非開挖式管道探索技術(shù)

    隨著我國城市化建設(shè)的高速發(fā)展，被譽(yù)為城市“生命線”的地下管線發(fā)展也非常迅猛，但隨之而來
地下管線破壞事故也越來越多。地下管線日夜擔(dān)負(fù)著城市的水、電、信息和能量傳輸?shù)穆氊?zé)，如果我們?cè)诜情_挖施工時(shí)對(duì)其造成了損害，不但會(huì)對(duì)工程工期造成延誤，更會(huì)對(duì)城市居民的生活造成巨大影響，因此，非開挖施工前的地下管線探測(cè)工作顯得尤為重要。本文介紹了幾種傳統(tǒng)的地下管線探測(cè)方法，也對(duì)幾種近年才出現(xiàn)的，但現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)又相對(duì)不足的方法作了簡要介紹。

地下管線探測(cè)技術(shù)在我國起步較晚，從20世紀(jì)50年代起，國內(nèi)生產(chǎn)廠家和科研單位便開始研制地下管線探測(cè)儀器，但是，由于受到機(jī)械設(shè)備、電子器件等其他基礎(chǔ)工業(yè)技術(shù)力量薄弱的限制，所制得的探測(cè)儀器體積大、精度低、操作也不方便。這段時(shí)間的地下管線探測(cè)作業(yè)，基本使用人工開挖，管線探測(cè)儀器僅起到確定開挖點(diǎn)的作用。進(jìn)入80年代，我國基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展迅速，物探理論也取得了巨大進(jìn)步，基于物探的較先進(jìn)管線探測(cè)儀器開始應(yīng)用并批量生產(chǎn)。80年代以后，在市政部門、測(cè)繪部門、物探部門、國內(nèi)大中院校和科研院所的努力鉆研下，許多操作簡便、體積小、精度高的管線探測(cè)儀器被研制出來并被批量生產(chǎn)。這些技術(shù)的突破，使地下管線的探測(cè)技術(shù)取得了較快的發(fā)展。用探測(cè)方法代替開挖法是探管技術(shù)中一次突破性發(fā)展，既減少了開挖經(jīng)費(fèi)，加快了地下管線的測(cè)繪速度和周期，又保護(hù)了城市環(huán)境。地下管道探測(cè)技術(shù)在市政管理及單項(xiàng)

工程建設(shè)中的應(yīng)用不僅考驗(yàn)了～批儀器，而且培養(yǎng)了一批技術(shù)業(yè)務(wù)骨干，開辟了大面積推廣這項(xiàng)技術(shù)的路子。與此同時(shí)，為了統(tǒng)一全國地下管線探測(cè)工作，建設(shè)部于1993年編制了《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)范》『11(CJJ61-94)作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)和規(guī)范地下管線的探測(cè)工作。經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐，作業(yè)人員應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和電子計(jì)算技術(shù)，在探測(cè)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，提出了各種不同類型探管儀的探測(cè)方法和意見，也促進(jìn)了探測(cè)技術(shù)的發(fā)展和更新。

地下管線探測(cè)技術(shù)的分類

地下管線探測(cè)一般采用兩種方法：直接量測(cè)法和儀器探測(cè)法。直接量測(cè)法，即井中調(diào)查與開挖樣}同或簡易觸探相結(jié)合的方法，直接量測(cè)的主要對(duì)象是排水管、污水管、自來水及煤氣井中的閥門、水表、裸露管、管溝電纜、電信人井及手孔等，不需使用探測(cè)儀器，只要簡單的測(cè)量工具量讀準(zhǔn)確就可以了。由于此類技術(shù)比較簡單，本文對(duì)此不作詳細(xì)介紹。儀器探測(cè)法是儀器探測(cè)與井中調(diào)查相結(jié)合的一種地下管線探測(cè)方法。針對(duì)埋于地下肉眼見不到的金屬與非金屬管道、電信及電力電纜等管線，我們則必須借助先進(jìn)的方法技術(shù)與探測(cè)儀器，定位出目標(biāo)管線的平面位置及埋深。此類探測(cè)方法大多數(shù)是在地球物理探礦方法的基礎(chǔ)上延伸的。根據(jù)地下管線探測(cè)原理的不同分為兩類：無“源”管線的探測(cè)和有“源”管線的探測(cè)。下面就來說說無“源”管線的探測(cè)方法。

無“源”管線的探測(cè)

無“源”管線即管線本身不是輸送電信號(hào)、不在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的管線，此類管線只能通過工作者主動(dòng)探測(cè)。根據(jù)管線材質(zhì)類型的不同，探測(cè)方法又分為兩種類型：金屬管線的探測(cè)和非金屬管線的探測(cè)。

(1)金屬管線的探測(cè)

