地下管线普查项目中管线仪探测方法的研究

地下管线普查项目中管线仪探测方法的研究

林茂

海南鑫尚德工程技术有限公司 海南省海口市 571100

摘要：在现代城市规划建设中综合地下管线图测量是一项基础性工作，也是其它工程建设的重要基础。近年来，伴随着我国城镇化率的逐步提升，我国城市建设的规模逐步扩大，城市综合地下管线测量的难度正在逐步提升。本文以某城市地下管线普查项目为例，采用AP－1和ＲD8000两种主流的管线探测仪对不同管线探测的最佳信号施加方式、最佳频率、最小收发距、最佳收发距等技术指标进行试验研究，确定测区内不同管线、不同材质的探测方法，为地下管线普查项目中管线探测仪的使用提供借鉴和经验。

关键词：地下管线;管线探测仪;探测方法

引言

地下管线在城市建设中属于重要组成部分，保证地下管线合理布局，能够为城市居民提供更坚实的生活保障，并有助于促进城市进一步发展。而要保证城市地下管线合理布局，就要在管线设计及建设期间合理应用管线探测技术，以更精确、充分地掌握复杂条件下的城市地下管线分布深度与位置，便于后期管理与维护。所以，有必要深入探索复杂条件下城市地下管线探测技术的优势及其应用。

1地下管线探测技术的优势

地下管线探测工作开展中，主要是利用发射机发出电磁波，并结合多种发射方式把信号顺利地传送至被探测的目标金属管线上，而在金属管线顺利接收信号后，会在表面产生电流，相应电流继续顺金属管线实现传播。在电流传播期间，金属管线会发射出电磁波，进而传向地面，而在地面探测信号传递到地下管线探测仪器后，地下金属管线上方地面会接收相应电磁波信号，同步通过信号分析以明确目标金属管线具体方向与位置。在我国城市化进程持续推进过程中，城市地下管线布局越来越复杂，而高效、准确地展开管线探测工作，能够更精准、全面地掌握地下管线分布情况。

2研究内容

2.1收发距的选择

最小收发距的确定应在无地下管线、无干扰正常地电的条件下进行试验，分别选用固定的发射功率和工作频率，采用感应法来测定不同间距下的接收机信号。试验时设定距离发射机5．0m处为起点，调节接收机增益使读数至100或接近100，每隔2．0m读一次数，获取在不同收发距处的接收机信号强度值。根据现场试验，AP－1探测仪的发射功率设置为80kHz，发现在距离发射机19m以外远的距离，接收机信号趋于平稳，得出在正常发射功率的情况下，AP－1探测仪最小收发距为20m，最佳收发距一般在20—35m之间，如图1所示。

ＲD8000探测仪的发射功率设置为33kHz，在距离发射机15m以外远的距离，接收机信号反应均趋于平稳，且没有明显差别，得出在正常发射功率的情况下，ＲD8000探测仪采用感应法最小收发距为15m，最佳收发距应选择在15—30m之间，如图2所示。

2.2工作频率的选择

AP－1和ＲD8000探测仪工作频率各不相同，其中:AP－1频率主要有9．5kHz、38kHz、80kHz;RD8000频率主要有640Hz、8kHz、33kHz、65kHz、83kHz、131kHz、200kHz。不同的工作频率对管线探测结果有一定影响。试验时为尽量减少干扰，准确获取对比结果，采用直连法，以金属管道来进行测试。分别采用两种仪器使用不同的工作频率施加天燃气管道上，管道信息为:管径DN325，钢材质，埋深1.39m，探测距离50m。采用不同的频率，在管道中心线开始往两侧每隔0.2m测量一次，记录信号强度，根据实验结果，得到两种仪器在不同频率下工作的信号强度，如图3、图4所示。

1)以金属管道试验结果进行分析:(1)采用直连法时，选用不同的工作频率对定位定深影响不大，只是信号强度略有不同。其中AP－1探测仪38kHz信号最强，9.5kHz次之，80kHz最弱;ＲD8000探测仪8kHz信号最强，依次为33kHz、65kHz、83kHz，200kHz信号最弱。(2)采用感应法时，不同频率测深有一定差异，其中选用33kHz、38kHz或65kHz以上高频时，测深与管线实际深度接近，而选用9.5kHZ、8kHz时仪器测深偏深、偏差较大。

2)电缆类管线通常以管组埋设且含多根电缆，选用不同频率，相互间感应耦合作用效果也不同，选用低频8kHz或33kHz时，相互间耦合弱，测定深度与管线实际深度基本相符;选用高频时，如65kHz、83kHz、131kHz、200kHz易产生耦合作用，不能真实反映施加信号电缆的深度。

2.3信号激发方式的选择

实际作业时，可以采用直连法、感应法和夹钳法对目标管线施加信号，但是不同的信号激发方式应用的场合需求也有区别。试验时选择了有代表性的10个管线点，其中电力3个，天然气1个，给水3个，通信3个。这些管线点均为管线无弯曲、变径、变深、分支、周围无交叉管线等，且管径、平面位置和埋深已知。采用不同仪器对同一管线点采用相同的方法进行探测，要求不同仪器的发射机与接收机的位置不变，其距离尽量达到最佳收发距，以确保一次场的干扰降到最小。两类仪器(AP－1探测仪1台，ＲD－8000探测仪3台)对10个管线点探测后与已知平面位置和埋深值进行比对得出的差值结果，见表1、表2。

从测试结果可以看出，各台仪器采用适当的信号激发方式及合适的频率的情况下，测定管线平面位置及埋深接近真值，且波动范围较小，平面定位误差、定深误差满足《城市地下管线探测技术规程:CJJ61－2017》的要求。对于无干扰的单一金属管道，采用直连法和感应法均可取得良好探测效果，但是在管线复杂的情况下，宜采用直接连接法探测，以减弱旁侧管线的干扰，在无出露点的情况下，采用感应法探测。对于电缆类管线，由于其管线的特殊性，只能采用夹钳法、感应法探测，但是由于同一管组中的电缆条数及位置分布不同，因此，在实际工作中感应法受到的干扰较大，不宜采用。

3研究结论

1)感应法探测时，AP－1探测仪收发距应大于20m，ＲD8000探测仪收发距应大于15m。2)对金属管道而言，宜采用直接连接法探测，接收信号强而稳定;工作频率对定位、定深影响不大，AP－1宜选用9.5kHz或38kHz，ＲD8000宜选用8kHz。采用感应法探测时，AP－1宜选用38kHz，ＲD8000宜选用33kHz。3)对电缆类激发方式应以夹钳法为主，对于单一电缆也可采用感应法探测，但对管组埋设且含有多根电缆时，不宜采用。探测时应用较低的工作频率33kHz或8kHz，而不宜选用65kHz、83kHz及以上更高频率。

结束语

本文某城市地下管线普查更新项目，论述了采用当前主流的两种管线探测仪在收发距的选择、工作频率的选择、信号激发方式的选择和定位、定深方法的选择方面的方法和试验结果，为某城市地下管线普查更新任务的顺利完成提供了有效的技术保障，为地下管线普查项目完成了相关的技术积累，对其他行业单位在地下管线普查项目中选择和应用管线探测仪具有指导和借鉴意义。

参考文献

［1］李芸，杨博．城市地下管线普查探测关键技术研究［J］．建筑知识，2017(14):56－57．

［2］张鹏杰，王璨，李通，等．探地雷达在地下管线普查中的应用［J］．北京测绘，2017，31(5):146－149．

［3］牛根良．地下管线探测中仪器一致性检验和方法试验［J］．勘察科学技术，2017(z1):225－226，230．