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城市地下管线探测方法研究

2020-04-28史相举

名城绘 2020年11期
关键词:探测仪电阻率高密度

史相举

摘要:现如今,随着社会经济的飞速发展,各大城市建设步伐不断加快,城市管理是一项综合、系统的工作,对城市发展起到了重要的促进作用,城市地下管线属于城市建设中的关键设施,在城市管理中显得尤为重要,各个城市都在积极推进地下管线信息化建设,地下管线探测技术也随之得到快速发展与应用。

关键词:城市;地下管线;探测方法

引言

城市地下管线就好比是城市的生命线,直接影响城市各项功能的具体实现,关乎城市居民的工作与生活,是城市正常运转的保障。在城市建设中,地下管线具体可分为给排水、热力、燃气、电力、通信、广播电视等多个类别,同时各类管线的埋设方式也存在较大差异,因此进行地下管线检测时,需要运用相应的探测技术。为了提高地下管线检测的工作效率,有必要围绕地下管线探测技术的具体运用展开深入研究,以期为实际的城市地下管线检测提供参考。

1城市地下管线探测方法

1.1电磁感应法

电磁法细分探测方法较多,电磁感应法应用较多,其中金属管线探测仪探测管线是当前应用最为广泛的一种方法,该技术较为成熟,仪器使用成本较低,对技术人员的使用技巧要求不高,可以很快进行生产作业,在目前国内各大城市管网建设蓬勃发展的形势下,对于管线探测人员的大量需要也为金属管线探测仪在国内各作业单位的铺开提供了先决条件。其主要原理是利用电磁感应以探测地下电缆和金属管线的精确走向、深度以及定位电缆的开路、短路及外皮故障点[2]。目前国内外开发的此类仪器种类较多,但基本构成都是发射机和接收机组成。探测过程由发射机产生电磁信号开始,通过不同的发射连接方式将信号传送到电缆和金属管线上,目标管线感应到电磁信号后,产生感应电流,感应电流沿着电缆和金属管线向远处传播,电生磁,产生电磁场信号,接收机通过接受这些电磁场信号,计算判别地下电缆和金属管线的位置、埋深和走向等。该方法技术成熟,不过在非金属管线(混凝土、PE、PVC等)的探测方面,应用受限,必须借助金属探头,放入管线内部,管线也需要贯通,操作过程比较费力,信号接收有时较差。基于管线探测仪,目前有配套的电子标识系统(EMS),开发出更高智能的电子电位仪,通过该系统,不仅对于管线的走向,埋深等有比较精确的探测,对于管线损坏和泄露等探测的敏感性也较高。

1.2电磁波法

电磁波法是通过脉冲雷达系统利用设备接连向城市的地下管线发出高频电磁波。电磁波在收到相对应的反射物质就会发生反射效应,接收天线在不断接收从地下管线反射出来的电磁波的情况下,通过计算机将所有地下雷达波的反射信息进行研究,并利用专用软件将电磁波反射信息进行处理。电磁波法极大的推进了城市地下管线探测技术的发展,帮助探测工作直接确定地下管线的埋藏深度与所处位置。但是此方法涉及到的设备使用费较高,并且容易受到周围环境的干扰,同时对被扫描区域的地下管线有着较为严苛的要求。因此,电磁波法主要应用于较为重要的管线的探测中,精准的解决重大疑难问题。

1.3高密度电法

高密度電法作为直流电法的一种,以其经济效益高,操作简单,覆盖面广,探测深度大,适应性强的特点,在城市地下不良地质体的探测方面应用较多,包括溶洞,断层,地层划分等。对于地下管线探测方面,该方法对于非金属管线有很好的成像效果,弥补了金属管线探测仪只能探测金属类管线的缺点,形成了很好的互补作用。其主要原理与常规的电阻率法基本一致,以各介质的导电性差异为探测基础、通过对地面电极施加电场,A、B电极向地下供应电流,然后在M、N极间电流传入地下,接受电流信号,通过对组合电极间的电位差ΔV进行测量,可求得该点(M、N之间)的视电阻率值,根据信号推断地下不同电阻率的地质体的分布。相对于常规电阻率法,高密度电法布置了较高密度的测点,只需将全部电极布置在一定间隔的测点上进行观测,各电极自由组合。高密度电测系统相较于传统电阻率法引入了自动控制理论,通过大规模集成电路控制电极自由组合,可以获取更全面直观的地下管网信息,方便对比研究。非金属管线(混凝土、PE、PVC等)与周边的土质有很好的电阻率差异,为高密度电法在管线探测中的应用提供了基础条件,只要地面情况允许,可以弥补金属管先探测仪不能探测非金属类管线的不足。

2城市地下管线探测的一些经验和建议

(1)首先结合资料并实地调查作业路段各类管线材质,根据磁场强度、探测方法、数据录入方便等原则确定管线探测顺序,先金属管线后非金属管线,先规则管线后无规则管线,先共线管线后支管线,先直线段简单管线后路口复杂管线。如某道路管线探测顺序可确定为路灯(电力)、煤气钢管、通信线(共线管线优先,编号先共线点后支管线点)、给水、煤气PE管、其他管线。(2)作业前不急于盲目探测,尽量沿路寻找并利用地下管线的明显露头,如钢管跨河、跨路进出地的露头、消火栓、煤气阴极保护测试桩等,使用直连方法;实在无法找到露头时,可在确定的管线位置开挖沟槽或样洞。(3)了解同方向各类管线的平面分布和埋深,将发射机靠近目标管线,以增强目标管线的磁场强度。如探测具有检查井的给水管线,一般应将发射机放置井内管线上。当煤气串扰其它管线时,发射机应偏向其它管线一侧,并采用压线法屏蔽。(4)熟悉各类地下管线的特征及其埋设方式,仔细观察、分析判断路面施工痕迹,注意找寻遗留的沟槽、指示桩、标点、喷涂等信息,向周边企业、居民了解管线施工情况。(5)学习地球物理学知识,掌握磁场分布特点和解析的方法,并在探查中灵活运用各种探测方法,相互验证。

3结语

对于城市建设与管理而言,地下管线检测是非常重要的,地下管线探测技术也具有极大的应用空间。随着科学技术的发展,各城市都在进行地下管线探测与管理的信息化建设,并成功组建了地下管线数据库,实现了对地下管线的动态监测。在城市管理工作中,最重要的是针对地下管线探测的综合应用进行深入分析与总结,并采取有效措施促进地下管线检测的优化与完善。

参考文献:

[1]刘长奇.地下管线探测在城市管理中的应用[J].商品与质量,2019(32):78.

[2]付洪雨.城市地下管线探测与管理技术的发展及应用[J].城市地理,2020(4):171-172.

[3]张巍伟,高聪.地下管线探测数据处理及可视化技术研究[J].工程技术研究,2020,5(19):85-86.

(作者单位:武汉市勘察设计有限公司)

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