金屬管線的探測(cè)技術(shù)比較成熟，目前主要使用的是直接法和電磁感應(yīng)法進(jìn)行探測(cè)。

1)直接法

使用直接法探測(cè)時(shí)，在接地夾鉗周圍將探測(cè)儀發(fā)射機(jī)電纜線一端接地，另一端與待查的目標(biāo)管線的暴露點(diǎn)相連，并保持良好電性。打開發(fā)射機(jī)，選定頻率(一般為33kHz)，操作員手持探測(cè)儀接收機(jī)，保持與發(fā)射機(jī)相同的頻率，沿管道前進(jìn)方向左右搜索，根據(jù)接收機(jī)上顯示的目標(biāo)管線產(chǎn)生的磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度對(duì)目標(biāo)管線進(jìn)行追蹤和定位，并對(duì)需要測(cè)深的地方測(cè)出其深度。直接法對(duì)有暴露點(diǎn)的金屬管線十分有效，其特點(diǎn)是信號(hào)輸出強(qiáng)、抗干擾性強(qiáng)。

2)感應(yīng)法

感應(yīng)法是利用磁偶極源在地面上建立一個(gè)交變電磁場(chǎng)，地下金屬管線在一次場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流在管線中流動(dòng)，產(chǎn)生二次場(chǎng)，在地面上探測(cè)二次電磁異常，便可確定地下管線的空間分
布。對(duì)于直埋于地下的金屬管線(如自來水、煤氣、工業(yè)管道、電力及通信電纜等)，可以考慮利用這種方法。感應(yīng)法用途廣泛，既可以對(duì)沒有出露的，無法用直連法施加信號(hào)的管線進(jìn)行定位和進(jìn)行長距離連續(xù)追蹤，還可以在一個(gè)無障礙區(qū)域內(nèi)盲掃來確定有無管線存在。

(2)非金屬管線的探測(cè)

對(duì)非金屬管線的探測(cè)對(duì)一般可也可以通過直接法將其探測(cè)出，原理如上。對(duì)于較復(fù)雜的管道，則可以采用法地質(zhì)雷達(dá)、電磁感應(yīng)法、示蹤法、記標(biāo)標(biāo)識(shí)法等方法。

1)地質(zhì)雷達(dá)法

地質(zhì)雷達(dá)法(GPS法)是通過分析、利用地下管道與周圍介質(zhì)之間的物性差異來探測(cè)地下管線的。地質(zhì)雷達(dá)工作時(shí)，利用脈沖雷達(dá)系統(tǒng)，連續(xù)向地下發(fā)射脈沖寬度為幾毫米的視頻脈沖，然后接受從管壁
反射回來的電磁波脈沖信號(hào)。它是一種無損原位探測(cè)技術(shù)，可以在各種工程現(xiàn)場(chǎng)安全使用并具有良好的抗干擾能力，數(shù)據(jù)采集也方便快捷，效率較高 。它對(duì)金屬管線或非金屬管道都是有效的，但目前其價(jià)格比較昂貴，普及率較低，探測(cè)深度可達(dá)30—50M。

2)電磁感應(yīng)法
電磁感應(yīng)法是以地下管線與周圍介質(zhì)的導(dǎo)電性及導(dǎo)磁性差異為主要物性，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，觀測(cè)和研究電磁場(chǎng)空問與時(shí)間分布規(guī)律，從而達(dá)到尋找地下金屬管線或解決其他地質(zhì)問題的目的。它是
探測(cè)地下管線的主要方法，應(yīng)用電磁感應(yīng)探測(cè)地下管線的有方式多種，如：工頻法、電偶極感應(yīng)法、磁偶極感應(yīng)法、電磁法和夾鉗法。

3)示蹤法

示蹤法主要是對(duì)有管口的管道進(jìn)行探測(cè)。探測(cè)時(shí)，將一種安裝在鋼性軟桿上的發(fā)射探頭從井口推人被測(cè)的非金屬管道中，隨著發(fā)射探頭在管中向前移動(dòng)，我們就可以在地面上對(duì)其定位，并描繪出管
線鋪設(shè)的軌跡。根據(jù)儀器的不同，發(fā)射探頭的深度測(cè)量可以在接收機(jī)上直接讀取，沒有讀取功能的儀器，我們也可以通過公式進(jìn)行計(jì)算，但要考慮到探頭位置是在管底，對(duì)計(jì)算的結(jié)果需要進(jìn)行修正。此種方法對(duì)自來水管、污水管等管道進(jìn)行探測(cè)時(shí)，由于探頭所在環(huán)境惡劣和受管道輸送物質(zhì)干擾強(qiáng)等因素的干擾，測(cè)量相對(duì)困難。

4)記標(biāo)標(biāo)識(shí)法

記標(biāo)是一種管線標(biāo)識(shí)設(shè)備，由記標(biāo)和記標(biāo)探知器兩部分組成。其工作原理是：在管線鋪設(shè)初期預(yù)埋
記標(biāo)，探測(cè)時(shí)由記標(biāo)探知器向地下發(fā)射特定頻率的電磁波信號(hào)，當(dāng)記標(biāo)收到該信號(hào)時(shí)，記標(biāo)會(huì)在電磁波激發(fā)下產(chǎn)生同頻二次磁場(chǎng)，記標(biāo)探知器接收到該磁場(chǎng)便獲取記標(biāo)的位置。此種方法在鋪設(shè)地下管線的同時(shí)，需要將記標(biāo)埋設(shè)于管線的關(guān)鍵部位，如彎頭、接頭、分支點(diǎn)、維修點(diǎn)以及今后需要查找的部件等部位的上方，對(duì)于探測(cè)城市中已埋設(shè)的非金屬管線，此方法無法使用。