郭小童

海南有色工程勘察设计院 海南海口 570000

当前地下管网系统错综复杂、种类繁多、材质及埋设方式各异，加上管线数据库数据不全和施工不规范等因素，都给地下管线探测工作增加了诸多麻烦和挑战。当下，各部门对地下管线探测的技术要求不断增多，如何在现有探测设备和探测方法的基础上，结合实地条件，提高地下管线探测效率和探测精度，正是本文的出发点。

1 探测区域概况

项目地点位于陵水县椰林镇某路段，测区长1km 宽20m，内有一现状水泥道路，长1km，宽约8m，经现场初步勘察，共有雨水、污水、给水、电力、通讯及燃气6 种管线各1km，除去路宽，左右各6m 为路边线至两边房屋滴水檐的距离，内有硬化地、草地、空地等地类，地下管线情况未知。现对该路段进行综合整治，需探明地下管线埋深、位置、走向、材质、管径、流向等信息[1]。

现场初步勘察情况：雨污水检查井和雨水篦子分列道路两侧，相邻两检查井之间间隔25-30m，部分检查井因车辆长期碾压导致变形，且存在检查井井盖标识与实际用途不符的情况；通讯管线中，移动、联通、电信检查井交错并行，且中间参杂弱电管线，杂乱无章，同样存在检查井井盖标识与实际用途不符的情况，道路边线往外2m 处，每隔50m 设有一个战备光缆标，未发现有检查井；道路右侧有一电力井沟，每隔30m 左右铺设3 个20cm 厚的水泥盖板，据电网公司工作人员介绍，是一条35kV 的高压管线；道路左侧有燃气管道地标，仅发现一个检查井；给水检查井在1km 路线中仅分布有6 个，要探明走向及埋深情况，难度很大。

2 探测方法与应用

2.1 雨污水管线

雨污水管线探测多属于明显管线点的探测，位于检查井下，开盖后管线材质、走向、流向等信息一目了然，无需用到管线探测仪，检查井距离分布均匀，方向明确，也无需用到地质雷达，只需结合带标尺的花杆、钢尺或测距仪测量管底内径埋深及管径，并探明其分支情况，是雨水管线的，要探明与雨水篦子的连接情况（个别测区存在雨污合流的情况，故不能单纯的通过雨水篦子和井盖标识来判断雨污管线），同样要测量管径和埋深。在该测区，污水管线的分支由各个居民楼接出，属于隐蔽管线点，其连接的方位角度不易查明，但应尽量判断准确。

雨污水管线的探测，开盖工具的选择是重点，如该测区中因车辆长期碾压导致变形的井盖，使用钩子、锄头等常规工具无法奏效，可以采用千斤顶与铁棍做杠杆配合大榔头敲击的方法，或是购买网红神器井盖起拔器、甚至可能还需要用上较大一些的工具，如轻便型井盖液压开盖器。开盖工具各有千秋，应结合周边环境优选，这里不一一赘述[2]。

2.2 电力管线

电力管线分高压和低压，材质为铜或钢芯铝绞线，可采用最常规的电磁法探测。该测区管线探测使用的是美国里奇地下管线探测仪（RIDGID），其主要原理是采用电磁法探测地下管线，即利用管线内部产生的电流在周边空间产生频率一致的交变类电磁场，然后通过管线探测仪对电磁场进行观测。电磁法根据工作方式不同，分为被动源法和主动源法，简单来说，就是是否使用发射器主动为目标管线通电通磁从而产生电磁场的区别。因电力管线会自动在其内部系统中产生电流，所以探测高压管线应采用最直接简单的被动源法，即无需借助发射器，直接使用探测仪（接收机）进行探测，根据拟探管线与其埋设环境的电性差异越大则探测效果越好的特性，在高压管线探测时，接收信号更为稳定强烈，特别是没有通讯或其他电力管线干扰的情况下。

由于低压管线信号较弱，又与通讯管线并行，干扰较大（如图1 所示，接收到的信号偏离箭头指向较大），需采用主动源法中的夹钳法，将特制的环形夹钳套在目标金属管线上，夹钳另一端连通发射器（如图2 所示），开启发射器，将发射器频率和探测仪频率调成一致，里奇探测仪提供1Hz、8Hz、33Hz、128Hz 等多种频率，因周边环境和电力不同使用功能等因素，需调整频率直至探测信号稳定清晰，经多次实地验证，33Hz 为普遍适用频率。其工作原理是通过夹钳产生的谐变磁场直接耦合到目标管线上，使其产生感应电流，然后用探测仪接收目标管线感应电流所产生的感应磁场[3]。在实地操作中，为避免信号干扰或减弱影响探测精度，探测仪宜在发射器30m 半径以外200m 半径以内实施探测。

