论地下管线探测技术-2014

CONSTRUCTION

勘察测绘

论地下管线探测技术

张晓明

辽宁省测绘产品质量监督检验站　辽宁沈阳　110034

摘　要：随着社会的发展，城市的建设越来越受到人们的关注，地下管线是城市发展的一个重要的基础设施，其技术随着社会发展也得到了很大的提高。本文浅显分析了一些地下管线探测技术。

关键词：地下管线；探测；电磁感应

中图分类号：O434 文献标识码：A

1、地下管线分类及探测

1.1地下管线分类

城市地下管线是城市建设的一个重要组成部分，将其按照权属单位分类，大致可以分为给水、排水、燃气、电力、通讯、热力等市政公用管线以及铁路、民航、军用等专用管线，其担负着非常重要任务，负责城市输送能量、传输物资、传递信息，在人们的生活中使必不可少的一部分。

1.2地下管线探测

地下管线探测方法一般分为两种：一种是采用井中调查、开挖样洞或简易触探相结合的方法，这种方法在我国早期城市管线普查中应用较多，目前主要应用在某些复杂地段的管线探测及检查验收中使用；另一种是仪器探测与井中调查相结合的方法，近年来在我国城市地下管线探测中广泛使用。

2、影响地下管线探测精度的分析

2.1环境因素

地下管线探测精度会受到各方面的因素影响，环境是非常重要的一个影响因素，其体现在对信号的干扰和管线进行判别上。所以需要大大的加强抗干扰能力（如：采用直接法、改变频率等），以及针对不同管线采取适合的施测方案。例如：根据不同材质管线的埋设特点和对信号的感应性，制定不同的探测方案。对于金属管线，由于主线管径较大，感应信号持续时间长、传播远，利于采用“从支线到主线”，减弱信号干扰。

2.2人员素质

不熟悉管线流程、经验不足造成错判、漏判是影响探测质量的主要因素。对此，在施测前应从管线工艺流程入手，分析管线的特点，对作业人员进行培训，以提高对复杂情况的判断能力和信号的分析能力。

3、各种地下管线探测技术原理及应用

探测管线的目的是确定管线的位置、埋深。地下管线与周围土体之间存在物性差异，各种地下管线探测技术原理追根究底都是利用这种物性差异来进行探测定位。不同的物性差异决定了不同的探测方法。根据探测时依据的不同物性差异可以将探测方法分为电磁感应法、地质雷达法、地震波法、高密度电阻率法、井中磁梯度法、高精度磁测法等。

3.1电磁感应法

电磁感应法是采用电磁感应原理对地下管线施加电磁信号进行探查，以地下管线以及周围介质的导电性及导磁性为基础的一种方法。常用的施加电磁信号的方法有以下几点：（1）夹钳法

将环形夹钳套在管线上，通过夹钳产生的谐变磁场耦合到

管线上，产生感应电流，通过接收机接收信号。

（2）示踪法

将能发射电磁信号的示踪探头或导线送人非金属管道（沟）内，在地面用接收机接收探头或导线发出的电磁信号，从而确定地下非金属管线的走向和理深。该法可用于有出人口的非金属管道和人防工程的探查。该方法信号强，效果好，但必须有出入口。

（3）感应法

管线受发射机产生的一次电磁感应产生二次电磁场，再通过接收机接收二次电磁场的信号来进行探测。根据不同压制干扰管线的方式，有以下3种方法：

①垂直压线法

发射机直立置于地面，产生水平磁偶极场，可突出探测管线的异常，但两管线的间距较近时探测效果不佳。

②水平压线法

将发射机平卧于临近探测管线的平行管线的正上方，可压制临近管线的干扰。

③倾斜压线法

使发射机的线圈倾斜与干扰管线不耦合，既抑制了干扰管线的信号，又增强了探测管线的异常。

3.2地质雷达法

地质雷达法（又称探地雷达）工作时，由发射天线向地下介质发射一定中心频率的高频脉冲电磁波，当电磁波在岩层中遇到探测目标时，电磁波会反射回地面，被接收天线所接收。分析接收到的反射波波形，波形的正负峰值分别以黑白色或灰阶或彩色表示，这样同相轴或等灰度、等色线就可形象的反映出目标管线的剖面图，从而达到定位目标管线的目的。雷达波在地下介质中的传播遵循波动方程理论，反射回地面的电磁波脉冲，其传播路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化，因此，从接收到的雷达反射波走时（亦称双程走时）、幅度及波形资料，可以推断出地下管线的位置。

