浅谈城市地下管线测量技术和方法
发表时间：2018-05-25T14:38:13.020Z 来源：《防护工程》2018年第2期作者：马生君樊文柱
[导读] 长期以来，由于历史和现实的种种原因致使地下管线管理滞后于城市的发展，各类地下管线档案资料和信息管理混乱，损失巨大。陕西工程勘察研究院有限公司西安 710068
摘要：城市地下管线管理、并以富士PL960型管线探测仪为例，探讨了该型号仪器在生产实践中的应用，结合工程项目，研究现场探测、探测方法、质量检查等作业流程、方案设计要求和工序过程管理，成果检验。
关键词：管线探测仪、探测方法
1、引言
城市地下管线是城市基础设施的重要组成部分，其日夜担负着传递信息和输送能量的工作，是城市赖以生存和发展的重要物质基础，被称为城市的生命线。长期以来，由于历史和现实的种种原因致使地下管线管理滞后于城市的发展，各类地下管线档案资料和信息管理混乱，损失巨大。
2、地下管线探测的基本程序和一般要求
城市地下管线探测的对象是：已埋设并尚未进行竣工测量以及情况不明的各种地下管线，其探测的任务是：查明地下管线的平面位置、高程、埋深、走向、规格、性质、敷设年代、产权单位并绘制成地下管线平面图、断面图。
2.1地下管线探测的基本程序是：
接受任务、收集资料、现场踏勘、仪器检验、探查方法试验，技术设计、实地调查、仪器探查、地下管线点测量、技术总结、成果验收。
2.2地下管线探测的一般要求：
(1)、坐标系统选择：地下管线探测资料应于规划、设计部门使用的有关基础资料相衔接，因此必须与相应基础资料所采用的坐标系统相一致。
(2)、地下管线图比例尺的选择：施工场地管线探测，选用比例尺为1:200～1:1000.
2.3探测精度：
地下管线探测主要包括实地探查、管线点测量和管线图编绘三个阶段，因此，探测精度分为：隐蔽管线点探查精度、管线点测量精度和管线图的精度。
(1)、隐蔽管线点的探查精度，是指通过仪器探查实地设置的管线点与实地管线位置之间的误差，包括平面位置与埋深的误差，以限差衡量。平面位置限差：0.10h；埋深限差：0.15h。
(2)、管线点的测量精度：平面中误差不得大于±5cm，高程测量中误差不得大于±3cm。
(3)、地下管线图的测绘精度：地下管线与邻近的建筑物、相邻管线以及规划道路中心线的间距中误差不得大于图上±0.5mm。
3、地下管线探测仪与探测技术和方法：
应用探测仪的技术方法应遵循如下原则：1)、从已知到未知；2)、从简单到复杂；3)、方法有效、快捷、轻便。
3.1、仪器设备介绍和性能参数：
日本的PL-960“金属管线和电缆测位器”是集三种主动频率探测及自然波法探测技术于一体的探测供水、煤气等各种地下金属管道的埋设位置、方向及深度的新型仪器，无论管道的口径大小、距离长短，还是错综复杂的混合管网，均有准确的探测能力，工作效率明显提高。
3.2、探查技术与方法
频率域电磁法应用于地下管线探查，其工作方法根据场源性质可分为被动源法和主动源法。主动源法中又可分为直接法、夹钳法、感应法、示踪法和电磁波法。被动源有两种方法：工频法和甚低频法。
(1)、工频法：是指利用载流电缆所载有的50～60Hz工频信号及工业游散电流在电缆中工频电流或金属管线中的感应电流所产生的电磁场进行管线探查的方法。该方法无需建立人工场，方法简便，成本低，工作效率高，但分辨率不高，精度较低。
(2)、甚低频法：利用甚低频无线电台所发射的无线电信号，在金属管线中感应的电流所产生的电磁场进行探测的方法。该方法简便，成本低，工作频率高。
3.3、定位和测深方法
无论采用直接法或感应法来传递发射机的交变电磁场，均会使地下金属管线被激发产生交变的电磁场，被高灵敏的接收机接收，根据接收机所测得的电磁场分量变化特点，对探查的地下管线进行定位和测深。
