复杂条件下城市地下管线探测技术的应用

陈 竞

（河南省地质矿产勘查开发局第四地质矿产调查院，河南 郑州450018）

0 引言

城市地下管线探测工作的探测条件较为复杂，导致探测工作难以顺利开展。如果不能高效应用地下管线探测技术，将会导致探测结果不准确，进而无法为城市建设提供准确信息。常见的地下管线探测技术有电磁法、雷达法、弹性波法等。工作人员在探测地下管线过程中，需要根据实际情况选择科学合理的探测方法。基于此，本文主要探究复杂条件下城市地下管线探测技术的应用，具有十分重要的现实意义。

1 项目概况

某工程项目为城市供水管线的探测项目，相关单位通过合理应用地下管线探测技术，明确管线所在范围，结合城市供水管线特点，对相关数据信息进行收集、分析。在此过程中应用了多种探测技术，涉及的管线信息有管径、管线平面以及压力等。所以工程项目所处地点为低纬度区域，因此，在探测过程中需要注意，有关介质的电阻率较低，因此，在选择仪器探测时，一定要注意相关设备的输出功率以及工作频率等。针对埋深较大的管线，可以结合实际情况采用低频率或者高功率设备，确保管线最终探测精度能够满足项目要求。

2 地下管线的探测原理

从当前我国城市建设情况来看，无论是什么类型的建设活动，大部分都会涉及地下管线。建设部门需要对地下管线的分布情况进行明确，以此为基础开展建设活动。在对地下管线开展探测工作时，主要原理是根据管线特点，明确管线与地下介质之间的关系，最终掌握有关管线分布的空间状态，最终为后续活动提供依据[1]。目前在我国，最常见的城市地下管线探测技术为电磁法、雷达法、弹性波法、钎探法以及近间距并行管线探测。工作人员需要根据实际情况采取针对性的探测手段，保障探测结果的准确性。尤其是在复杂条件下，能够利用人工电流实现管线精准探测，最终为城市建设提供精准信息，推动城市实现可持续发展[2]。

3 复杂条件下城市地下管线探测技术的应用

在该工程项目中，涉及金属管线的探测工作，选择电磁法有序开展。对于非金属管线，采用雷达法以及钎探法等进行探测。笔者结合自身多年工作经验，论述了复杂条件下城市地下管线探测技术的应用。

3.1 电磁法在复杂条件下管线探测中的应用

在应用电磁法对城市地下管线进行探测时，整体流程较为简单并且结果十分精确。在此过程借助管线探测仪，以电磁感应这一原理为基础，在地下金属管道周边设置交变电流线圈。因为在探测过程中会产生电流作用，所以金属管道周边会产生交变磁场，该磁场为一次场，会向外传播，这个磁场。地下管线一旦在一次场中穿过，那么产生的磁通量大小以及方向便会随之改变，促使地下管线当中的磁通量与感应电流大小成正比关系，始终与一次场频率保持一致[3]。此外，还需要注意在探测过程中要将待测管线周边的附属设施打开，测量管线埋深，将测量结果进行对比分析，提高管线探测精度[4]。

3.2 雷达法在复杂条件下管线探测中的应用

对于该工程项目中的非金属管道，最常见的探测方法为雷达法。通过应用探地雷达，在导电率、介电常数等不同条件下的管道，以电磁波的反射性能为基础，最终明确探测物。而后结合管道所处环境判断管线信号属性。需要注意的是，在探测过程中，雷达法在应用过程中需要使用两个天线，第一个天线需要用来发射高频率电磁波，另一个天线需要用来接收管线以及土壤接触面反射波。由于探测环境较为复杂，在探测过程中一旦介质特定深度存在有异常物体，那么此刻介质电性以及物体将会存在差异。如果此时探测雷达在发射有关高频率电磁波，该电磁波将会被分界面与异常物体阻挡，最终电磁波会重新回到地面，根据信号“双程走时”对反射波进行分析处理，最终明确异常物体的定位，对各种非金属管线进行探测[5]。

3.3 进间距并行管线的探测

因为地下城市空间资源十分有限，在管线敷设时通常会采取平行埋设的方式进行建设，但是因为管线在并行并间距的情况下，对探测工作会产生较大的影响，所以工作人员要对此引起警惕。具体来看，在管线探测过程中，管线之间的并行间距一旦变小，异常曲线将会呈现单峰状，探测时无法通过峰值明确管线数目。如果管线之间的并行间距扩大，那么虽然在探测过程中会出现峰值，但是相关曲线呈现不对称形式，并且管线平面位置与异常峰值之间还存在位移现象。这一现象主要是由管线互感、耦合而导致的，为了减弱、压制非目标管线带来的影响，可以通过直接法与夹钳法开展探测工作[6]。

3.4 弹性波法在复杂条件下管线探测中的应用

通常情况下，弹性波法主要应用在非金属管线探测工作中。该方法能够有效完善雷达探测工作中存在的不足。尤其是在水泥路面，能够充分利用弹性波激振特点，对探测对象进行探测。此时探测管线激发点会出现振动，在应力作用下会进行传播。如果在传播过程中遇到波阻，会将相关应力波直接反射到相应地面上，被提前布置好的地面传感器直接接收，以此获得地下管线的相关信息数据，明确管线位置、数量等[7]。

3.5 钎探和开挖法在复杂条件下管线探测中的应用

如果上述探测方法还是不能满足项目要求，可以在条件允许的情况下使用钎探法进行探测。在此过程中，需要借助机械探棒对管道当中的可疑之处进行接触与探测，而后根据管道测量结果对管道属性进行记录。为了提高探测质量，工作人员还可以通过人工开挖的方式直接获取有关管道的属性与信息。在此过程中需要注意的是，为了保证探测精度，管道的埋深限差一定要控制在Sh=15%h平面限差一定要控制在S=10%h（式中，h为的是地下管线中心位置的埋深，如果此时h＜1，取h=1进行计算[8]）。

4 结语

综上所述，城市地下管线探测工作作为各项建设活动的基础，对于推动城市发展具有十分重要的现实意义。在此过程中，工作人员需要严格按照管线探测原理有效应用各项探测技术。当前最常见的管线探测技术为电磁法、雷达法、弹性波法、钎探法等，在探测过程中管线材质不同，周边的介质均匀程度不一，需要根据实际情况采取科学合理的方法进行探测，保障探测结果的精确性，为后续相关建设活动的顺利开展奠定基础。