【摘要】近些年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,地下管線(xiàn)的材料不斷更新,對(duì)傳統(tǒng)的底線(xiàn)管線(xiàn)探測(cè)方法是一個(gè)挑戰(zhàn),好在隨著地下管線(xiàn)探測(cè)儀器的不斷更新及大量作業(yè)經(jīng)驗(yàn),對(duì)不同的管線(xiàn)的探測(cè)方法也有了相應(yīng)的進(jìn)步和完善,本文就不同種類(lèi)的地下管線(xiàn)相對(duì)應(yīng)的探測(cè)方法做簡(jiǎn)單陳述和探討。
【關(guān)鍵詞】地下管線(xiàn);探測(cè)方法
1、地下管線(xiàn)的分類(lèi)及常用材質(zhì)
1.1給水管線(xiàn)
給水管線(xiàn),作為城市人口生存的生命線(xiàn),輸水管線(xiàn)的材質(zhì)必須符合水標(biāo)準(zhǔn),主要材質(zhì)壓力大的主管道等地方有鑄鐵,現(xiàn)在壓力小的主管道主要用PE,進(jìn)戶(hù)和進(jìn)小區(qū)的用PVC,PPR。
1.2排水管線(xiàn)
雨水及污水管線(xiàn)一般稱(chēng)作排水管線(xiàn),主管道的材質(zhì)主要是砼,壓力大的特殊地方有用無(wú)縫鋼管的。
1.3燃?xì)夤芫€(xiàn)
作為輸送可燃?xì)怏w的專(zhuān)用管道,燃?xì)夤芫€(xiàn)是用金屬燃?xì)夤苘浌軄?lái)取代傳統(tǒng)的卡扣方式橡膠軟管,可以解決橡膠管易脫落、易老化、易蟲(chóng)咬、使用壽命短的缺陷。
1.4熱力管線(xiàn)
熱力管線(xiàn)從鍋爐房、直燃機(jī)房、供熱中心等出發(fā),從熱源通往建筑物熱力入口的供熱管道。應(yīng)選用GB3087標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)縫鋼管。
1.5電力管線(xiàn)
電力管采用PVC-C管,上部回填土夯實(shí),壓實(shí)系數(shù)不小于0.94。
2、地下管線(xiàn)探測(cè)技術(shù)原理及適用范圍
根據(jù)探測(cè)時(shí)依據(jù)的不同物性差異可以將探測(cè)方法分為電磁感應(yīng)法、地質(zhì)雷達(dá)法、地震波法、高密度電阻率法、井中磁梯度法等。
2.1電磁感應(yīng)法
電磁感應(yīng)法是地下管線(xiàn)探測(cè)的主要方法,主要物性接觸是以地下管線(xiàn)與周?chē)橘|(zhì)之間有明顯的導(dǎo)電率、導(dǎo)磁率和介電性。根據(jù)電磁感應(yīng)原理觀(guān)測(cè)和研究電磁場(chǎng)空間和時(shí)間變化規(guī)律,達(dá)到尋找地下金屬管線(xiàn)或解決其它地質(zhì)問(wèn)題的目的。當(dāng)?shù)叵鹿芫€(xiàn)與周?chē)橘|(zhì)間電性差異明顯且管線(xiàn)長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于管線(xiàn)埋深時(shí),探測(cè)效果明顯。根據(jù)施加信號(hào)的方式不同,電磁感應(yīng)法分為直接法、感應(yīng)法、示蹤法和甚低頻電磁法。
2.1.1直接法:
直接法,也稱(chēng)為充電法,適用于探測(cè)大口徑的金屬管線(xiàn)。該方法是將發(fā)射機(jī)輸出端接到被測(cè)金屬管線(xiàn)上,利用直接加到被測(cè)金屬管線(xiàn)上的信號(hào)進(jìn)行探測(cè)。充電法的特點(diǎn)是信號(hào)強(qiáng),定位、定深精度高,且不易受鄰近管線(xiàn)的干擾,但金屬管線(xiàn)必須有出露點(diǎn),可用于定位、定深或追蹤各種金屬管線(xiàn)。按連接方式不同可分為單端充電法和雙端充電法。
2.1.1.1單端充電法
當(dāng)目標(biāo)管線(xiàn)有一個(gè)出露點(diǎn)時(shí)用單端充電法,把發(fā)射機(jī)的一端接到被測(cè)金屬管線(xiàn)上,另一端接地來(lái)探測(cè)地下管線(xiàn)。
2.1.1.2雙端充電法
當(dāng)目標(biāo)管線(xiàn)有兩個(gè)出露點(diǎn)時(shí),用雙端充電法,把發(fā)射機(jī)的兩端都接到被測(cè)金屬管線(xiàn)上。
2.1.2感應(yīng)法
感應(yīng)法主要用于地下金屬管線(xiàn)的無(wú)損檢測(cè),適用于埋深較淺的金屬管線(xiàn)及帶有金屬骨架的管線(xiàn)(電力電纜、電信電纜等)。探測(cè)時(shí),發(fā)射機(jī)的發(fā)射線(xiàn)圈產(chǎn)生一次電磁場(chǎng),目標(biāo)管線(xiàn)受一次電磁場(chǎng)的感應(yīng)產(chǎn)生二次電磁場(chǎng),通過(guò)分析接收機(jī)接收的目標(biāo)管線(xiàn)二次電磁場(chǎng)信號(hào)來(lái)定位地下管線(xiàn)。
2.1.3示蹤法