图1 信号干扰示意图

2.3 通讯管线

通讯管线材质为铜或光纤，类似电力管线，可在内部自发产生电流，均可使用被动源法。该测区通讯管线中包含移动、联通、电信，以及没有检查井的战备光缆，由于多条通讯和弱电管线参杂，信号互相干扰，加上井盖标识有误，使用被动源法无法准确区分移动联通电信管线走向，这里同样要采用夹钳法逐条追踪。使用夹钳法的首要条件是有裸露可见的管线部分如检查井，所以此法并不适用于只有地面标志的地下战备光缆。

主动源法中的感应法，是通过发射器发射谐变电磁场，使目标金属管线产生感应电流，进而产生电磁场的方法。此方法无需与目标管线有接触，只需将发射器垂直放置于目标管线路线上，即相邻地面标志的连线，放置位置应尽量准确，探测仪和发射器的距离要求同夹钳法。

图2 夹钳法示意图

图3 直接法示意图

2.4 给水管线

给水管线材质多为铸铁、PVC 或PE，该区域中，主管为铸铁管，支线为PVC 管。铸铁材料不适用被动源法，首先尝试了感应法，但由于检查井间距过大，发射器位置无法准确放置，加上附近通讯电力管线的干扰，导致管线的探测出现了偏差，信号跟踪一段距离后与通讯管线交汇，但打开检查井并无发现给水管线，根据前后埋深判断，确定信号受到了干扰。最后采用了主动源法中的直接法，即直接给金属管线施加电流，进而产生磁场，再利用接收机接收的方法。需将钢钎打入附近土层至少10cm 以下，发射器放置在检查井附近，一端夹子夹住钢钎，另一端夹子吸附在沿着给水走向的铸铁上，发射器通电后即可产生电流（如图3 所示）。此法同样提供了多种探测频率，需逐一调试，直至信号最佳。

PVC 管及PE 管，一种合成塑料材质，管线内部无法自动产生电流，也无法主动施加电流，故不适用电磁法。目前，针对此类非金属管线，并没有特别有效的探测方法，地质雷达虽然具备非金属探测功能，但在该区域测试中，由于土层电阻率过低，发射信号到达一定深度后电磁波衰减严重，导致反射信号微弱无法辨别，故也不适用。该区域中PVC 管为通向居民楼的支线，大致方向能够确定，且现状道路与房屋之间是裸露的土层或草地，符合开挖条件。而单纯的开挖法耗时高，效率低。采用开挖和钎探相结合的方法，效率相对高很多。先对地表以下30cm 的土层进行开挖，此区域开挖相对容易，然后视具体情况决定是否继续开挖，当管线走向判断没有足够把握时，应加大开挖面，便于后面钎探工作开展。如开挖进度明显下降，则转为钎探，即将一根钢钎偏细的一端缓慢打入土层，底端不能太过尖锐，否则容易凿穿造成泄露。通过打入过程中感受手部的震动来判断钢钎是否触及管线外部，如到达参考深度还无法感知，则更换点位继续试探，直至找到为止。

2.5 燃气管线

燃气管线材质为钢管及复合材料，该区域中材质为钢管，管径30cm，由于易燃易爆的体质，禁止使用直接法探测，受管径大小限制，夹钳法也无法使用，而直接使用被动法易受附近管线干扰，一般采用感应法较为稳妥。如果是复合材料，且未在管底安置金属示踪线，又是在硬化面下，则只能采用地质雷达法进行探测。

2.6 不明情况的管线探测

路面以外边界以内的区域，应采用盲探的方法进行探测，盲探多使用被动源法，如有特殊要求，可结合发射器进行探测。

3 结语

地下管线探测重点无外乎探测精度的控制，探的出还要探的准，这就要求各个环节都要严谨。探测仪在开始作业前，应先对明显管线点进行探测，将探测深度与其他方法测得的深度进行比较，对探测深度误差进行常数改正，以提高探测精度。探测工艺方法要结合实地选择，必要时还应逐一进行测试[4]。

综上所述，电磁法在电力、通讯、给水及燃气等多种管线探测中均可应用，其探测方法直接，精度稳定可靠，适用范围广。需要注意的是，直接法要求探测目标附近有裸露地表，方可形成回路产生电流；夹钳法受环形夹钳半径限制，一般要求目标管线管径不超过15cm，但大部分情况下适用，只需注意避开探测仪与发射器相互干扰的区域；感应法简单适用，缺点是信号弱且精度低。地质雷达虽然是目前非金属管线行之有效的探测方法，但成本昂贵，且易受土层及周边环境影响，性价比不高。开挖和钎探技术水平较低，仅适用于后期精度验证，不建议推广[5]。