试论探测技术在城市地下管线中的应用

摘要:随着城市化进程的加快,城市地下管线探测领域也取得了一定的发展。如何根据实际情况,找到科学、合理的城市地下管线探测技术,逐渐成为人们关注的一个话题。本文首先简要的介绍了城市地下管线探测技术的发展及现状,探测技术的基本原理与方法,最终介绍不同管线所用的探测技术,针对非金属探测中存在的问题提出了解决的方法,从而更好的推动城市地下管线探测技术的发展。

关键词:地下管线 探测原理 探测技术

中图分类号:TU990.3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(a)-0054-01

1 城市地下管线探测技术的发展及现状

城市是人类进入现代化社会的标志,是人类赖以生存的物质基础。在现代化社会中,城市地下管线的建立与完善则是城市正常的生活秩序的基础与保障,是城市的新的生命线。不同的管线种类对应的管线材料和埋设方式是不同的,因此我们必须采取不同的探测方法才能取得较好的探测效果。20世纪80年代,由于计算机技术、天线技术和滤波技术的发展,基于电磁原理的地下管线探测技术得到了发展与应用,并且取得了较好的效果。20世纪80年代中后期,地质雷达得到了应用,这种技术使得地下管线探测的应用领域更加广泛,探测精度也得到了提高。该技术除了可以探测到地下的金属管线还可以探测到其他的材质,如水泥、塑料、陶瓷等。

2 城市地下管线探测技术

2.1 城市地下管线探测技术基本原理

地下管线的存在往往会改变天然的或者人工的地球上物理场的分布情况,而后会产生异常。通过对着这些异常的分布情况、形态及性状的研究,可以获得与地下管线位置相关的资料,为我们进行地下管线合理的铺设奠定了理论基础。由于探测和研究的物理场的不同,探测方法的种类很多,我们以表格的形式对比电磁感应法和地质雷达两种方法的优缺点。

2.2 城市地下管线常用探测方法

上面提到了管线探测技术的基本原理,与之相应的是管线探测常用的方法。简单来说,由于城市地下地质构成的不均匀性、管线的种类材质特性和埋设方式的不同,不同的地下管线采用不同的探测方法。地下管线探测方法一般来说分为两种:一种是经常应用在管线复杂地段探测中的井中调查和开挖样洞的方法;另一种是目前应用最为广泛的方法—— 井中探测与仪器调查相结合的方法。在各种物探方法中,就适用范围和应用效果来说,直接法为最优。电磁感应法在电探测法中的适用范围最广,具有抗干扰能力强、探测精度高的、成本低、工作方式灵活等特点。

3 针对不同管线采用合适的探测方法

（1）采用电磁场感应法探测金属管线;电磁场感应法通常利用发射机发射电磁场,进而地下管线受到电磁感应产生感应电流形成电磁场,最后只需要通过接收机接收由地下管线形成的电磁场,最终达到追踪、定位地下管线的目的。但是,当管线存在暴露点相邻管线存在干扰时,优先使用直接法。直接法仪器轻便,操作简单。

（2）采用感应法和夹钳法处理电力电信管线;由于电力、电信管线自身常带有电磁信号,因此,感应法适用的效果比较好。钳夹法中的耦合环可以把电磁信号加载到被探测的管线上,对管线进行追踪和定位,在电力、电信管线的探测上取得了比较好的效果。

（3）采用直接法处理燃气管线;燃气管线对安全性能要求比较高,一般情况下可用磁感应法去探测,但是,对于有防爆装置的探测仪器,采用直接法的效果更好。

(4)电磁波法处理埋深较深、远距离的管线;电磁波法是探测方法中比较前沿的一种技术,他用到的一个很重要的探测仪器就是地质雷达。对于埋深较深和远距离才有暴露点的管线,需要通过雷达进行横断面扫描,对雷达波发射回来的图像进行分析和研究,直接确定管线的地理位置甚至埋藏深度。在进行雷达扫描之前,我们最好对管线的走向进行详细的调查,有针对性的进行扫描断面,这样得到探测效果比较精准。

4 地下管线探测技术存在的问题及解决策略

4.1 非金属管线的现状和特点

随着科技和材料科学的不断进步,在过去不断使用的金属管线逐渐被非金属管线所代替。地下管线中的非金属材料有:玻璃钢、混凝土管、工程塑料、复合塑料等,这些材料拥有金属管线的不可比拟的优点比如:质量轻,抗老化、耐腐蚀、使用周期长、便于施工、成本低等。但是同时它又存在着电性能差,无绝缘性,对于信号的接受能力比较差。因此,许多现存的探测技术不能应用到其中。

4.2 非金属管线在探测中存在的问题

在非金属的探测中,由于探测设备的功率大、灵敏度高、信号强,致使干扰也会增强,最终使得管线埋深误差增大。在混凝土管线探测中,由于实际情况中管线的埋深不一致、管径的不相同,即使采用插穿示踪线的方法,探测信号也是不稳定不连续的。地质雷达在非金属的探测中使用的较多,但是由于其特性的限制,该技术只能在同一断面内实现点对点的探测,无法连续的对整条路线进行探测,并且容易受到周围介质物理特性的影响。所有的这些问题都是我们亟待解决的。

4.3 解决问题的策略

通过对以上问题的分析和讨论,我们应该采用地质雷达和管线探测仪相结合的技术进行改进。首先,我们可以使用管线探测仪对非金属管线运用示踪线法和电磁感应法确定管线走向和埋深等信息。然后根据实际情况,利用地质雷达法进行验证。对非金属管线的探测,我们可以采用多种技术并用的方法达到最好的效果。在实际的工作中,我们要结合每种探测技术的优点,制定合理有效的探测方案,将对地下管线的探测技术提高到一个新的水平。总之,地下管线材质的各异性、埋设的隐蔽性加上城市地下地质的多样性,决定了地下管线的探测的复杂性。我们除了要熟练的掌握探测技术,获得高质量的探测数据外,同时还要合理的参考现有的管线数据资料,根据实际情况,精准的获取探测数据,为城市地下管线的铺设提供理论依据。

参考文献

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