3.3地震波法

地震波法又称浅层地震勘探法。基本原理是利用地下介质的波阻抗值（密度、速度）差异，当地下不同介质界面两侧的弹性波速度和波阻抗差越大时，地震波法探测效果就越好。

以地下各种介质的弹性和密度的差异为基础，在地表以人工方法激发地震波，在地下传播的地震波遇到不同介质的分界面时（如地下金属、非金属管线与周围介质的分界面），会产生反射、折射和透射；地震波在地下不同介质中的传播速度各不相同，研究分析人工震源产生的地震波的传播规律，通过

第4卷　第17期

2014年6月

CONSTRUCTION 勘察测绘

对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下管线的位置和埋深。根据地震波不同，地震波法又具体分为直达波法、折射波法、反射波法和瑞雷波法几种。探测地下管线时，常用瑞雷波法（3.5中详细说明），利用地下管线与周围介质的面波差异来定位地下管线。

3.4高密度电阻率法

高密度电阻率法与常规电阻率法的探测原理相同，都是以以目标管线与周围介质之间的导电性差异为基础的一种物探方法。利用高密度电阻率法探测时，将数十根电极一次性布设完毕，利用转换器选择不同的电极排列方式和移动方式，快速采集现场数据。根据电极排列形式和移动方式的不同，将电阻率法分为电测深法、电剖面法和高密度电阻率法。高密度电阻率法实际上集中了电剖面法和电测深法的双重特点，可实现现场数据的快速采集，采集信息量大，并在现场进行数据实时处理，提高了工作效率。

3.5井中磁梯度法

地下铺设的金属管线，一般具有较强的磁性。井中磁梯度法就是利用金属管线与周围介质之间的磁性差异，通过测量磁场的垂直分布强度，判别出由地下管线引起的磁异常，从而探测出地下管线的走向，再定量计算，得到地下管线在地表投影的确切位置和埋深。

3.6高精度磁测法

高精度磁测法能直观地确定出磁异常的位置，从而能较好地对管线进行定位，特别是为并行且间距较近的非开挖的非金属管线的探测开辟了一条新的思路。但是，该方法所测得的磁场值是磁场背景值与磁体磁场值之和，如何在去除磁场背景值的影响的基础上计算出磁体的深度仍需要再进一步的研究。

4、城市地下管线探测技术方法应用

由于地下管线理设条件各不相同，因此探测现场情况也千差万别，有些管线有明显出露、有些长距离无明显点、有些管线埋深大、有些管线几乎贴近地表理设。此外管线理设的环境也区别很大，有些道路管线稀少，有些道路管线理设密集，因此在方法选用时应根据不同场地条件选用合适的方法：（1）出露情况

现场有出露点的管线，可采用直接法、夹钳法；规模较大的管道，也可将发射机直接放置在管顶顶部。无出露点的情况下，可采用感应法施加信号探测，注意施加点尽可能选择在理深浅、临近管线少处。

（2）埋深情况

埋深较大管线尽可能采用直接法或夹钳法探测；在条件不允许的情况下，可采用感应法，同时提高发射功率和发射频率。浅埋深管线采用直接法、夹钳法、感应法均可。浅埋深且大规格管线也可采用地质雷达法。

总的来说，随着社会的发展，地下管线探测技术在生活中应用的越来越广泛，是一项综合性非常强的技术，因此需要采用新方法、新技术、新仪器，经过试验，使其探测精度能够满足规范要求，从而更好的促进城市的规划和发展。

参考文献：

[1]邹延延.地下管线探测技术综述[J].勘探地球物理进展，2006，01：14-19+9.

[2]吴尚科.地下管线探测技术初探[J].人民长江，2007，10：94+128.

[3]李光洪，陈金国，陈勇.城市地下管线探测技术探讨[J].测绘，2010，06：279-281.

[4]陈红旗，张小趁.城市地下管线高精度电磁法探测技术[J].勘察科学技术，2004，01：61-64.

[5]王学海.城市地下管线探测及地下管线信息系统建设[D].中南大学，2006.

第4卷　第17期

2014年6月

文章被我刊收录，以上为全文。

此文章编码：2014J

8557

论地下管线探测技术

作者：张晓明

作者单位：辽宁省测绘产品质量监督检验站 辽宁沈阳 110034

刊名：

城市建设理论研究（电子版）

英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu

年，卷(期)：2014(17)

参考文献(5条)

1.邹延延地下管线探测技术综述 2006

2.吴尚科地下管线探测技术初探 2007

3.李光洪;陈金国;陈勇城市地下管线探测技术探讨 2010

4.陈红旗;张小趁城市地下管线高精度电磁法探测技术 2004

5.王学海城市地下管线探测及地下管线信息系统建设 2006

引用本文格式：张晓明论地下管线探测技术[期刊论文]-城市建设理论研究（电子版） 2014(17)