紹興市地下給水管線的探測方法

卓瑞忠 侯英娜

（紹興市自來水有限公司，浙江 紹興 312000）

隨著紹興市經濟的快速發展以及信息化時代的到來，紹興市自來水公司與武漢中地合作開發了GIS平臺。但由于歷史原因，老管線資料并不齊全、準確，模糊的地下管線與城市建設發展帶來很大的困難，為了解決這個棘手的問題，進一步完善GIS管網地理信息，公司決定開展地下管線普查。地下管線普查是一個系統工作，包括地下管線探測、明顯點調查、管標設置、測量與GIS信息錄入，GIS動態更新。本文主要介紹地下管線探測。

1 地下管線探測技術要求

地下管線探查前，應在探查區上進行方法試驗，確定該種方法技術和儀器設備的有效性、精度和有關工作參數。每天作業前后，應檢查儀器的電池電壓。探查點應為管線的節點（90°彎頭、45°彎頭、三通、四通、及每隔50米左右距離的直線），當管線彎曲時，在彎曲部位應至少定3個點，如彎曲范圍較大且不規則時應視情況增加探查點數量，測定這些特征點的位置及埋深。

2 地下管線探查

2.1 地下管線概況及地球物理特征

地下管道概況。紹興市地下管道大部分為鑄鐵、球墨鑄鐵、鋼管，鍍鋅管、不銹鋼復合管等金屬管道，少部分為非金屬水泥管道。管道分布于城區道路下，埋深一般為0.3m-2.5m。

地球物理特征。測區位于市區內，交通擁擠，工業游散電流及其它隨機干擾較大，地下管線多分布于瀝青、水泥路面下及路兩邊的人行道方路面下，管線埋設復雜，分布密集；市區內地下介質電性不均勻且變化大，地電條件復雜，給管線探查帶來一定困難。結合探測儀器及多方查找資料，方能達到預期效果。

總之，管道與周圍介質存在明顯的物性差異，具備用物探方法施工的前提條件。

2.2 管線探查

管線探查。隨著管線探查技術的發展，管線探測技術方法較多，常用方法有:電磁法、機械法等。根據管道的特點，對隱蔽的地下管線均采用物探方法進行探測，特殊地段輔以其它方法手段。

電磁法:電磁法探測地下管線是以地下管線與周圍介質的導電性及導磁性差異為主要物性基礎。根據電磁感應原理觀測和研究電磁場空間與時間分布規律，從而達到尋找地下金屬管線或解決其它地質問題的目的，電磁法的激發形式有以下幾種:

a.直連法:發射機將電磁信號直接傳入管道，信號沿管道形成磁場，由接收機在地面上獲取該信號。將管線儀的發射機信號線直連到管道明顯點上，垂直管道方向布設地線，使之通過大地形成良好的回路，開機后觀察電流值達到8mA以上，信號穩定，開起接收機并使發、接收機工作頻率一致，接收機沿管線方向做垂直切割掃描，讀取信號強度最大值或最小值確定管線平面位置，將接收機原地旋轉180°，兩次所探結果誤差小于3cm，取平均值，若兩次所探結果大于3cm小于6cm再進行重復探測，結果滿足誤差小于3cm為止。

b.感應法:由發射機將信號通過管道上方介質傳入管道形成磁場。在盲探、已經知道大概管線位置或者是直連法續追蹤信號不足時，延長追蹤時使用此法。

將發射機發射方向對準接收機，距離8-15m，操作者同步同向緩慢平移發、接收機，對探查區域進行縱橫掃描，接收機發現信號后，即對其追蹤，直至發現明顯點或確定與已知管線合理連接，來確定管線屬性。將所有的未知信號探明后，對給水管線開展工作，方法:將發射機放在給水管道上方地面上，發射方向與管道走向一致，調節頻率、發射強度，即可探查，后面工作與直連法相同。

