淺談埋地鋼質(zhì)輸油管道并行光纜檢測及誤差分析

周順滔

【摘 要】本文使用英國雷迪公司的RD8000作為檢測工具，對華南地區(qū)某埋地鋼質(zhì)管道的并行光纜進行埋深及定位檢測，通過對比與管道的水平相對位置及埋深，檢測光纜施工誤差造成的光纜偏移與淺埋情況，根據(jù)直接開挖后實際偏移及淺埋數(shù)據(jù)，分析檢測不同埋深的光纜時存在的實際誤差。最后，根據(jù)誤差分析表格及變化曲線，可以使管道管理單位迅速定位光纜，并判斷光纜實際埋深，為光纜檢修及第三方施工管控帶來極大便利。

【關(guān)鍵詞】輸油管道；并行光纜；水平偏移；實際埋深；檢測埋深；誤差分析

前言

埋地鋼質(zhì)管道并行光纜多采用同溝方式，與管道一同敷設(shè)。但施工過程中，施工誤差或管理不到位等問題造成光纜與管道偏移或光纜埋深太淺，使管道管理單位在光纜檢修過程中難以對光纜迅速定位；同時，隨著城鎮(zhèn)化開發(fā)建設(shè)項目逐漸增多，管道附近動土作業(yè)頻繁，第三方違規(guī)施工、野蠻施工等隨時可能造成偏移光纜被挖傷、挖斷，甚至傷及管道本體。為提高并行光纜檢修效率，并在第三方施工對接過程中，對光纜位置及埋深進行準(zhǔn)確交接，本文結(jié)合檢測與開挖后實際數(shù)據(jù)對比，初步得出不同埋深的光纜檢測時可能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差，形成了誤差變化曲線，希望給相關(guān)單位或工作人員提供一定的參考。

一、光纜檢測原理

檢測使用的RD8000（以下簡稱雷迪機）由發(fā)射機、接收機及配套部件組成。發(fā)射機可通過與光纜的加強芯或鎧裝層與大地相連，將特定頻率的信號耦合到光纜加強芯或鎧裝層中，并以發(fā)射機為信號源點，電信號在光纜中無方向進行傳輸。檢測人員只需要使用接收機設(shè)置相同頻率接收輻射信號，即可對光纜進行精準(zhǔn)定位；同時，接收機可以將水平天線和垂直天線所接收的信號進行差分運算，從而得出埋深數(shù)值。

二、操作方法

雷迪機發(fā)射機將信號輸送到光纜金屬件上，可采用直接與光纜金屬部件連接或使用信號夾鉗進行信號耦合兩種方式，但耦合法必須保證良好的電磁環(huán)境。管道光纜輻射區(qū)域存在大量電氣化設(shè)施和其他鋼質(zhì)埋地管道并行，這些設(shè)施可能與被輸入信號的目標(biāo)管線能夠構(gòu)成一定距離的信號電流回路，從而導(dǎo)致管線儀探測不到目標(biāo)管線或產(chǎn)生較大測量誤差。在實際應(yīng)用中我們發(fā)現(xiàn)：發(fā)射機與光纜金屬部件直接連接或采用信號夾鉗，當(dāng)多條管線在同一管群中時，每一管線均能感應(yīng)到信號，無法區(qū)分目標(biāo)管線。

在采用直連法或者信號夾鉗耦合法探測管道光纜埋深時，接地點應(yīng)應(yīng)距離目標(biāo)管線約20M以上，并且最好與目標(biāo)管線可能的走向成直角，可有效避開發(fā)射機自身的電磁信號干擾。同時，應(yīng)禁止讓接地線跟水管或其它金屬管線接觸，以避免使其他金屬構(gòu)筑物也帶有發(fā)射機的信號，產(chǎn)生相互干擾。

1.低頻信號法檢測

高頻信號很容易感應(yīng)到相鄰管線中，因此，在保證能夠發(fā)出足夠追蹤信號的情況下，應(yīng)該使用最小的信號電平（當(dāng)有多根管線時，建議使用8 kHz或更低頻的信號進行探測），這樣可以減少信號向相鄰管線感應(yīng)并節(jié)省電池。在開始探測時，應(yīng)把輸出功率調(diào)到最低，當(dāng)信號強度不夠時再根據(jù)實際情況將功率調(diào)高。

2.峰值法檢測

峰值法是利用兩個水平天線進行信號處理，其精度和抗干擾能力都遠遠高于谷值法。峰值法定位直觀、快捷，但精度較差，主要用于快速追蹤管線和驗證峰值法定位的準(zhǔn)確性。因此，應(yīng)該采用峰值法進行探測，采用谷值法驗證峰值響應(yīng)或進行管線的快速追蹤。

