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地下管線探測重點與難點分析
地下管線探測有很多復(fù)雜和難點，因為管線的材質(zhì)不同，所以有不同的探測方法及難點，本文就地下管線探測重點與難點分析，希望能給業(yè)內(nèi)人事以借鑒。
[關(guān)鍵詞]探測重點；探測難點
1 不同管線探測
(1)非金屬管線(砼、UPVC 等)。管線探測過程中，往往會遇到非金屬(UPVC、砼等)管線及相鄰較近且走向一致的地下管線埋設(shè)方式，由于目前的地下管線探測儀是利用金屬管線對電磁波產(chǎn)生感應(yīng)的物理特性而獲取信號異常值的辦法確定管線的位置和深度的，因此，對于非金屬(UPVC、砼等)管線不能感應(yīng)電磁場，是目前地下管線探測過程中存在的一個重點難點。
(2)平行敷設(shè)的管線。由于相鄰平行的金屬管線對電磁場感應(yīng)產(chǎn)生互感現(xiàn)象且產(chǎn)生疊加信號異常，因此，相鄰平行的管線探測也是地下管線探測過程中存在的另一個重點難點。
(3)非開挖敷設(shè)的管線。隨著城市道路負(fù)載力不斷加大以及近年來非開挖技術(shù)的發(fā)展，管線鋪設(shè)采用非開挖方式敷設(shè)得到大量運用。由于非開挖敷設(shè)的管線一般較深且無管線出露點，采用常規(guī)管線探測方法難以實施，直接影響了探測精度，甚至無法進(jìn)行探測，是當(dāng)前管線探測工作中的重要難點。
2 地下管線探測重點與難點的技術(shù)解決措施
隨著建筑科技水平的不斷發(fā)展，PE、PVC、混凝土等非金屬管線在市政建設(shè)中越來越多的得到應(yīng)用，非金屬管線的探測也逐漸成為管線管理部門和管線探測單位的一大難題，而解決這個問題目前比較有效的探測方法就是：人工開挖及利用地質(zhì)雷達(dá)及高密度電阻率法進(jìn)行管線探查。人工開挖由于現(xiàn)場的地形條件所限，可能不具備開挖條件，這就要求采用地質(zhì)雷達(dá)及其它方法。
2.1 加拿大pulse EKKO 100A 地質(zhì)雷達(dá)的工作原理和相關(guān)介質(zhì)參數(shù)
(1)工作原理：探地雷達(dá)(Ground Penetrating Radar，簡稱GPR)是利用超高頻短脈沖電磁波在介質(zhì)中傳播時其路徑、電磁波強(qiáng)度與波形隨通過介質(zhì)的電性差異和幾何形態(tài)的不同而變化的特征，根據(jù)接收到地下介質(zhì)身射電磁波的旅行時間(雙程走時)、幅度與頻率資料來判斷管線的深度、位置和估算管線直徑的一種地球物理方法。當(dāng)管線方向已知時，測線垂直管線長軸。沿測線發(fā)射和接收電磁波。如下圖，最終得到雷達(dá)探測實時剖面圖，地下管線反射波在實時剖面上形成拋物線態(tài)圖形。拋物線頂點橫向坐標(biāo)值是管線中心軸線測量起始點的水平距離，拋物線頂點豎向坐標(biāo)值為管線上表面距測量表面的深度值。
(2)相關(guān)介質(zhì)技術(shù)參數(shù)：
(3)探查方法：對某一地下管線進(jìn)行探查時，首先應(yīng)在現(xiàn)場確定好坐標(biāo)，坐標(biāo)原點最好選在永久性標(biāo)識點上，以備日后復(fù)查校驗。測線最好布置成網(wǎng)格狀。
(4)管線深度和水平位置的確定:管線的深度可從雷達(dá)剖面圖上直接讀取，探地雷達(dá)系統(tǒng)自動把時間域轉(zhuǎn)換成空間域。電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度是不一樣的，在確定管線深度之前，最好在測量區(qū)域內(nèi)找一條已知管線進(jìn)行傳播速度測試。管線的水平位置可由測量輪精確測得，而且探地雷達(dá)具有現(xiàn)場回拉定位功能，當(dāng)屏幕上顯示出管線波形時(天線拖動方向與管線方向垂直時，典型波形反應(yīng)為拋物線)，可將天線回拉，屏幕上將出現(xiàn)一個光標(biāo)，隨著天線的回拉，光標(biāo)在雷達(dá)剖面圖上移動，當(dāng)光標(biāo)移動，當(dāng)光標(biāo)移到拋物線頂點時，天線的中心位置對應(yīng)的就是該管線軸心的平面位置。
2.2 非金屬管線探測儀探測法(NPL-100|非金屬管線測位器)
