城市地下管线探测技术方法研究与应用

邵文杰

摘 要：城市地下管线包括给排水、燃气、热电力、通信、工业管道等几大类，它就像人体内的“神经”和“血管”，承载着传递信息和输送能量的工作，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”。 掌握和摸清城市地下管线的现状，是城市自身经济社会发展的需要，是城市规划建设的需要，是防灾和应对突发性重大事故的需要。基于此，通过加强改进城市地下管线探测技术，为地下管线管理提供重要的数据信息支持，确保地下管线的科学规划、合理分布以及安全运行。本文主要针对城市地下管线探测技术方法。

关键词：城市地下管线；探测技术方法；研究；应用

前言

城市地下管线对于现代城市正常运行具有重要影响，一方面，地下管线是保障城市运行发展的基础保障，另一方面，受历史和地理因素影响，当前我国城市地下管线普遍存在着设备老旧、分布不合理且过于密集等特点，成为影响城市运行和市民正常生活的潜在危害隐患。随着科技技术不断进步，地下城市地下管线在数量、材质以及敷设方法等方面较过去有较大改变，这对城市地下管线管理和探测技术提出了更高要求。基于此，应不断的改进和完善地下管线探测技术，为城市地下管线管理的顺利开展提供重要支持。

一、城市地下管线概况

城市地下管线种类较多，南北城市也各不同，如北方有热力管，南方就比较少见，但基本上都有排水管线、给水管线、燃气管线、电力管线和通讯类管线几大类。由于各类管线的埋设方式及管线材质不尽相同，所以探测方法也有所不同。以城市中普遍存在的排水、给水类管线为例，简要叙述其探测技术的要点。

1.1排水管线

排水管线主要采用调查的方式进行。据不完全统计，地下管线探测中仅排水类就占综合管线总工作量的30%多。有人认为排水管线简单，采用调查方法就可以了，但由于排水检修井中多年的沉淀物的存在、积水严重等原因，出现粗差和管径错误的概率最多，严重影响到明显管线点的精度统计和质量评价。因此，排水管线调查需要携带方便、有效的量测工具，调查要做到量测不读错、不记错，同时密切注意管径的变化，要运用计算机程序对流向、数据偶然误差问题进行全部检查。

1.2给水管线

城市的给水管网都是由输水管线和配水管线组成的网络，组成网络的管道直径小则φ20mm，大则φ2000～3000mm，材质有钢、砼、铸铁、球墨铸铁、玻璃钢、PE管等。一般大口径如φ1200mm以上的输水管道材质为钢或砼，φ1000mm～600mm的铸铁管居多，φ400～100mm的铸铁管、PE管居多。

1.2.1 金属给水管线中铸铁管直径在φ400～φ100mm的居多。由于铸铁管道的接口较多的是水泥封口，导电性整体上较差，电磁信号的衰减较快，直接法探测的距离一般较短。实际工作中首先从管线出露点入手，优先采用直接法探测，当信号衰减至不能继续追踪时，再改用感应法进行追踪探测，深度测量一般采用70%法能够满足《城市地下管线探测技术规程》的基本精度要求。

1.2.2 非金属给水管线主要有砼、玻璃钢、PE管等，由于这些材质不具备导电性，所以常用的金属管线探测仪无法对其探测定位。这类材质的管线大都是充分利用原有竣工资料作为参考，在确保安全的前提下，采用开挖或钎探的方法解决，大口径管道或埋深較大的可采用雷达剖面扫描法。近年来从各城市使用日产富士PL-960型管线探测仪的信息反馈来看，其83K工作频率在应用感应法对砼管和球墨铸铁管进行探测时效果较好。