示蹤電磁法是借助示蹤裝置,使其沿非金屬管道發(fā)射電磁信號(hào),然后利用管線(xiàn)探測(cè)儀尋找追蹤信號(hào),從而探測(cè)非金屬管線(xiàn)的地面投影位置以及埋深。常用的示蹤裝置有兩種,一種是商用示蹤探頭,通過(guò)非金屬管道在地面的出入口置于管線(xiàn)內(nèi)。另一種是將一根有絕緣層的示蹤導(dǎo)線(xiàn)送入非金屬管線(xiàn)內(nèi),示蹤導(dǎo)線(xiàn)端部剝開(kāi)一米左右,裸出金屬線(xiàn),使它與管道內(nèi)的水汽相接觸,以給信號(hào)提供回路。將發(fā)射機(jī)的一端接到示蹤導(dǎo)線(xiàn)上,另一端接地,這樣在整個(gè)導(dǎo)線(xiàn)上產(chǎn)生交變電流,在其周?chē)a(chǎn)生二次電磁場(chǎng)。然后利用一般地下管線(xiàn)儀追蹤電磁信號(hào),從而探測(cè)到非金屬管線(xiàn)。
2.2地質(zhì)雷達(dá)法
地質(zhì)雷達(dá)法 (又稱(chēng)探地雷達(dá) )工作時(shí),由發(fā)射天線(xiàn)向地下介質(zhì)發(fā)射一定中心頻率的高頻脈沖電磁波,當(dāng)電磁波在巖層中遇到探測(cè)目標(biāo)時(shí),電磁波會(huì)反射回地面,被接收天線(xiàn)所接收。分析接收到的反射波波形,波形的正負(fù)峰值分別以黑白色或灰階或彩色表示,這樣同相軸或等灰度、等色線(xiàn)就可形象的反映出目標(biāo)管線(xiàn)的剖面圖,從而達(dá)到定位目標(biāo)管線(xiàn)的目的。雷達(dá)波在地下介質(zhì)中的傳播遵循波動(dòng)方程理論,反射回地面的電磁波脈沖,其傳播路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨所通過(guò)介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化,因此,從接收到的雷達(dá)反射回波走時(shí)、幅度及波形資料,可以推斷出地下管線(xiàn)的位置。
探地雷達(dá)既能探測(cè)金屬管線(xiàn),又能探測(cè)非金屬管線(xiàn),應(yīng)用范圍廣泛。其探測(cè)效果主要取決于目標(biāo)管線(xiàn)與周?chē)橘|(zhì)的電性差異。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,城市地下管線(xiàn)的材質(zhì)不斷由金屬向非金屬過(guò)渡,并有取而代之的趨勢(shì)。非金屬管線(xiàn)抗污染強(qiáng)、不易結(jié)垢、造價(jià)低、安裝方便、不易腐蝕、易于埋設(shè)和維修等。非金屬地下管線(xiàn)的定位是探測(cè)的難點(diǎn),在探測(cè)非金屬管線(xiàn)時(shí)多采用探地雷達(dá)。
2.3地震波法
地震波法又稱(chēng)淺層地震勘探法,基本原理是利用地下管線(xiàn)與周?chē)橘|(zhì)的面波差異來(lái)定位地下管線(xiàn)。
利用地下介質(zhì)的波阻抗值 (密度、速度)差異,當(dāng)?shù)叵虏煌橘|(zhì)界面兩側(cè)的彈性波速度和波阻抗差越大時(shí),地震波法探測(cè)效果就越好。以地下各種介質(zhì)的彈性和密度的差異為基礎(chǔ),在地表以人工方法激發(fā)地震波,在地下傳播的地震波遇到不同介質(zhì)的分界面時(shí) ,會(huì)產(chǎn)生反射、折射和透射;地震波在地下不同介質(zhì)中的傳播速度各不相同,研究分析人工震源產(chǎn)生的地震波的傳播規(guī)律,通過(guò)對(duì)地震波記錄進(jìn)行處理和解釋?zhuān)梢酝茢嗟叵鹿芫€(xiàn)的位置和埋深。根據(jù)地震波不同,地震波法又具體分為直達(dá)波法、折射波法、反射法。
結(jié)語(yǔ):
隨著國(guó)家對(duì)城市建設(shè)投資規(guī)模的進(jìn)一步加大,地下管線(xiàn)探 測(cè)的工作量日益增加,對(duì)探測(cè)精度要求也越來(lái)越高,加之城市不斷發(fā)展,各種管線(xiàn)密如蛛網(wǎng),交叉并行,管線(xiàn)探測(cè)工作面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),探測(cè)環(huán)境也越來(lái)越苛刻。在管線(xiàn)探測(cè)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,采用實(shí)地調(diào)查與儀器探查相結(jié)合的方法。一是認(rèn)真分析、查閱資料、研究調(diào)繪圖,摸清其分布和走向在進(jìn)行探測(cè);二是采用多種方式、方法交叉探測(cè),從中找出較可靠的異常值在定位;三是向權(quán)屬單位直接參與敷設(shè)管線(xiàn)的人員了解管線(xiàn)的分布情況,在部分地段進(jìn)行開(kāi)挖、釬探驗(yàn)證,最大限度的確保管線(xiàn)探測(cè)的精度。
參考文獻(xiàn):
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[2]徐勝.常規(guī)地下管道的檢測(cè)方法,房地產(chǎn)導(dǎo)刊.2015.
[3]徐杰明,卓瑞忠.弱信號(hào)管線(xiàn)的探測(cè)方法探討,科學(xué)研究.2014.
作者簡(jiǎn)介:
李星海(1978-),男,漢族,安徽省蕪湖市人,工程師,大專(zhuān)學(xué)歷,物探工程師,單位:華東冶金地質(zhì)勘查局物探隊(duì)。