地下管线物探测量方法研究

林建勋

摘 要：随着我国城市进程的发展，新材料新技术越来越多地被应用，管线探测难度也日趋增加，综合利用多种探测方法成为大势所趋，但管线探测只是辅助手段，政府部门能够规范管理和对管线竣工测量跟踪的及时，以及建立城市综合管线信息系统，才是管理城市管线的最佳办法。本文从物探方法的原理入手，分析了国内外物探方法在地下管线探测中的应用，介绍了各种探测方法的原理和适用条件，指出在日后实际探测工作中该如何选择适应的探测方法。

关键词：地下管线 探测方法 物探方法 措施

1、地下管线的分类及探测特点

1.1地下管线的分类

我国的城市地下管线种类较多，主要包括了排水、给水、电力、通讯、燃气和工业等二十多种管线。我国的地下管线按照物理性质大致可分为三类 ：①由钢、铁材料构成的金属管线，如燃气、给水、供热以及某些工业管道等等。②由铜、铝材料组成的电缆，如有线电视电缆和通讯电缆等。③由陶瓷、塑料和水泥材料组成的非金属管道，如工业管道或是某些给水管等。

1.2 地下管线探测特点

一般情况下地下管线所处的环境较为复杂，对于地下管线的探测属隐蔽性工程，管线要探测的区域大部分都处于繁华的街道或是工厂等地区，干扰因素较多，加大了探测的难度，同时给探测带来一定的危险隐患，有时候使得一些最常规的物探工作也无法顺利进行。

目前的城市地下铺设的管线种类繁多，这些管线在材质、型号以及铺设方式上面各不相同，而有些管线挨得过近会造成干扰信号进而增加探测的难度，降低探测结果的准确性。

在探测过程中，对于探测仪器也有一定的要求，需要具有快速定位以及连续追踪的功能，从而对管线深度得出判断。同时为了探测结果的准确性，探测仪器还需要有较高的分辨率以及较强的抗干扰的能力。

2、探测工作的注意事项

物探方法介入地下管线的探测工作，因其探测成果的多解性、间接性、误差性，往往需要综合考虑各方面因素。在探测工作开始前，应对探测区域进行现场调查，了解探测区地质构造以及目标管线与周围岩土层的物性差异，选用合适的物探方法进行探测。并在此基础上进行预试验，确定该物探方法的探测效果和精度以及在探测区域附近无管线区测取背景数据。在探测过程中，应严格遵循“先已知后未知、先简单后复杂、探测方法有效、快速、轻便和复杂条件下宜采用综合方法进行探测”的原则，并合理和正确的布置测线，做到不误测，不漏测。在探测工作结束后，对于噪声较大的数据往往引入数学方法进行消噪处理，如应用小波变换法和模拟退火法对数据进行预处理

3、在地下管线探测中常用的物探方法

3.1电磁法

电磁法是通过电磁感应的原理来对地下管线进行探测的。因为电磁法在操作时较为简单而且精准度高，所以在探测电缆和金属管线时首选电磁法。电磁法的基本原理是通过利用金属管道与电缆在一次电磁场作用下能够产生感应电流，在地下管线的周围能够产生二次电磁场，这样就能在地面上对二次电磁场的强度和分布进行测量，从而探测到地下金属管线是否存在以及存在的位置。当然，电磁法并不是应用于所有的金属地下管线的探测，在具备地下管线和周围界之间有明显的电性差异，管线长度远远大于埋深时使用达到预期的探测效果。

3.2地质雷达法

地质雷达法是采用高频电磁波以宽频带短脉冲和高速采样技术的一种新型物探方法。它的工作原理是在地下管线的探测中，由发射天线向地下发射高频的电磁波，当高频电磁波到达地下介质内时，由于管线与土壤的介电常数有着明显的差异，电磁波在地下管线的顶面会产生反射波、折射波与透射波，电磁波的传播遵循着反射定律与折射定律，反射波返回到地面由接收天线接收，从而形成雷达图像信息。探测人员通过根据雷达图像信息来判断地下管线的位置、深度以及规格。地质雷达法在对地下管线探测时效果是非常明显的，在非金属管线的探测中，应用地质雷达法进行探测有着其他的探测方法无法比拟的优势。

3.3浅层地震波法

对于铺设在水泥或者沥青路面以下且埋深相对较大的地下管线，地质雷达法探测效果较差。此时，可用浅层地震波法来探测地下管线的位置和深度。浅层地震波法是利用地下岩土层的波阻抗值的差异，在地表以人工方法激发地震波，随后地震波以应力波的形式向地下空间传播，当遇到不同介质的波阻抗界面时（如地下金属、非金属管线与周围岩土层的分界面），会产生反射，折射和透射。这些地震波信号被布置在地面上的检波器获取，通过研究分

析地震波携带的信息及传播规律，对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下管线的位置及埋深。

浅层地震波法探测过程是在所测管线走向垂直方向布置测线，检波器走向应与所测管线走向基本垂直。地震仪采集到的原始数据经过“预处理→去噪→反滤波→速度分析→动校正 →偏移叠加→时深转换”处理流程，得到管线成果图。

在浅层地震波法中，可根据利用地震波的不同分为反射波法、折射波法和瑞雷面波法。实际探测工作中，最常用的是反射波法和瑞雷面波法。反射波法是利用反射波作浅层地震时间剖面，可用于探测埋深和口径较大的金属或非金属管线。瑞雷面波法则是利用地下管线与周围岩土层的面波差异来定位地下管线。浅层地震波法适用于激振条件良好的硬质地面，可用于探测埋深较大的金属及非金属管线。相比其它方法，该方法抗干扰能力强，但缺点是探测成本较高，工作效率低。

4、提高探测质量的有效措施

探测设备对探测结果有着至关重要的作用，所以在探测前要进行探测仪一致性的对比试验，以此来确定仪器的改正系数。在探测直埋的地下管线时，土地特征的不同影响着探测结果的精度，所以要进行探测试验来判定埋深与位置的准确性。对于埋深较深的管线，在探测时往往由于信号微弱不易探出导致最后结果的不准确性。所以在测这类管线时要正确选择探测方式，如适时的改变发射机的摆放方式等。除此之外，地下管线的材质与导电性也会对探测的结果产生一定的影响。在探测金属管道与电缆，普通的探测设备就可完成探测工作，而在非金属管道的探测工程中往往采用地质雷达法。地下管线中普遍存在并行管线的情况，这类管线种类各不相同但排列较为集中，管线之间的信号干扰加大了探测难度，常常无法得到管线的具体位置与埋深。这时就需要用到各种各样的方法来探得管线的位置与埋深以获取最后结果数据。在并列管线存在的同时，上下重叠的情况也不少见，这种情况需要运用电磁法来定位管线位置，但是在埋藏深度的定深上面会有很大误差。

结语

综上所述，随着我国经济建设和改革开放的迅速发展，以及西气东输，南水北调等工程的开展，地下管线的种类和数量在不断增加，由于许多工程项目必须在已知地下管线分布的情况下才能进行施工，所以对地下管线的探测工作逐渐被提上议程。城市在發展过程中需要对地下管线的具体情况有清楚的了解认识，这样才能够更好的避免地下管线铺设出现不必要的麻烦。针对地下管线的探测目前也有着很多中方法，然而综合物探方法在应用过程中也表现出了非常好的效果，并且也被人们所广泛认可。

参考文献

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