深埋燃气管线探测结果验证技术研究

深埋燃气管线探测结果验证技术研究

郭雁军 苏瀚 傅士嘉

上海电力设计院有限公司

摘要：本文通过探测深埋燃气管线的项目，介绍了“井中电视”的视觉验证和“磁吸附”的触觉验证方法，证实了目标管线真实存在，并达到了管线探测零误差。

关键词：探测精度；井中电视；磁吸附；验证

0 引言

非开挖管线施工工艺的普及，导致地下管线探测的难度增大，虽然可以采用井中磁梯度、地震映像等精探技术探查地下管线，但是缺乏有效的探测结果验证手段。为施工服务的管线探测项目要求高精度、零误差，以保证施工安全。本文通过针对深埋燃气管线的专项探测项目，应用多种探测手段，并采用视觉和触觉验证的方法，验证了目标管线的准确位置。

1 项目概况

1.1 测区位置

深埋燃气管线位于某市采石河路北侧，自西向东下穿眉山河。通过燃气公司交底，实地为三道并行的非开挖的中压燃气管线，钢质金属材质，管径300mm，埋深约10m。河道东侧的燃气管线与拟建的南北向电力隧道有位置冲突，并且燃气管线无法搬迁，故需精确探查燃气管道的精确位置，为设计施工提供可靠的既有管线分布信息，以保证项目顺利进行。

图1  测区位置示意图

1.2 探测精度要求

按照管线探测规范的要求，地下管线点平面位置限差应小于0.1h，埋深应小于0.15h。h为管线中心埋深，当h<1m时h取为1m。如果按照规范则探测平面位置误差允许1m，埋深误差允许1.5m。

由于拟建电力隧道的管径为5m，设计的隧道埋深为10m，导致既有燃气管线为重点地下障碍物，将直接影响设计方案和施工安全，规范允许的1m误差，施工单位是无法接受的，为保证管线安全，并且还需证实管线真实存在，故需零误差精确探测并验证目标管线。

2 探测方法

2.1 直连法初步追踪

由于燃气管线的管径较小、深度较大，并且实地存在三道燃气管线。通过现场踏勘，利用实地燃气管线的测试桩为已知点，管线探测仪发射机一端接到测试桩内，仪器另一端接地，测试桩、燃气管线和大地体即形成了闭合回路。由地下管线探查仪的发射机发出一次交变电磁场，地下管线在一次场作用下，产生感应交变电流，交变电流在管线中流动又产生二次电磁场，在地面上用接收机通过对二次场的检测，实现对地下管线的探查，并进行有效的探查和追踪。

图2  燃气管线测试桩的应用

2.2地震映像法

在地震映像激发后，在接收点用单个检波器接收。仪器记录后，激发点和接收点同时向前移动一定的距离。重复上述过程可获得一条剖面上的地震映像时间剖面。地震映像记录点设在激发和接收距离的中点，此记录反映了偏移距范围内地下的岩土层的变化。地震映像法采集的是弹性波的波场，利用地震波在地下不均匀地质体传播中断及伴有散射波出现这一特征，来推断地下不均匀体的分布、变化情况，对地下管线或者障碍物等是否存在进行定性解释。

图3  地震映像法工作布置图

2.2井中磁梯度

一般在均匀无铁磁性物质的土层中，其地球磁场强度理论上应是均匀场，而如果在其中有铁磁性物质存在时，将会在其周围分布有较强的感应磁场，从而产生磁异常，且磁异常强度由近及远逐渐衰减。本项目在目标管线两侧布设钻孔断面，并使用磁梯度仪逐个采集数据，判断管线埋深

图4  井中磁梯度工作布置图

3 验证方法

上述管线探测方式属于“非接触”的间接物探手段，为验证物探成果，需要使用可靠的管线验证手段，需看到或者触碰到管线，以证实管线位置真实可靠。

3.1无损钻孔

在目标管线正上方，利用高压水流对硬土层破碎成松泥，然后再吸走清孔，成孔后安放PVC套管，为验证管线做好准备。无损钻孔的方法保护的管线安全，避免造成管线被破坏。

图5  无损钻孔示意图

3.2井中电视视觉验证

将专用的井中电视摄像头放置在钻孔内部，并同步放水冲洗孔底，摄像头拍摄的画面实时传送至显示器内，做到眼见为实的视觉验证，管道显示的画面是带有钢管波纹的，可以清晰的与石块区分开，避免将地下障碍物误判为燃气管线。

图6  视觉验证

3.3磁吸附触觉验证

为弥补井中电视画面清晰度的问题，采用“磁吸附”的触觉验证方法，将磁铁放入到钻孔内，磁铁触碰到金属管线后，会有吸附力，从而验证目标管线是否金属材质。并且可将磁铁固定到皮尺顶管，触觉验证的同时，同步真实测量了管线埋深。

4 结束语

经过现场地下管线探测与视觉、触觉验证验证，证实了目标管线真实存在，且位置准确，实现了探测工作零误差。本项目精度和可靠性均满足相关规范及规程的要求。为设计专业提供了良好的输入资料，为本项目顺利施工保驾护航，也为今后的其他管线探测积累了验证经验。

参考文献：

[1]上海市城乡建设和交通委员会.工程物探技术标准：DG/TJ08-2271-2018[S].上海：同济大学出版社，2018.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.城市地下管线探测技术规程：CJJ61-2017[S].北京：中国建筑工业出版社，2017.

[3]上海市城乡建设和交通委员会.地下管线探测技术规程：DGJ08-2097-2012[S].上海：上海市建筑建材业市场管理总站，2012.

第一作者简介：郭雁军（1981-），男，汉族，河南省开封市人，本科，高工，研究方向为电力勘测技术，从事电力勘测设计工作。

联系方式：通信地址：上海市黄浦区重庆南路310号1806室，邮编200025，上海电力设计院有限公司，郭雁军