3.3.1、定位方法：
利用管线仪定位时，可采用极大值法或极小值法。极大值法，即用管线仪两垂直线圈测定水平分量之差⊿HX的极大值位置定位；当管线仪不能观测⊿HX时宜采用水平分量HX极大值位置定位。极小值法，即采用水平线圈测定垂直分量Hz的极小值位置定位。
3.3.2、测深方法：
用管线仪测深的方法较多，主要有特征点法、直读法，探查过程中宜多种方法综合应用，选择合适的测深方法。
(1)、特征点法：利用垂直管线走向的剖面，测得的管线异常曲线峰值两侧某一百分比值处两点之间的距离与管线埋深之间的关系，来确定地下管线埋深的方法。一般有⊿HX70％法、50％法(半极值法)
(2)、直读法：这种方法简便，但由于管线周围介质的电性不同，可能影响直读埋深的数据，因此应在不同地段、不同已知管线上方，通过方法试验，确定测深修正系数，进行深度校正，测深时应保持接收天线垂直，提高测深精确度。
3.3.3、地下管线搜索与特征点探查方法
探查地下管线应依照地下管线探查基本程序，通过方法试验确定相关参数。在此基础上，针对不同的管线种类及地电条件，选择简便有效的探查方法，在地下管线探测中应遵循“从已知到未知、从简单到复杂、方法简便有效和复杂条件下采用综合方法”等原则。
(1)、平行搜索法：发射机发射线圈呈水平偶极子发射状态直立放置，发射机与接收机之间保持适当的距离，两者对准成一直线，同时向同一方向前进。接收线圈与路线方向垂直，使其避开直接来自发射机的信号。当前进路线地下存在金属管线时，发射机产生的一次场会使该金属管线感应出二次电磁场，接收机收到二次场便发出信号或根据仪器电表中的指示确定地下管线存在位置。
特征点的探查方法：
(1)、拐点的探查：拐点亦为管线的折转点，当用接收机沿管线追踪时，在拐点处接收机沿接收的信号急剧下降，这时重新回到信号的下降处，调整接收灵敏度以该点为圆心，作圆形搜索，便可发现管线走向，确定拐点的位置。
(2)、三通点的探查：在追踪管线时若遇三通探测信号会有明显的衰减，此时可提高接收机增益，退回几米，作环形探测，就可找到其位置。
4、管线探查的质量控制：
地下管线探查是整个地下管线探测工作的基础，加上地下管线的隐蔽、不可见特点，地下管线探查的质量控制工作显得尤为重要。在实施过程中，应采取有效的质量保证措施和检验方法，确保探查成果的精度和可靠性。
4.1过程检查：
(1)、自检包括仪器的重复探查，也要布置一定数量的开挖检验点。
(2)、检查点的布点原则要考虑到各类管线，空间分布大致均匀，总体控制。重点要放在探查中的疑难地段。
(3)、要把开挖点主要放在观测信号不好或干扰严重的疑难管线上，使开挖验证成为解决疑难问题的重要手段。
4.2、质量检验：
质量检验是在过程控制的前提下验证成果质量的重要环节，包括属性检验和精度检验。为了保证探查结果的精度和质量，要采取相应的检验方法对探查结果做出质量评价。
(1)、管线属性检验：地下管线探查最终检验时，要在明显管线点处检查核实管线点的属性调查结果
(2)、仪器重复探查：重复探查是对探查质量检验的重要方法之一，主要检验数学精度。重复探查量不少于全工作区域探查总点数的5%。
(3)、开挖验证与评价：对于地下管线探查结果的质量或准确程度检验，开挖验证是最直接和最有效的方法。
5、结束语：
通过对地下管线探查工作的实践，得出如下建议和结论：
(1)、地下管线探查前，要认真分析和研究以往的管线资料，深入实地调查访问，制定切实可行的计划方案。
(2)、选用合适的探测设备，探测速度快、操作简便、精度高，对周围环境适应性强。
参考文献
[1]周凤林.城市地下管线探测技术手册[D].北京：中国建筑工业出版社，1998.
