城市地下管线探测的理论和实践

【摘要】随着城市地下管线探测的不断发展，研究其理论和实践有着重要价值。本文首先介绍了地下管线探测技术的发展与应用，分析了其基本原理和基本方法。在探讨地下管线探测工程质量控制的同时，研究了其探测精度的控制方法。

【关键词】城市地下管线；探测；理论；实践

中图分类号：C35 文献标识码： A

一、前言

随着城市地下管线的增加，对其探测的实践提出了新的要求。研究城市地下管线探测的理论和实践，能够更好地指导该项工作的进行，保证探测的准确性和可靠性，为下步工作提供科学指导。本文从介绍其发展与应用着手本课题研究。

二、地下管线探测技术的发展与应用

近年来，随着我国经济建设的快速发展、城镇化进程逐渐加快，已有的基础设施无法与城市建设同步。城市发展的同时，要不断重复布设各种管线，导致城市地下管线受损而引起的事故呈现逐年上升的态势。因此，急需建立地下管线空间数据库，实施动态监测地下管线安全。

地下管线是城市基础设施的重要组成部分，它是信息、能源、物质传输的载体，是城市正常运行和发展的“血管”和“脉络”，城市的健康发展正是由它们输送“养分”和排出“杂质”。我国城市地下管线主要有8类，即：排水、给水、通信、供电、燃气、管沟、工业、热力。据城建统计数据，2009年我国城市地下管线长达156万公里，可绕地球近40圈，这还不包括电信、电力、工业等管线规模。地下管线在城市经济生活中的重要性也越来越受到城市规划建设部门的重视，越来越多的城市开展地下管线普查工作。由于城市地下管线历史原因和管理水平所限、资料档案管理混乱、地下管线分布不清，给地下管网的管理、建设以及防灾减灾带来诸多困难。全面开展地下管线普查工作，填补城市基础设施职能部门地下管线资料缺失的漏洞，建立城市和企业单位地下管网数据库，进行动态化管理，是城市建设和防灾减灾工作中必不可少的内容，对城市的开发、扩建具有重要的现实和战略意义。

三、地下管线探测原理和基本方法分析

地下管线探测的原理是根据电磁感应原理观测和研究电磁场空间与时间分布规律，把电磁法利用地下管线与周围介质的导电性及导磁性差异为主要物性基础，从而达到寻找地下管线的目的，它是探查地下管线的主要方法。它的工作原理主要表现在当进行地下管线探测时，管线中依靠主动或被动的场源激发形成电流，这种电流就会在其周围空间产生同频率的交变电磁场，利用物探仪器在地面观测电磁场的空间分布，然后根据电磁场的分布特征再来确定管线空间位置。地下管线的异想通常是指存在会改变天然的或人为产生的地球物理场的分布状态。对于能否准确的获得地下管线位置的有关资料，仔细研究这些异常的形态分布即可获得。

通常来讲，管线探测的基本原理是建立在理想条件下，根据管线材质类型的不同，探测的方法也有多种。

一方面，地下管线探测金属管线的探测方法多种多样，一般以直接法和电磁感应法的使用为主来进行对于金属管线的探测。直接法是将发射机信号输出端直接连在被测管线上，对有暴露点的金属管线十分有效，直接法的两大优点：信号输出强；抗干扰性强。而对于暴露点极少和较大管径的金属管道探测则往往选用较电磁感应法比较适合。因此，金属管线探查地下管线的主要方法当属电磁法，根据电磁感应原理观测和研究，利用周围介质与地下管线的导电、导磁性差异为主要物性基础，使电磁场空间与时间分布规律，从而达到寻找地下管线的目的。当进行地下管线探测时，依靠主动或被动的场源激发，管线中就会产生电流并且会在其周围空间产生同频率的交变电磁场，根据电磁场的分布特征，利用物探仪器在地面观测电磁场的空间分布，确定管线空间位置。

四、地下管线探测工程的质量控制

地下管线探测项目的质量可分为：数据采集质量，主要是物探对管线的定位、定深精度，测量从控制到实测地形及管线点收测质量。数据入库质量，数据一致性、逻辑性、拓扑关系等。数据在管理系统运行质量，检核软件系统，各项功能能否操作实现，性能是否稳定，三维可视化程度等。质量控制需要注意以下几点。

1.按质量保证体系的要求作业

2.质量保证的具体措施

（一）为了确保工程的成果质量，施工前对进入测区的技术人员组织和学习《技术规程》和《项目工程技术设计书》，使大家明确自己的工作职责。

（二）探测单位成立项目质量检查小组，建立自上而下的分级质量把关体系，实施三级质量检查体系：台组互检、技术负责检查、院级检查。外业按工作的流程由各探测单位从进测区现场开始，完成资料分析、调查、探查、测量、数据处理、编辑综合管线图、成果检查，形成一个完整的质量保证体系。

（三）项目负责人、技术负责人、质量检查人员要深入生产第一线，在生产过程中发现问题、解决问题。

（四）对生产过程中发现的问题要及时地进行统一和解决，遇到疑难问题要组织生产技术骨干进行会诊，通过收集资料、询问相关技术人员进行解决，实在不能解决的要上报委托方，并在技术总结中予以说明。

（五）组织技术人员针对各测区的疑难问题进行技术开发、技术创新，并在生产中加以推广应用。

（六）注意综合管线的审查和野外巡视检查。

五、地下管线探测精度的控制

1.影响探查精度的因素

一般来说，影响管线探查精度的因素包括人、机具、方法和环境等四个方面。其中人的因素是影响管线探查精度的主要因素。对于人的因素可通过加强培训力度，严格作业程序，编写作业细则，统一规范作业方法，采取传帮带，实现一对一的模式进行帮扶，并要求作业人员平时工作中勤总结，加强相互交流的办法来提高人员技能。对于一般性的机具因素，比如明显管线调查中使用的钢尺、L尺可通过对其鉴定或检校，使其达到精度要求；对于隐蔽管线调查中使用的探测仪、探地雷达仪器则需要进行仪器一致性、稳定性试验，还要进行方法试验。

2.调查精度控制

明显管线点采用的是开井直接调查的方法，影响该精度的主要是人的因素，其次是丈量工具，可通过加强人员技能培训、对所使用的器具进行检校来提高精度。此外在实际调查中，还通过强调作业细则比如：是否采用平尺进行埋深数据的读取、量取井深位置是否正确、管块的埋深是否测至中间管顶等进行过程控制，从而保证了明显管线点的探查精度。

3.探查精度控制

隐蔽管线点由于无法直接调查，需借助探测仪、地质雷达等先进仪器进行探查。在探查之前，由于探测仪器本身存在的某种不足，则需要进行探测仪一致性对比试验，通过在测区内地球物理条件不同的地区及不同种类的已知的管线进行探查方法试验，找到探测时仪器常用工作频率和功率、最短收发距、最佳收发距及确定定深修正系数等参数。一般要采取多种方法比对定深，在能准确定深的位置进行探测验证，以确定是否需要加埋深和平面位置的改正系数，必要时采用开挖验证，以保证找到适合本地区各种不同管线的探查方法。

六、结束语

通过对城市地下管线探测理论和实践的相关研究，我们可以发现，在该项工作进展中，要格外注重对其精度的控制与掌握，以获得更为准确的探测结果，有关人员应该以地下管线的客观实际为依据，进行科学合理的探测实践工作。