3.70%法檢測

目前，管線檢測可采用直讀法或70% 法進行深度測量。直讀法簡單、快捷，但抗干擾能力較差。70%法的原理是利用幾個不同的點的讀數(shù)來進行測量的.即當(dāng)接收機處于管線正上方時，將讀數(shù)調(diào)整到合適的值，然后使接收機垂直于地面，使其下端接近地面，左右移動接收機，直到顯示器讀數(shù)下降到位于管線正上方時的讀數(shù)（峰值）的70%。將這兩點做好標(biāo)記并測出它們之間的距離，這兩點之間的距離就等于管線的深度。這兩個點應(yīng)對稱分布在管線兩側(cè)。

三、檢測難點與疑難問題

1.埋深數(shù)值大幅度波動，無法準(zhǔn)確讀數(shù)時，可嘗試降低發(fā)射頻率，同時可先關(guān)閉測定管道位置的發(fā)射機，延長雷迪8100接地線（對于干燥的土壤需澆水降阻）后重新開機檢測，再通過調(diào)節(jié)雷迪機定位模式進行檢測。

2.無法確定光纜位置。可嘗試調(diào)小雷迪機增益值值，垂直于管道左右平移接收機重新測量光纜位置。還可以根據(jù)接收機蜂鳴器音量大小判斷光纜大致位置，并通過電子羅盤重新判定光纜大致走向。

3.光纜定位困難時地下可能埋設(shè)有多條光纜或其他金屬構(gòu)筑物（此時接收機羅盤方向指針可能會左右晃動），可考慮使用直連法檢測光纜，以減小其他感應(yīng)物的干擾。

4.光纜接頭盒附近無法準(zhǔn)確測定位置及埋深。實際檢測時發(fā)現(xiàn)接收機信號突增、突降或中斷，且無法準(zhǔn)確讀出光纜埋深，可推測該處有光纜接頭盒或存在其他干擾源?？刹捎瞄_挖方式，驗證是否存在接頭盒。如果發(fā)現(xiàn)有光纜接頭盒，要將發(fā)射機關(guān)機，跳離接頭盒后重新進行接機。

5.檢測范圍問題。接收機距離發(fā)射機越遠，檢測信號越弱，精度越低，檢測難度越大，建議在距離發(fā)射機約400M-500M范圍內(nèi)檢測。發(fā)射機距離發(fā)射機約20M時，設(shè)備存在相互干擾，在干擾區(qū)范圍內(nèi)難以準(zhǔn)確讀數(shù)，需避開干擾區(qū)檢測。

四、光纜檢測數(shù)據(jù)與實際的誤差

因發(fā)射機與光纜金屬部件直接連接需將檢測點進行破土，并剝開光纜絕緣層，露出金屬部件，完成檢測后需重新對光纜進行絕緣保護，反之，使用信號夾鉗破土后不需損傷光纜，直接使用信號夾鉗進行信號耦合，完成檢測后可迅速恢復(fù)現(xiàn)場，所以本次檢測過程均采用耦合方式進行檢測。

本次檢測管道長度為25KM，共檢測656個點，并采用人工開挖方式，對光纜相對于管道的偏移位置及實際埋深進行驗證。其中，有20個點因電氣化設(shè)施干擾、土壤電阻率等原因無法測出光纜埋深，636個點能準(zhǔn)確讀數(shù)。測出埋深不大于0.5M的光纜130處，不大于0.7M的光纜共264處，埋深不大于1M的光纜共340處，其中4處光纜埋深小于0.1M。

根據(jù)誤差數(shù)據(jù)分析，測量深度在0.6M范圍內(nèi)時檢測誤差較小，隨著埋深增加，誤差量隨之增大。

五、誤差原因分析

（1）電磁環(huán)境。管道光纜一般敷設(shè)在市內(nèi)或人口稠密的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。這些地區(qū)的電磁環(huán)境非常復(fù)雜.如各種無線電發(fā)射設(shè)備的低次諧波、電力電纜的輻射等，這些都會嚴(yán)重影響探測的精度。

（2）信號耦合。市內(nèi)管道光纜沒有將金屬件引出.因此不利于發(fā)射信號的耦合。

（3）相鄰電纜線的干擾。管道光纜一般與多根市話電纜、光纜共用一個管群，發(fā)射機耦合的高頻信號很容易感應(yīng)到相鄰的管線中.并在傳輸巾向外輻射，岡此會嚴(yán)重影響探測的精度。

六、結(jié)語

通過對已開挖驗證段埋深及誤差的分析，檢測誤差較小，準(zhǔn)確率基本滿足檢測要求，使用耦合法檢測光纜可行性較高。

總而言之，本次檢測及驗證后對比的數(shù)據(jù)及誤差變化曲線可在實際檢測中，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，大致估算出光纜實際埋深，極大程度提高光纜定位效率，對于光纜檢修及第三方施工管控具有較大參考價值。

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（作者單位：中國石化銷售有限公司華南分公司）