高 聰

（河南省航空物探遙感中心，河南 鄭州 450053）

經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化腳步速度的加快，促使城市開展大規(guī)模建設(shè)。地下管線建設(shè)作為城市建設(shè)的重要組成部分，對城市地下管線進行合理的布局，不僅可以為居民的生活環(huán)境提供保障，提高居民幸福指數(shù)，還能推動城市的快速發(fā)展，因此對城市地下管線探測技術(shù)進行深入研究是十分有必要的。要想詳細了解地下管線的布局，可以使用復雜條件下的城市管線探測技術(shù)，進而明確各項地下管線的位置和深度，為后期管線維護工作提供有力的幫助。

1 地下管線探測工作原理

地下管線探測儀是運用電磁信號對地下金屬管道的位置、深度以及故障點進行詳細勘查。地下管線探測工作的原理是通過發(fā)射機產(chǎn)生電磁波，利用不同的發(fā)射方式將信號傳送到需要被探測的金屬管線上，金屬管線接收到信號之后，其表面會產(chǎn)生電流，電流沿著金屬管線傳播。在這個傳播過程中金屬管線會向地面放射電磁波，當?shù)叵鹿芫€探測儀器收到地面探測信號時，會在地下金屬管線正上方的地面收到電磁波信號，然后對接收的信號進行分析，進而明確地下金屬管線的位置和方向[1]。現(xiàn)階段，隨著城市建設(shè)項目數(shù)量的不斷增多，地下管線越來越復雜。為詳細了解地下管線的情況，必須進行地下管線探測工作，加強地下管線探測技術(shù)就尤為重要。

在人們所居住城市的地下，有著復雜的管線鋪設(shè)情況，其工作情況也各不相同，最常見的管線有綠化供水管線、生活供水管線、消防供水管線等。其中排水管線包含居民的日常排水管線、雨水污排水管線等，燃氣管線包括石油、煤氣等輸氣管線。另外，在城市的地下還存在通信管線，包含居民通信管線、軍事特殊管線等。為準確探測地下管線，需要使用地下管線探測技術(shù)對管線進行精準定位，進而明確地下管線的位置[2]。

2 開展地下管線探測技術(shù)工作的重要性

通常情況下，一個城市的地下管線分布情況在一定程度上可以反映該城市的發(fā)展水平。如果想要加快城市建設(shè)，則需要詳細了解城市地下管線的分布情況。在我國諸多城市建設(shè)的初期階段，由于缺少考慮，并未對地下管線進行合理的規(guī)劃，管線資料相對較少，無法詳細了解地下管線的實際情況，一定程度上會對城市的建設(shè)發(fā)展造成影響。而如果想要得到較為完善的地下管線信息，則需要對地下管線進行探測。因此，加大地下管線探測技術(shù)的研究至關(guān)重要，尤其是在復雜條件下的管線探測技術(shù)[3]。對復雜條件下的管線探測技術(shù)進行深入研究，能夠精準找出地下管線位置，為城市的建設(shè)提供幫助，推動城市的長久發(fā)展。

3 復雜條件下管線探測技術(shù)的運用

3.1 電探測法

地下管線電探測法有兩種使用方式：（1）采用直流電探測法開展地下物理探測。在實際探測過程中，可以使用兩個供電電極進行直流電供電，并且需要在地下形成一個供電循環(huán)，進而保障電流的穩(wěn)定向，精準判斷地下金屬管線的位置。如果想要使用這種方法，則需要詳細了解地下管線和周圍介質(zhì)存在的差異，即依據(jù)電流在高阻體和低阻體分布的不同，對地下管線進行探測。其通常在低阻體中的效果較為明顯。（2）采用交流電探測法開展地下物理探測。通過交流電在磁場的變化過程中產(chǎn)生的導電性和磁性的變化，即在探測過程中交流電形成的磁場，對地下管線進行探測，從而保障地下探測數(shù)據(jù)的精準性。采用交流電探測法可以詳細了解地下介質(zhì)存在的差異性，并可以對差異性進行分析，進而找出差異性存在的來源?？傊?，電探測法具有探測深度大的特點，是地下管線探測技術(shù)最為常用的一種方式。