非金屬管線探測儀主要由震蕩器(發(fā)射機(jī))、震動器、接收機(jī)、探頭、放大器、耳機(jī)等部分組成，一般適用于內(nèi)部流體為液態(tài)，帶壓力的非金屬管道。其工作原理是聲波原理，利用聲音在管道及其內(nèi)部液體的傳播特性來探測管道位置。由于震蕩器的發(fā)射機(jī)要與管線直接相連，所以非金屬管線探測儀使用場所必須有管道設(shè)施的暴露點，像供水、排水、燃?xì)夤芫€，震蕩器可以與水表、消防栓、閥門等管件聯(lián)接.非金屬管線探測儀只能對管道進(jìn)行平面定位，不能測定埋深;由于聲波的衰減特性，儀器最適用于小口徑管道的探測;另外對于埋設(shè)太深的管道探測難度較大。
2.3 導(dǎo)向儀探測法
針對一些電力、通訊類空管管線、非開挖管線，包括未使用的非開挖燃?xì)狻⒆詠硭?、雨污水管線，可采用導(dǎo)向儀探測法定位、定深，其原理是利用放置金屬探頭在管內(nèi)，利用外力沿管內(nèi)慢慢移動，通過地面導(dǎo)向管線儀(亦可采用RD8000 型接收機(jī))進(jìn)行信號接受，每移動約5 米距離進(jìn)行定位并測深。此種方法我單位在蘇州軌道交通管線探測施工中、福州市內(nèi)所有非開挖管線探測的施工中，均獲得了較好的探測效果。
2.4 相鄰平行管線的探查技術(shù)
多條相鄰平行地下管線的探測問題，一下是地下管線探測的難題，由于相鄰管線走向一致，且相互間距較小，兩條管線對儀器發(fā)出的激發(fā)信號會產(chǎn)生互感現(xiàn)象，使儀器探測目標(biāo)管線所產(chǎn)生的異常值很難區(qū)分或者存在較大的偏差，因此管線探測人員經(jīng)常將相鄰平行的管線漏測或難以區(qū)分。根據(jù)電磁場理論及多年來的探測經(jīng)驗分析，在一定相對位置下，感應(yīng)工作頻率越高，相鄰平行管線相互感應(yīng)影響較大，因此，在此類管線探測中，應(yīng)選用低頻電磁感應(yīng)或直接連接法探測。
3 結(jié)語
通過上述敘述能夠知道管線探測的難點及解決方法，現(xiàn)在管線探測存在著一定的難點和困難，希望隨著科學(xué)技術(shù)在管線儀器中的不斷體現(xiàn)，相對困難的PVC，PE 等豐金屬和絕緣的管線探測能夠解決，能夠更準(zhǔn)確的探測管線數(shù)據(jù)。
[關(guān)鍵詞]探測重點；探測難點
1 不同管線探測
(1)非金屬管線(砼、UPVC 等)。管線探測過程中，往往會遇到非金屬(UPVC、砼等)管線及相鄰較近且走向一致的地下管線埋設(shè)方式，由于目前的地下管線探測儀是利用金屬管線對電磁波產(chǎn)生感應(yīng)的物理特性而獲取信號異常值的辦法確定管線的位置和深度的，因此，對于非金屬(UPVC、砼等)管線不能感應(yīng)電磁場，是目前地下管線探測過程中存在的一個重點難點。
(2)平行敷設(shè)的管線。由于相鄰平行的金屬管線對電磁場感應(yīng)產(chǎn)生互感現(xiàn)象且產(chǎn)生疊加信號異常，因此，相鄰平行的管線探測也是地下管線探測過程中存在的另一個重點難點。
(3)非開挖敷設(shè)的管線。隨著城市道路負(fù)載力不斷加大以及近年來非開挖技術(shù)的發(fā)展，管線鋪設(shè)采用非開挖方式敷設(shè)得到大量運用。由于非開挖敷設(shè)的管線一般較深且無管線出露點，采用常規(guī)管線探測方法難以實施，直接影響了探測精度，甚至無法進(jìn)行探測，是當(dāng)前管線探測工作中的重要難點。
2 地下管線探測重點與難點的技術(shù)解決措施
隨著建筑科技水平的不斷發(fā)展，PE、PVC、混凝土等非金屬管線在市政建設(shè)中越來越多的得到應(yīng)用，非金屬管線的探測也逐漸成為管線管理部門和管線探測單位的一大難題，而解決這個問題目前比較有效的探測方法就是：人工開挖及利用地質(zhì)雷達(dá)及高密度電阻率法進(jìn)行管線探查。人工開挖由于現(xiàn)場的地形條件所限，可能不具備開挖條件，這就要求采用地質(zhì)雷達(dá)及其它方法。
2.1 加拿大pulse EKKO 100A 地質(zhì)雷達(dá)的工作原理和相關(guān)介質(zhì)參數(shù)
