城市三维地下管线定位及埋深探测技术探微

刘福红

摘 要：随着城市现代化的发展以及地下空间技术的逐步成熟，城市三维地下管线的定位和埋深探测技术的应用得到了人们更深层次的关注。因此，分析了管线探测的研究背景，介绍了直接测量法、感应测量法、示踪电磁法三种常用的地下管线定位探测技术，并阐述了采用电磁法进行相关管线定位和探测的基本原理。

关键词：地下管线；探测仪器；管线探测；发射机

中图分类号：TU990.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.157

城市地下管线是城市的生命线，在城市建设中有着不可替代的作用。城市地下管线的管理是三维地下管理中的核心问题，也是相关管理部门对地下管线的分布和正常使用进行研究的必备资料。当前阶段，各式各样的地下管线的三维定位技术已经被广泛应用于城市地下建设的各个领域。

1 管线探测的研究背景

金属材质和非金属材质是当前常用的地下管线材料。目前，我国地下管线探测领域普遍使用的探知管线在土壤中的分布的方法有预埋检测带法、示踪电磁法、探地雷达和面波法等。一般情况下，技术人员会采用一定的方法和仪器设备测量，以获得地下管线的位置信息。由于非金属管线自身的导电性能相对较弱，因此，采用常规的地下管线探测仪难以精确探测非金属管线。地质雷达和金属管线探测仪是国内地下管线探测领域进行探测工作的主要设备。

2 地下管线定位探测技术的常用方法

2.1 直接测量法

直接测量法的工作原理较为简单，具体流程为：将发射机的一端与待测的金属管线相连，另一端接地或连接到金属管线的触点上，主要用于接收地下金属管线的信号，从而探测相关通信交接箱电力变电箱等设备在金属管线周围产生的交变电磁场。该方法的优点为发射信号较强、定位准确、深度测试精度高、受周围相邻管线的干扰较小等，缺点为在裸露点较少的区域无法直接测量。

2.2 示踪电磁法

该方法的探测原理为：将用于发射电磁信号的探头或导线送入非金属管道内部，从而通过导线或探头发出的电磁感应信号确定地线管线的位置。由于管线会受到埋深、信号衰竭等因素的影响，导致测量精度较低。因此，该方法具有较大的局限性，不适合广泛应用。

2.3 感应测量法

该方法的探测原理为：地下金属管线在磁场的作用下，其周围会产生感应电流，进而在管线周围产生二次磁场。此时，可在地面上探测到二次电磁异场，从而确定地下管线的深度和空间分布情况。该方法本身具有一定的局限性，即会受到场地条件等的限制，因此，其在实际工作中的使用较少。

3 采用电磁法定位管线的原理

目前，在我国城市现代化建设的进程中，金属材料是大部分管线的制作材料，但仍有少量管线采用了非金属材料。采用电磁法探测地下管线的基础为金属材料本身具有的特性。具体探测流程为：可根据相关设备探测到的固定频率的交变感应电流得出地下管线的位置及分布情况。

4 管线探测仪的定位方法及其探测误差

4.1 极小值法

采用该方法可测量电磁场垂直方向的分量。采用管线探测仪探测时，根据相关的基本原理，垂直分量在管线的正上方一般为0，即极小值点。通过探测得到的极小值，可得到管线的具体分布情况。由于垂直分量会受到附近导线异常干扰或垂直地面干扰，因此，在实际应用中，极小值法常与其他方法配合使用，从而提升探测效果。

4.2 直读法

在实际探测过程中，直读法主要用于管线定深探测工作。该方法的具体原理为：基于固定管线仪的测量结果和相邻线圈电磁场的梯度分布情况，并在接收机中设置相应的按钮后，通过指针表头可直接读出地下管线的位置。该方法的操作简单，测量之前需要测试修正系数，从而提高深度校正的精度。

5 结束语

随着我国经济的飞速发展和地下探测技术的逐步完善，城市三维地下管线的定位和埋深技术得到了快速发展。在城市管线的定位探测工作中，常遇到较为复杂的管线排布等情况。因此，在城市地下管线的探测过程中，应运用先进的仪器设备和科学、有效的测量方法，并有效结合现场调查的具体方式，这对城市三维地下管线定位和埋深探测精确度的提升有较大的意义。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