二、城市地下管线存在问题

受历史、地理以及其他方面因素影响，我国城市地下管线现实中存在着诸多问题，其中主要表现为：

1、受传统城市管线管理观念影响，在对城市管线进行规划和施工中缺乏规范性、科学性和合理性。

2、由于前期城市地下管线设计施工中缺乏对管网分布等基础性资料的整理汇总，造成城市地下管线基础性资料相对欠缺。

3、由于对城市地下管线缺乏足够重视，造成在管理城市地下管线过程中监管力度不足，整体管理混乱。

4、在对城市地下管线管理中，过多注重对城市管线的敷设施工，而缺乏相应的维护保养，造成城市地下管线使用寿命严重缩短。

三、城市地下管线探测原则

开展城市地下管线探测时，应遵循一定的探测原则：

1、先对具有明显特征的且容易探测的管线进行探测，再对具有隐蔽性的较难探测的管线进行探测，同时由浅及深的开展。

2、管线探测过程中应优先选用具有高效、便捷和安全的探测方法，以此提高探测效果，降低探测成本。

3、对于具有复杂性的管线探测过程中，应采取多种探测技术相结合的方法，增加探测结果的准确性和可靠性。

4、通常在管线探测过程中，选用较为确定的管线作为验证参考点，并对探测管线进行相关验证。

总之，开展城市地下管线探测，应兼备科学性、合理性和高效性原则。

四、常用的地下管线探测方法

1、直接法

适用于有出露点的金属管线探测。直接法有三种连接方式：双端连接、单端连接及远接地单端连接。即将发射机专用输出电缆的一端与被探测的金属管线相连接，另一端接地或接到金属管线的另一端，利用接收机搜索被探测金属管线产生的电磁信号，对管线进行追踪定位。该方法能使接收机接收到较强的电磁信号，对管线的定位及定深精度都相对较高，但管线必须有出露点，并具备良好的接地条件，而且接地线应尽量与管线走向呈垂直状态分布，接地点在理论上是离激发源越远越好，但地线过长将造成旁侧管线的干扰。

2、夹钳法

夹钳法是利用专用地下管线仪配备的夹钳，夹套在金属管线上，通过夹钳上的感应线圈把信号直接加到金属管线上，此方法的特点是信号强，定位、定深精度高，且不易受邻近管线的干扰，方法简便，用于管线直径较小且有出露点的金属管线探查，对照明、电信电缆、煤气支管进行探查效果较好。

3、感应法

是利用发射机发射谐变电磁场，使被探测的地下管线产生感应电流而形成电磁场，通过接收机在地面接收地下管线所形成的电磁场，达到对被探测管线进行搜索、追踪、定位之目的。感应法适用于出露点稀少而不便使用直接法探测的金属管线或电缆，因无需发射机电缆接管或接地，操作灵活方便。

4、探地雷达法

探地雷达法是利用脉冲雷达系统，连续向地下发射脉冲宽度为几毫微秒的视频脉冲，接收反射电磁波脉冲信号。此方法可探查非金属管线，但仪器价格昂贵，在常规方法无法探查的情况下方可考虑使用探地雷达。

5、超声波法

工作原理是利用超声波能够在水中传播的特点，当仪器工作时，发射器按一定间隔不断地发射出一定宽度的电脉冲，电脉冲传输到安装在机船底部的换能器上，换能器把电脉冲变换为声能，垂直向水下发射超声波。与此同时，记录器记录下零位线。超声波脉冲在向水下传播过程中.若遇到水下的管道，部分声波便被反射回来。反射回来的声波经接收换能器变成电脉冲，并经接收放大器放大后记录下来。因超声波在水中传播速度是恒定的，根据反射波的到达时间，即可求出管线所在的深度。

结语

地下管线因其隐蔽性，城市地下空间多样性等特点，决定了城市地下管线探测的复杂性，因此管线探测技术成为了一个值得长期探讨的问题。要获取高质量的地下管线探测数据，除操作人员熟练掌握探测方法与探测技术外，已有的管线数据资料的参考价值也不容忽视。

参考文献

[1] 李光洪，陈金国等，城市地下管线探测技术探讨[J].测绘，2010年12月，第33卷第6期：279-281

[2] 李维平，地下管线探测技术[J].中国科技信息，2014（06）：194-195

（作者单位：哈尔滨航天恒星数据系统科技有限公司）