析處理。

（3）示蹤法探測礦山金屬管線。該探測方法是對(duì)管線的電磁場信號(hào)進(jìn)行跟蹤，能夠有效測量管線的具體位置及相應(yīng)的埋深。

2.2 雷達(dá)法相關(guān)介紹

雷達(dá)探測是借助衛(wèi)星定位來實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山金屬管線的測量，在測量前需要將相關(guān)的接收儀器安裝在測量區(qū)域的合適位置，并將接收儀器與計(jì)算機(jī)連接在一起。通過計(jì)算機(jī)成像技術(shù)就能看到相關(guān)的波形圖，從而對(duì)管線質(zhì)量做出準(zhǔn)確判斷。

2.3 地震波法相關(guān)介紹

該方法對(duì)管線的測量是通過相應(yīng)的波阻抗值來判斷其質(zhì)量的，適用于淺層的管線測量。當(dāng)向地下發(fā)射地震波時(shí)，遇到不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)波形會(huì)產(chǎn)生不同的反射現(xiàn)象，根據(jù)土層抗穿透能力的差異，地震波在測量過程中速度也會(huì)有所不同。探測人員可以根據(jù)地震波發(fā)生的折射、投射等現(xiàn)象來判斷管線的位置和質(zhì)量。

2.4 高密度電阻法測量管線質(zhì)量

該種探測方法的工作原理是通過檢測管線四周的土層導(dǎo)電性強(qiáng)弱來判斷礦山金屬管線的位置和質(zhì)量。該方法在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮各方面因素的影響，將所有電阻布置盡量一次到位，并根據(jù)管線的實(shí)際排布方式來確定電極的排布。該探測方法的優(yōu)點(diǎn)是工作效率高、信息采集全面。此外，井中磁梯度法也是測量技術(shù)管線的有效方法[2]。

3 不同施工狀態(tài)下管線的測量工作

3.1 未還土管線測量相關(guān)介紹

未還土礦山金屬管線的測量主要有以下幾方面的特征：測量工作是伴隨施工進(jìn)度儀器進(jìn)行的，存在很多未知的因素，沒有經(jīng)驗(yàn)可循。通常管道的設(shè)計(jì)施工是一次性完成的，將管線安放在已經(jīng)挖好的溝渠中后需要立即進(jìn)行填土工作，期間不會(huì)檢查管線位置，因此對(duì)施工準(zhǔn)確程度有較高的要求；埋金屬管線基本貫穿整個(gè)城市，施工周期長，對(duì)已經(jīng)測好的控制點(diǎn)要做到循環(huán)利用。

3.2 已還土管線測量相關(guān)介紹

已還土金屬管線的測量特征主要表現(xiàn)為以下幾方面：管線四通八達(dá)，較為復(fù)雜，管線在不同層面上存在交叉現(xiàn)象，對(duì)確定控制點(diǎn)造成很大阻礙，且控制點(diǎn)數(shù)量多增加探測的工作量；城市管線分布較多且成網(wǎng)狀分布，在一定程度上拖延測量周期，對(duì)管線的不完全探測將會(huì)使測量質(zhì)量大打折扣；埋金屬管線的測量誤差要求很高，需要專業(yè)人員進(jìn)行測量工作。已還土金屬管線的測量只能利用金屬探測儀，該儀器由發(fā)射裝置和接收裝置兩部分組成。發(fā)生裝置向地下發(fā)出探測波，當(dāng)探測到技術(shù)管線時(shí)波就會(huì)反射回地面，接收裝置接收相關(guān)信號(hào)并進(jìn)行分析處理，與原有圖紙對(duì)比后采取相應(yīng)措施提高礦山金屬管線質(zhì)量。

4 提高測量質(zhì)量的有效辦法

4.1 提高測量硬件配置

要想提高探測質(zhì)量需要高精度的探測儀器。礦山金屬管線的材質(zhì)和性能對(duì)測量質(zhì)量也有很大影響，因此在選擇管線材料時(shí)要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)，在不影響測量質(zhì)量的前提下選用最經(jīng)濟(jì)的管線材料。

4.2 提升質(zhì)量的其它方法

管線深度過深時(shí)探測儀器可能不能準(zhǔn)確捕捉其位置，除了更換精度更高的探測儀外，還可以改變儀器的擺放位置，以此增加測量精度。

在面對(duì)管線重疊情況時(shí)，最好使用電磁感應(yīng)法對(duì)管線進(jìn)行探測。土質(zhì)也是影響管線探測質(zhì)量的關(guān)鍵因素，含鐵量較高的土層會(huì)對(duì)探測儀器的磁場有干擾，測量質(zhì)量也相應(yīng)較差，因此的管線設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮土質(zhì)因素。

5 結(jié)語

本文介紹了影響埋礦山金屬管線方位測量的因素、測量方法及提高測量質(zhì)量的方法，使人們對(duì)管線測量有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和了解。埋金屬管線在城市建設(shè)中起著非常重要的作用，在工業(yè)制造、建筑行業(yè)及其它行業(yè)都得到廣泛使用，同時(shí)為人們的生活帶來巨大便利?，F(xiàn)階段我國礦山金屬管線測量技術(shù)發(fā)展還不夠成熟，在實(shí)際施工中還存在不足，急需改進(jìn)和完善。