極小值45°測深法在市政地下管線工程中的應用

劉 濤，余志奇

（武漢市政工程設計研究院有限責任公司,湖北武漢430015）

極小值45°測深法在市政地下管線工程中的應用

劉 濤，余志奇

（武漢市政工程設計研究院有限責任公司,湖北武漢430015）

結合湖北省武漢市某市政工程實例，介紹了在城市地下管線測深中的一些新方法，并對探測的結果和精度進行了分析，提出了一些改進探測精度的作業方法和建議。

地下管線；探測深度；極小值定位

1 城市地下管線探測

城市地下管線作為城市基礎設施的重要構成部分，是一個城市規劃、建設、管理的重要基礎信息。我國城市地下管線種類繁多，其中包括給水、排水、燃氣、電信、電力、熱力、工業管道等幾大類。我國地下管線管理混亂、落后的狀況由來已久，情況復雜，其主要原因有3個方面：1）歷史上欠賬太多，特別是老城區的管線鋪設歷史悠久，構成復雜。過去只憑人記憶，有失準確；而現今在老城區進行的管道施工多采用新技術工藝，如定向鉆施工應用得越來越普遍，造成了管線探測的復雜性越來越高。2）新建城市只重地上建設，不重視城市地下管線的建設和管理；而且各自為政，多頭管理，造成管線埋設標準不統一，布局混亂，資料不詳。3）地下管線的設計、施工、探測等部門協調不夠，造成目前城市地下管線資料不能反映現狀，設計單位對已廢除管道不能及時通知有關部門更改圖紙，而施工部門只進行管線施工，不重視管線竣工測量，測繪部門未能及時掌握管線施工狀況，及時快速地進行管線竣工跟蹤測量。

地下城市管線探測是利用物探的技術手段，對城市地面埋設的管線進行平面位置、埋深的測定。從理論上講，只要需要探測的管線和周圍土地介質有明顯的物理性質差異且具有一定的尺寸規模，就可以通過相應的儀器和方法進行探測。探測方法有電磁感應法、地質雷達法、磁法、聲波法、淺層地震法等。在金屬地下管線探測應用中,應用最廣泛且生產效益最高的是電磁感應法。電磁法就是通過測定地下管線在一次場作用下感應電流產生的二次場的變化來確定地下管線的空間位置。地下管線測深定位的方法有很多種，本文所介紹的極小值結合45°定位測深法就是我們對傳統測深法進行改進的新技術。傳統的直讀法和 70%測深法缺乏可靠有效的參考對比，對于復雜情況容易判斷失誤。采用極小值定位結合45°測深法可以對傳統方法進行驗證，同時避免一些人為的經驗主義錯誤，可以廣泛應用于情況復雜的市政地下管線探測中。

2 方法介紹

2.1 極小值定位法

在地下金屬管線的正上方，管線所形成二次場垂直分量HZ=0，也就是地下金屬管線所形成的二次場的垂直分量在管線的地面投影位置上出現零值點（極小值），在垂直管線的走向上，用管線儀的水平線圈接收次垂直分量，根據極小值點位來確定管線的平面位置（如圖1所示）。

圖1 極小值定位原理

2.2 45°測深法

當移動距離x=h時，Hz=0，即45°角的分量零值點到管線在地面投影位置的距離就是管線的埋深（如圖2所示）。

圖2 45°法測深原理

2.3 外業實現

1）通過地下管線探測儀的極小值進行定位。調節接收機為水平線圈接收模式，沿垂直管線方向移動，當儀器顯示的感應值Hz為零值或者極小值時，所在位置為管線中心位置做好標記A,完成定位；

2）儀器極小值定位后，使接收機探頭與地面成45°角沿垂直管線走向方向的一邊移動，當儀器出現零值（極小）點后，做好標記B，量取A到B的距離；

3）重復2）,在垂直管線方向的另一邊的零值（極小）也做好標記D，再取A到D的距離；

4）取A到B和A到D距離的平均值就是管線的埋設深度h。

3 工程實例應用及精度評定

實例一：在武漢市漢口某工程的地下管線探測中,工程探測的目標管線為1條單一、長距離供水管道,材質為鋼材,斷面尺寸為300mm,埋設深度在100～150cm不等,如圖3所示。采用極小值法共探測管線點30個,管線綜合長度 1.5 km。在對探測工程質量進行檢驗和評定中,為了驗證其定位測深實際應用的有效性,隨機選取了12個探查點進行重復探測,選取了5個探查點進行了釬探驗證。其定深精度統計如下：隱蔽點重復探測埋深中誤差為Mth=3.44 cm，釬探點檢查埋深都滿足小于0.15h限差的要求，開挖埋深最大偏差為12 cm (此點實際埋深為145 cm)。從表1統計的結果來看,均能滿足規范要求。

圖3 某市政工程管線圖

表1 實地釬探驗證表/m

實例二：在武漢市武昌某工程的地下管線探測中,工程探測的目標管線為2條長距離供水管道,材質為鑄鐵,斷面尺寸為1 200 mm和400 mm,埋設深度在100～200 cm不等,沿途伴隨幾種其他種類管線，探測條件復雜，如圖 4所示。采用極小值法共探測管線點50個，管線綜合長度2.5 km。在對探測工程質量進行檢驗和評定中,為了驗證其定位測深實際應用的有效性,隨機選取了20個探查點進行重復探測,選取了10個探查點進行了釬探驗證，其定深精度統計為：隱蔽點重復探測埋深中誤差為Mth=3.97 cm，釬探點檢查埋深都滿足小于0.15 h限差的要求，開挖埋深最大偏差為15 cm(此點實際埋深為167 cm)。從表2統計的結果來看，均能滿足規范要求。

圖4 某市政工程地下管線圖

表2 實地釬探驗證表/m

4 結語

隨著當今城市現代化的建設發展，地下管線在市政建設中的地位越來越重要。為了給飛速發展的現代化建設保駕護航，地下管線探測專業人員的素質也必須提高，要深刻地認識地下管線探測工作的復雜性和重要性。市政地下管線探測要求從業人員對地下管線探測原理及方法有深入的研究，面對不同的探測環境，采用正確的探測手段。在過硬的理論技術支撐下，積極思索不同環境下的探測效果，時刻總結經驗教訓,從而為城市的建設和規劃提供科學而準確的地下管線測量數據成果。

[1] 孫敏，郭樹勛，馬俊.淺談城市地下管線探測方法[J].長春工程學院學報：自然科學版,2011(2):8-9

[2] 邱志輝.地下管線探測精度分析及運用方法[J].山西建筑，2011(2):184-185

[3] CJJ61-2003.J271-2003.城市地下管線探測技術規程[S].

[4] 劉忠新,范士杰.地下管線探測技術的論述及應用[J].城市勘測,2004(4):23-25

[5] 宋少輝.淺談城市建筑竣工測量的質量控制[J].建筑科技, 2007,4:20-25

[6] 廖新玉,侯偉華.地下管線測量方法的探討[J].中國科技信息,2007(17):41-42

Application of Minimum Value Location and Depth of 45°City Underground Pipeline Detecting in Municipal Project

by LIU Tao

Based on the Municipal project in Wuhan of Hubei province, this paper introduced some new technology how to get the depth of city underground pipeline detecting and analyzed the precision and result. Then it advanced some suggestions to improve the detection precision.

underground pipeline，get the depth，minimum value location

2011-11-23

P258

B

1672-4623(2012)06-0156-02

劉濤，工程師，主要從事城市地下管線探測技術工程應用的工作。