超深钢质管线探测技术应用研究

黄世业

浙江省温州市公用资产营运有限公司 浙江 温州 325011

随着现代技术的快速发展，超深的钢质管线在市政管线中使用的比例越来越高，超深钢质管线表现出精确的平面位置和深度等属性信息，对于城市建设的设计、规划、施工来说，格外重要，对地下管线的后期维养及其重要。

一、超深钢质管线现状分析

地下超深管道通常是用于城市用水，天然气，热力等的大于5m的金属管道，因为这些管道很容易被腐蚀，因为它是钢质管道，所以外部要有防腐层，通常是沥青环氧树脂煤，3PE等。主要施工方法是顶（拉）管技术，主要位于道路交叉口，过江，地下结构等区域。主要特征是埋在10至20 m处，顶部（拉）管的埋设长度通常为300～1000m，管道辅助设备较少，管道直径较大。超深度管道的主要物理特性是：埋入深度大，传统的管道探测设备采用直接法和感应法进行探测时功率较低，无法将传输信号有效地施加到被测管道上。管道具有很少的辅助设施，直接检测的发射源很少，并且两个发射源之间实际上有无法检测到的区域。管道之间的连接主要由焊接施工，并且使用耐腐蚀层来保护管道免受腐蚀。

二、超深钢质管线探测技术应用

1.探测方法。在要检测的管道附近钻一个孔，将防水绝缘装置的探头插入检测孔，逐渐靠近要检测的目标管，然后根据深度和其他水平位置检测孔内的二次强度信号，流速变化，目标管道的位置和深度分析以及探头距离管道越近，误差就越小。根据要测试的管道的上述物理特性，必须满足三个条件才能实现理想的传感效果。第一个是功率很大，选择大功率传感设备，则该仪器的超高速管道信号应用强度将会提高，这将有助于发发生信号在超深管道中的信号传输，第二种选择是一种以低频传输信号的设备，适用于长距离传输。第三，在选择具有高传输功率的设备时，由于在侧管线中会发生干扰，因此在选择的设备中需要具备一些基本功能，以区分目标管线和干扰管线，它提供了电流传输和电流值收集的功能。它是钢制管道，具有防腐蚀层，可减缓电流流动时的衰减，并且在被测管道中具有最大的电流值。选择满足以上三个要求的设备可以有效地检测超深管道。根据所需的检测，是一条金属气体管道，有一条气体管道阴极保护电位检测桩，可以作为现场信号源的电源，因此提供了一种直接法的电磁方法。其原理是向管道施加电流。当探头直接位于管道上方时，如果探头感应线圈的平面垂直于地面放置，则信号电流产生的磁感应强度会被拾取。由于探测线圈的平面和磁感应线的角度均为90度，因此拾波线圈的有效面积最大，并且磁感应强度也最大。当探头沿地面峰值检测离开管道时，信号电流磁感应强度较小时，称为此方法为峰值法探测。当探针线圈平面平行于接地平面放置时，当探针以0度角直接位于探针线圈平面和磁感应线上方时，探针的有限区域变为0，并且信号电流磁感应强度也为0。通过在一定地平面内连续移动探头位置来找到目标，以找到磁感应信号的最大点（即，刚好在管道上方）。连续移动探头的位置以找到磁感应信号的最小点（此位置位于管道正上方），该方法就是谷值法。谷值方法的优点是，如果拾取信号探头不在目标管道的正上方，则具有磁感应信号，因此它可以清楚地看到目标管道是否恰好在探头位置的下方，并且具有容易受到相邻管道干扰的缺点。

2.探测数据分析方法。在检测地下超深金属管线的位置时，首先在要检测的管线附近开一个-100 mm水准的勘探井（根据地图数据），然后将设备的拾取探头放入桩孔中逐渐接近管道，这样检测错误逐渐减少。首先使用谷值方法进行检测。当探头信号放置在桩孔中时，仪器信号增益被调整到相对较大的水平，目标管感应的磁信号强度较小或接近零，表明目标管在桩孔正下方或者距离不远。通过分析和比较在桩孔中多个不同深度处获得的信号强度，可以确定桩孔与目标管道之间的水平和垂直距离。通过比较在不同水平位置的两个孔中相同深度的磁场感应信号的大小，可以分析目标管在桩孔中的方向，即可以检测目标管的特定位置。因此目标管线和勘探孔之间的水平距离是恒定的。当探头在探针孔中的两个不同深度处时，获取的信号值会不同。探测位置之间的间隔距离小，就表明探测位置越接近目标管道。根据最大磁感应值，探测孔的探测深度与目标管道处于同一水平时。勘探孔与目标管线在水平方向上隔开一定距离，并且当使用谷值方法检测到时，它们会从勘探孔垂直向上或向下移动，获取的目标管道信号强度变化，相当于地面的峰值法探测。目标管线的当前值读数正常，因此有效消除了干扰管线，并有效检测了目标管线的平面位置和深度。

3.管线探测深度误差分析。根据《城市地下管线探测技术规程》，地下管道的埋入深度与管道的几何中心相适应，并应用本文中建议的《探孔探测法》，我们通常使用70%比值定深方法，获得的深度绝对误差仅为6%，不难知道超深的管道检测方法和技术是准确可行的。水向电磁波的传播仅影响幅度（幅度减小），而不影响异常形式，这表明仍可以应用地面探测方法和理论。但是，出于客观原因，绝对不能做到这一点。尽管测量技术的进步仍然给水下天然气管道的平面位置带来了一些误差。

三、小结

现有仪器设计的最有效感测深度在5 m以内。现有的定位设备和定位深度误差，以检测存储深度超过5米的深层地下管道，远远超过了城市地下管道检测技术法规的公差，因此使用现有检测设备进行常规检测是一个无法解决的难题。为了满足中国近来的市场需求，提高管道检测方法和技术水平，每个检测设备都进行了很多的实验和论证，其中一些实验和技术值得我们学习和借鉴。