RD8000管線探測儀與LD6000管線探測儀的探測方法及應用

王 羽

(北京市勘察設計研究院有限公司，北京100038)

一、引 言

隨著中國城市進程的加速，城市地下管線建設發展非常迅速。城市地下管線是城市賴以生存和發展的生命線，給人們帶來了巨大的便捷。然而隨著管線種類及數量不斷增加的同時，管線在施工、改造之中出現的事故也是更為頻繁，電信中斷、燃氣泄漏、自來水管破裂等情況屢屢發生。管線出現的事故往往危害是巨大的，威脅了人的生命安全，影響人們正常的生活，因此，施工、改造前的地下管線探測變得尤為重要，準確的管線資料是避免事故的前提。在實際進行管線探測工作時，管線探測儀的使用是準確完成工作的重要條件，而雷迪RD8000管線探測儀及LD6000管線探測儀作為性能、質量都較為優越的物探儀器在生產中被廣泛使用。

二、工作原理

由發射機產生電磁信號，通過不同的發射連接方式將信號傳送到地下被測電纜上，地下電纜感應到電磁信號后，在電纜上產生感應電流，感應電流沿著電纜向遠處傳播，在電流的傳播過程中，通過該地下電纜向地面輻射出電磁波，這樣當管線定位儀接收機在地面探測時，就會在電纜上方的地面上接收到電磁波信號，通過接收到的信號強弱變化來判別地下電纜的位置、走向和故障。

當交流電流在導體中流過時，會在導體周圍產生交變的磁場，并且該磁場的磁力線都是以該導體為同軸的。此時如果將一電磁線圈放入該磁場中，線圈的兩端就會產生感應電壓。移動感應線圈，當線圈的方向與磁力線方向相同時，線圈兩端產生的感應電壓將會最大。也就是說，當線圈方向與導體方向垂直時，感應電壓最大(如圖1所示)，接收機信號最強烈;當線圈方向與導體方向平行時，感應電壓最小(如圖2所示)，接收機信號最微弱。

圖1 線圈方向與導體方向垂直

圖2 線圈方向與導體方向平行

三、實際工作中主要的探測方法

RD8000及LD6000管線探測儀在實際生產應用中，工作方法是相同的，由于生產制造商的不同，在某些細節方面會產生差異。

1．明顯管線點的探測

明顯管線點是可視的出露于地面以上的各類管線，包含各類檢查井、入地電纜、入地通信線、變電箱、燈箱、消防水龍頭等不同類型的管線設備。

(1)直連法

針對上水管線、燃氣管線、熱力管線等由鑄鐵、鋼材構成的金屬管線在實際工作中往往采用直連法的方式進行探測。方法是將管線探測儀接地電纜的正極接到管線的出露點(在工作中需去除管線金屬表面的防銹漆、泥土等雜質)，同時負極接通金屬井圈等與大地相連接的金屬接地物體(在附近沒有金屬接地物體的情況下可選用儀器內的接地棒與大地相連)，在連接好后進行調整，使發射機所顯示電力信號的強度在100 mA以上，才能保證接收機所接收信號的穩定性及準確度(如圖3所示)。

圖3 直連法探測管線

使用此方法進行探測時，管線的材質是對探測信號影響最大的因素。常見的給水管線及中水管線由以往的鑄鐵材質轉變為現今的球墨鑄鐵材質，鋪設年代較短的此類管線以球墨鑄鐵為主，由于球墨鑄鐵管線材質并不以金屬為主，會導致探測過程中信號較弱、埋深不準確等情況的出現。在探測此類管線時，應適當增加發射機頻率，并采取與挖探相結合的方式進行工作。

(2)夾鉗法

針對電力、通信等線纜類管線，在實際工作中則采用夾鉗法進行探測工作。方法是將管線探測儀的夾鉗夾于出露的管線之上(保證夾鉗接口處處于閉合的狀態)，并將另一端與發射機相連(如圖4所示)。連接好后，根據現場管線的情況調整發射機發射信號的強度，發射機信號太強則干擾大，信號弱則無法探測出管線。由經多次的工作實踐可知RD8000管線探測儀在實際工作中往往將發射機信號強度調整至50%，而LD6000管線探測儀則將信號強度調整為兩格是最為合理的。