機械法:主要用于管線探查中的已知點及驗證其它方法的精確度及準確度。

管線探查

管線探查遵循以下原則:從已知到未知、從簡單到復雜，方法有效、快捷、輕便；相對復雜條件下，根據復雜程度宜采用綜合方法。地下管線探查前，在探查區或鄰近的已知管線上進行方法試驗，確定該種方法技術和儀器設備的有效性、精度和有關參數。不同類型的地下管線、不同地球物理條件的地區，應分別進行方法試驗。方法試驗貫穿于整個探查過程中。

a.方法試驗

在施工前，針對地理條件、地段環境、管線分布、管材類型等條件，確定該方法和儀器的有效性和精度，選擇最佳工作方法，合適的工作頻率，最佳收發距，確定該方法和儀器測深的修正方法和修改系數，以提高工作效率和探查成果精度。

由電磁場理論可知，發射低頻電磁波衰減較慢，傳播距離遠，對周圍管線感應小，在連續導電的金屬管線上效果較好。發射高頻電磁波衰減快，傳播距離近，穿透能力強，在連續性不好的金屬管線上探測效果較好。由于市內各種電信、電纜、無線電臺等形成比較復雜的電磁波干擾區，且各種金屬管線相互影響，在其周圍存在著不同頻率不同強度的電磁場，為了克服種種干擾以保證質量。

b.金屬管道的探查

金屬管道，大部具有良好的導電性，所以在外界干擾較小的地段，其異常值較容易在背景值中區分出來。探測方法宜采用主動源法的直接法、夾鉗法、感應法以及相應的其它探測技術方法，如:壓線法、旁測感應法等；被動源法的工頻法、甚低頻法。

c.針對具體條件采用相應探查方法

d.復雜管線點探查

市區內個別地段由于地電環境變化復雜，地下管線縱橫交叉，工業游散電流及空中高壓電線形成干擾磁場等，使得管線異常難以分辨，從而形成疑難管線點。

①向直接參與敷設管線的人員了解管線情況，分析、研究調繪圖，摸清其分布再進行探測；

②采用感應法時，考慮與目標管線的電磁場有效性能，使發射機天線與目標管線相垂直并與干擾管線相平行，就能突出目標管線信號，壓制干擾管線信號；

③采用感應法時，考慮與目標管線的電磁場性能，根據發射機的原理，發射機天線離目標管線越近，則目標管線的信號傳播的越強越遠，因此，要盡可能縮短發射機與目標管線的距離，比如，在地面最低處放發射機，甚至是其它管井內，只要該管線走向與目標管線不同即可；

④采用直連法時，有時信號還是不夠強，如果條件允許，有兩個出露點的話，則可以對此兩個出露點采用雙端充電法，則這兩個出露點之間的信號會增強很多；

⑤采用直連法時，考慮增強其地電性能，有些管線在晴天時，尤其是夏天，其地電性能不好，則可以在雨天過后，或者直接對插入地面的接地棒澆水，可有效增強其地電性能，進行探測；

⑥如果條件允許的話，在硬質路面可采用打樣洞探測，其它路面可采用釬探探測；

⑦對于管段接頭為高阻體的管道，由于管道管段對接的上述處理方式，或年久銹蝕，使接頭變為高阻體，電導通性較差，電磁信號衰減較快，管線異常信噪比降低，在地面難以分辨，造成本是連續的整條管線，而探測結果為時斷時連，常規管線探測難以取得較好的效果。由于金屬管道對高頻電磁波具有強烈的反射作用及其鐵磁性，采用大功率、較高頻率管線儀探測亦能取得較好的效果。

⑧對于平行管道，如果管道本身以及與其它市政管線之間都存在管線平行問題，首針對平行類型進行方法試驗，確定定位、定深修正系數等，探測平行管道的技術方法有:旁測感應法、壓線法及電磁波法等；

⑨對于管徑較大的管道探測技術方法常采用:電磁感應法、直連法；

⑩對于埋深較大的管道，其探測方法常采用功率（或磁矩）大、頻率低的電磁感應法；總之，復雜管道探測應根據其專業特點，采用綜合技術方法進行,如果現行技術方法都不適用時，可采用開挖方法。現場條件不允許開挖或釬探時，應將問題及時記錄；水平定位及測深

[1]CJJ61-2003《城市地下管線探測技術規程》