3.2 瞬變電磁法

一般情況下，瞬變電磁法主要應用在雨水、污水、自來水管道的探測中，就是向地下發(fā)射脈沖電磁場，使底層介質(zhì)產(chǎn)生二次電磁場，然后使用線圈接收信號，并對其進行詳細的分析，從而為地下管線的探測提供數(shù)據(jù)支持。采用瞬變電磁法探測和探地雷達方法較為相似，即金屬管道或者管道中的電物質(zhì)反應都為低電阻，而周圍介質(zhì)都是高阻體，可以準確地判斷地下管線的實際位置和深度[4]。瞬變電磁法具有反應靈敏的特點，不僅可以對含水的管線進行判斷，而且對其他類型的管線探測也有十分良好的效果。

3.3 電磁感應法

一般情況下，導電金屬周圍都會存在磁場，因此可以對這些磁場進行收集，然后判斷地下管線的位置和埋設(shè)深度。電磁感應法具有方便、快捷等優(yōu)點，采用電磁感應法可以對線纜類和金屬類的地下管線進行探測[5]。為準確地找出地下管線的位置和埋設(shè)深度，使電磁感應法能夠充分發(fā)揮自身作用，需要將管線中的電流使用人工激發(fā)方法，同時還需要對管線的類型進行詳細的了解，進而采用具有針對性的人工激發(fā)方式。人工激發(fā)方式有磁偶感應法、夾鉗法和直連法。其中，磁偶感應法應用在無管線露出或者間距點過長的金屬管線中，主要是利用發(fā)射機線圈感應地下管線產(chǎn)生的電流，然后接受管線感應電流的磁場，進而對地下管線進行判斷；夾鉗法應用在線纜類和小直徑的金屬管線中，就是利用夾鉗在地下管線中進行電磁場的直接耦合，進而使得地下管線產(chǎn)生感應電流，從而形成磁場，再通過對磁場的確定，找出地下管線的位置；直連法就是對地下管線露出的金屬管，通過導線直接連接管線和管線儀的發(fā)射機，進而明確地下管線的位置[6]。人工激發(fā)三種不同方式所測結(jié)果對比情況見表1。

表1 人工激發(fā)三種不同方式所測結(jié)果對比

3.4 探地雷達電磁波法

一般情況下，探地雷達電磁波法會作為管線探測的輔助方法，適合應用在非金屬地下管線的探測工作中對管線的布局進行探測。實際上就是通過探地雷達發(fā)射天線發(fā)射電磁波，然后接收天線對管線所反射的電磁波進行接收，對電磁波進行分析進而得出管線位置和深度（見圖1）。該方法主要應用在非金屬管線探測中，最大的缺點是工作效率得不到保障。

圖1 探地雷達電磁波法原理圖

3.5 遏制干擾的常用方法

在復雜條件下，各種管線電磁波信號互相干擾，很容易影響探測工作的開展。對于電磁感應法而言，需要對干擾的根源和類型進行分析，分析根源是來自地面還是地下，類型是發(fā)射機產(chǎn)生的干擾還是高導體產(chǎn)生的二次信號[7]。只有找出干擾的根源和類型，才可以做好遏制干擾工作。通常情況下，直接法是提升信噪比的最優(yōu)探測方法。在主動源感應下，可以使用適合的激頻率和感應位置減少一次場的干擾，使用偏離感應法使得管線的感應信號有所減少[8-9]。

4 結(jié)束語

綜上，在復雜條件下，應根據(jù)管線的不同采用不同的探測方法。直接法和夾鉗法可靠性和工作效率高，因此盡可能使用這兩種方法。在實際的探測過程中，需要根據(jù)實際管線的位置和走向，確定埋設(shè)深度，然后采用具有針對性的方法遏制干擾，進而可以保障探測數(shù)據(jù)的精確度。在地質(zhì)較為復雜的條件下，應開展開挖工作，進而保障探測工作的順利開展。另外，還需要根據(jù)我國城市地下管線探測情況，引進先進的技術(shù)，推動我國地下管線探測工作水平的提升。