由于電力、通信等線纜類管線導電性能較好，所以在探測時接收機接收的信號較其他種類管線會更強。在工作中此類管線一般可以探測300～400 m的距離，信號好時，甚至可以延伸至700～800 m。在探測過程中，遇管線轉折、斷裂、埋深加深的情況時，信號強度會隨之發生驟減，在遇到這種情況時應增加接收機的信號強度，在周圍進行探測的同時關注顯示的管線埋深情況是否合理。如管線轉折則在信號驟變點的周圍會繼續探測出合理信號;如管線斷裂，則信號將會繼續微弱同時會出現埋深不準確的情況;當埋深加深時則在加大信號強度后會繼續探測出合理的信號及穩定的埋深。

圖4 夾鉗法探測管線

(3)感應法

將發射機置于管線的正上方，啟動接收機，在其鋪設方向上進行探測、追蹤(如圖5所示)，該方法適用于有出露管線點管線的探測工作以及盲探工作。

圖5 感應法探測管線

管線由于材質、管徑、埋深等情況的差異會導致探測信號強度的不同。該方法往往不在電力、通信等線纜類管線探測中使用，而上水、熱力等管線在直連法探測條件不允許的情況下采用感應法探測，相比于直連法，感應法在探測相同管線時信號強度較為弱，準確度相對較差。

(4)示蹤法

將能夠發射電磁信號的示蹤探頭或者導線送入非金屬管線中，并在地面接收其發射的信號來定位及定埋深(如圖6所示)，該方法適用于污水、雨水等非金屬類管線。示蹤法由于受到管道內條件限制大，在日常工作中應用較少。

圖6 示蹤法管線探測

2．隱蔽管線點的探測

隱蔽管線點是指埋在地下無法直觀看到的管線。在日常工作中，并不是所有管線都存在地面上可視的部分，由于場區面積及現場條件的限制，燃氣管線、熱力管線等檢查井距離較遠的管線及直埋于地下的電力線在場區內往往不會出現出露的管線點，為了保證場區內管線探測的完整性和準確性，隱蔽管線點的探測是必不可少的。

(1)感應法

在完成場區明顯管線點調查探測后，再次使用感應法進行盲探。與感應法探測明顯管線點原理相同，只是在不清楚場區是否埋有無明顯管線點的金屬管線時，由一人手持發射機，一人手持接收機，在保證間距在20 m及以上的情況下沿場區相切，當切到與兩人行走方向平行的金屬管線時，接收機便會接收到電磁信號，便可探得管線的走向及埋深。當然在這種不可視的情況下是無法得知管線種類、管徑等信息，可以沿管線鋪設方向尋找是否有明顯管線點或者進行挖探來確定管線的屬性信息。

使用該方法進行盲探時，感應的范圍需覆蓋整個場區，保證穿過場區的隱蔽金屬管線均可被探測到。

(2)被動源法

1)電力法。感應法盲探后，需采用單接收機進行無緣法探測以驗證已探測管線探測的準確性以及探查是否存在未探測出的管線。選用RD8000管線探測儀接收機自帶的POWER模式(LD6000管線探測儀的電力模式)進行整個場區的盲探工作，與感應法相同，需保證探測的范圍覆蓋整個場區。

使用該方法可探測出電力信號，只能確定大概位置，無法顯示埋深。如場區內存在未探測出的電力管線，在電力法探測出后標定位置并采用感應法進行精確探測。

2)無線電法。無線電法與電力法探測的意義及方式相同，選用RD8000管線探測儀的RADIO模式(LD6000管線探測儀的無線電模式)進行探測。

使用該方法可探測出通信管線、埋深較淺的熱力管線、燃氣管線以及某些上水管線，與電力模式一同作為探測后查漏補缺的重要手段。

3)50 Hz法。50 Hz法是LD6000管線探測儀特有的探測方法，在探測時意義與方式同上。此種方法能夠探測出包括電力法、無線電法可探得的所有管線，也可顯示大概埋深，但其受干擾信號影響較大，且所顯示埋深不準確，需采用感應法進行核實。