(1)工作原理：探地雷達(dá)(Ground Penetrating Radar，簡稱GPR)是利用超高頻短脈沖電磁波在介質(zhì)中傳播時其路徑、電磁波強(qiáng)度與波形隨通過介質(zhì)的電性差異和幾何形態(tài)的不同而變化的特征，根據(jù)接收到地下介質(zhì)身射電磁波的旅行時間(雙程走時)、幅度與頻率資料來判斷管線的深度、位置和估算管線直徑的一種地球物理方法。當(dāng)管線方向已知時，測線垂直管線長軸。沿測線發(fā)射和接收電磁波。如下圖，最終得到雷達(dá)探測實時剖面圖，地下管線反射波在實時剖面上形成拋物線態(tài)圖形。拋物線頂點橫向坐標(biāo)值是管線中心軸線測量起始點的水平距離，拋物線頂點豎向坐標(biāo)值為管線上表面距測量表面的深度值。
(3)探查方法：對某一地下管線進(jìn)行探查時，首先應(yīng)在現(xiàn)場確定好坐標(biāo)，坐標(biāo)原點最好選在永久性標(biāo)識點上，以備日后復(fù)查校驗。測線最好布置成網(wǎng)格狀。
(4)管線深度和水平位置的確定:管線的深度可從雷達(dá)剖面圖上直接讀取，探地雷達(dá)系統(tǒng)自動把時間域轉(zhuǎn)換成空間域。電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度是不一樣的，在確定管線深度之前，最好在測量區(qū)域內(nèi)找一條已知管線進(jìn)行傳播速度測試。管線的水平位置可由測量輪精確測得，而且探地雷達(dá)具有現(xiàn)場回拉定位功能，當(dāng)屏幕上顯示出管線波形時(天線拖動方向與管線方向垂直時，典型波形反應(yīng)為拋物線)，可將天線回拉，屏幕上將出現(xiàn)一個光標(biāo)，隨著天線的回拉，光標(biāo)在雷達(dá)剖面圖上移動，當(dāng)光標(biāo)移動，當(dāng)光標(biāo)移到拋物線頂點時，天線的中心位置對應(yīng)的就是該管線軸心的平面位置。
2.2 非金屬管線探測儀探測法(NPL-100|非金屬管線測位器)
非金屬管線探測儀主要由震蕩器(發(fā)射機(jī))、震動器、接收機(jī)、探頭、放大器、耳機(jī)等部分組成，一般適用于內(nèi)部流體為液態(tài)，帶壓力的非金屬管道。其工作原理是聲波原理，利用聲音在管道及其內(nèi)部液體的傳播特性來探測管道位置。由于震蕩器的發(fā)射機(jī)要與管線直接相連，所以非金屬管線探測儀使用場所必須有管道設(shè)施的暴露點，像供水、排水、燃?xì)夤芫€，震蕩器可以與水表、消防栓、閥門等管件聯(lián)接.非金屬管線探測儀只能對管道進(jìn)行平面定位，不能測定埋深;由于聲波的衰減特性，儀器最適用于小口徑管道的探測;另外對于埋設(shè)太深的管道探測難度較大。
2.3 導(dǎo)向儀探測法
針對一些電力、通訊類空管管線、非開挖管線，包括未使用的非開挖燃?xì)狻⒆詠硭?、雨污水管線，可采用導(dǎo)向儀探測法定位、定深，其原理是利用放置金屬探頭在管內(nèi)，利用外力沿管內(nèi)慢慢移動，通過地面導(dǎo)向管線儀(亦可采用RD8000 型接收機(jī))進(jìn)行信號接受，每移動約5 米距離進(jìn)行定位并測深。此種方法我單位在蘇州軌道交通管線探測施工中、福州市內(nèi)所有非開挖管線探測的施工中，均獲得了較好的探測效果。
2.4 相鄰平行管線的探查技術(shù)
多條相鄰平行地下管線的探測問題，一下是地下管線探測的難題，由于相鄰管線走向一致，且相互間距較小，兩條管線對儀器發(fā)出的激發(fā)信號會產(chǎn)生互感現(xiàn)象，使儀器探測目標(biāo)管線所產(chǎn)生的異常值很難區(qū)分或者存在較大的偏差，因此管線探測人員經(jīng)常將相鄰平行的管線漏測或難以區(qū)分。根據(jù)電磁場理論及多年來的探測經(jīng)驗分析，在一定相對位置下，感應(yīng)工作頻率越高，相鄰平行管線相互感應(yīng)影響較大，因此，在此類管線探測中，應(yīng)選用低頻電磁感應(yīng)或直接連接法探測。
3 結(jié)語
通過上述敘述能夠知道管線探測的難點及解決方法，現(xiàn)在管線探測存在著一定的難點和困難，希望隨著科學(xué)技術(shù)在管線儀器中的不斷體現(xiàn)，相對困難的PVC，PE 等豐金屬和絕緣的管線探測能夠解決，能夠更準(zhǔn)確的探測管線數(shù)據(jù)。
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