四、天線模式的選擇

在探測過程中正確的選擇天線模式是提高工作效率及準確性的關鍵。

1．峰值模式

峰值模式(如圖7所示)是最敏感、最精確的定位、定深模式，發射機放置于管線正上方時信號最為強烈。在探測過程中如需做管線點，一般選用峰值模式來確定管線的位置及埋深，是管線探測中使用最廣泛、最有效的天線模式。

2．谷值模式

谷值模式(如圖8所示)是當接收機放置于管線的正上方時，所顯示的信號強度最小。陡峭的谷值模式比峰值模式的使用更容易，但谷值模式比較容易受到干擾的影響，不能用來精確定位，適用于無干擾的區域。而且在谷值模式下接收機只能指示管線的位置，而不能指示管線的方向，常常用于驗證峰值模式探測位置的準確性。

圖7 峰值模式

圖8 谷值模式

3．單天線模式

單天線模式(如圖9所示)比峰值模式靈敏度更高、區域更寬，對于定位埋深不同的管線在使用時更加的有效、快捷。但單天線模式不能夠精確定位定深，一旦使用該模式定位到目標管線后，要采用峰值或者谷值模式進行精確定位。

4．峰/谷值模式

峰/谷值模式(如圖10所示)可同時利用兩種模式的優點，兼具峰值模式的準確性以及谷值模式中箭頭導向的功能。沿著管線的路由向前走動時，左右擺動接收機，觀察管線上方的谷值響應和管線兩側的峰值響應，當接收機跨越管線時，左右箭頭將指示管線是在接收機的左側或者右側，往往用于長距離追蹤管線時使用。在使用時，應每隔一段距離，將接收機調回峰值模式，對管線進行探測并驗證其準確性。

圖9 單天線模式

圖10 峰/谷值模式

五、RD8000管線探測儀與LD6000管線探測儀在實際應用中的比對

1．直連法、夾鉗法、感應法的比對

在使用直連法、夾鉗法等模式進行地下管線探測時，優先選用RD8000頻率為33 kHz、LD6000頻率為32．8 kHz的模式，在發射頻率大致相同的情況下，兩種方法探測的效果大體相同，在定位、定深方面出入不大(如表1所示)，但在探測球墨鑄鐵管線時，LD6000管線探測儀由于存在高頻模式探測效果會略優于RD8000管線探測儀。

表1 管線探測儀比對表 m

在進行感應法探測時，RD8000管線探測儀在接收機增益為100以下時，某些埋深較深的管線無法探測出來，只有增益在100以上才可探測出此類管線，該儀器在使用時信號的靈敏度稍差，但其信號穩定、受干擾信號影響較小。LD6000管線探測儀因為其33 kHz的接收機發射頻率稍高于32．8 kHz，在接收機增益為90左右時即可探測出埋深較深的管線，但該儀器在使用時存在干擾信號時穩定性稍差。

2．被動源模式中的比對

兩種儀器采用電力模式及雷達模式探測時效果大體相同，相比于LD6000管線探測儀，RD8000管線探測儀在進行被動源模式探測時穩定性較好。但LD6000管線探測儀特有的50 Hz模式由于探測信號靈敏、對上水管線探測效果較好、可顯示大概埋深等優點在實際工作中也得到了廣泛的應用。

六、結 論

由于城市地下管線空間隱蔽性和管線埋設多樣性等特點，決定了地下管線探測必然是一項具有復雜性和涉及多方面學科的技術。探測埋設密集、種類繁多的地下管線時，采用單一探測方法及手段不能或難以確定管線的埋設情況，需結合現場的環境及管線探測儀的特點進行多種方法的綜合探測、驗證工作，已達到預期效果。

本文簡單闡述了管線探測儀的工作原理、方法、在使用中的注意要點以及兩種管線探測儀的異同，RD8000管線探測儀及LD6000管線探測儀都是經常使用的儀器，各有優劣，在實際工作中應結合使用才能使兩臺儀器的優點得到充分的發揮。

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