城市地下管線探測技術及質量控制研究

郭昱銘　熊劍　王力斌

摘要：地下管線是現代城市最為基礎的一項設施，其為能源、信息傳輸重要的載體，是城市穩定運行不可或缺的“脈絡”，直接關系到城市的生產生活。而為保證地下管線的正常、穩定運行，必須積極做好探測工作，以便針對、有效地維護和保養。本文在剖析當前城市地下管線的探測技術方法基礎上，系統探討探測基本原則及探測質量控制措施。

關鍵詞：城市；地下管線；探測技術；質量控制

隨著城市化建設的推進，對基礎設施質量提出了更高要求。而作為直接影響城市正常運行的地下管線，其重要性越發凸顯。但當前在城市地下管線網探測質量控制問題日益突出，主要在于地下管線探測難度大。而要想地下管線效用得以充分發揮，就要求選擇適用的探測技術，并進行針對性質量控制。

1.當前城市地下管線探測技術方法

1.1直流法

直流法在當前地下管線探測中最為常用，具有包括這兩種：一是電阻率法，就是通過高密度或者中間梯度裝置于金屬或者非金屬管道上產生低阻或高阻異常，對這些電阻進行探測情況來分析探測對象的分布情況。通常應用在管徑較大的金屬或者非金屬類管線。可應用常規電法設備進行，有較大的探測深度，但是供電、測量的電極都要進行接地處理，一般不用于城市地下管線探測：對于管徑較小的地下管線異常不能準確顯示，探測精準度比較低。在滿足接地后，可應用到直徑較大地下管線的探測中。二是充電法，就是把直流電源一側和金屬管線相連接，而另側接地，在通電后管線會形成電場。該方法在金屬類地下管線的探測中有較高精度，且深度大，但需要管線有露點，還需接地處理。一般用于有著良好接地條件且設有露點的金屬類地下管線。

1.2磁法

該法就是基于地下管線材質的高鐵磁性來探測的，通常磁化后的鐵類管道就帶有磁性，有一定的磁場，在地面進行磁場分布探測掌握管線分布情況，就可知道管線情況并推測所埋深度。包括這兩種方法：一是磁場強度法，即基于金屬管線和周邊介質問不同磁性，探測磁場強度確定金屬類地下管線分布情況。此方法可應用常規磁法探測儀對磁性鐵質地下管線進行探測，深度大，但會受到周邊磁性物體的干擾。通常應用于磁性較小的地區，埋深較大磁性管線。二是磁梯度法，就是對單位距離中的地磁場強度改變情況進行測算。該法對鐵質磁性管道有著較高的靈敏性，但易受磁性物體的影響。主要用于探測埋設鐵質磁性管線。磁法僅僅與被測體磁性及其和周邊介質磁性不同存在關系，而和周邊介質其它物理性質無明顯關系，比如：電性、密度等。此外，對非連續磁性體，比如：水泥相連的鐵管、井蓋等，均可精準定位。

1.3紅外線法

此探測法就是通過管道或其填充物和周邊土層間熱屬性差異來明確地下管線的分布情況。該法操作簡便，但需要具備相應的地質物理前提。主要在城市暖通管道或者水管的破損點探測中有較好應用。

1.4地質雷達法

該法就是通過脈沖雷達系統往地下管線所埋設的位置持續性發射高頻電磁波，然后應用接收天線來接收地下管線反射回來的連續電磁波，再通過專業軟件進行分析，最后對地下各目標管線的雷達波反射圖像進行綜合分析，進而掌握地下管線的埋設位置和深度。

2.地下管線探測質量控制措施

2.1制定完善探測質量計劃

所謂探測質量計劃就是在確定探測項目需要達到質量標準及相應的工作安排。探測質量計劃是針對特定信息系統產品要求，及需要重點監控的環節編制的對設計、調研、開發、測試、應用及維護等環節的質控方案。項目質量的管理主要是通過對制定的探測質量計劃的實施來達成的，最大限度地控制并減少返工及質量不達標等情況的發散，最終讓探測項目質量滿足標準要求。

2.2嚴格控制探測設備質量

在對地下管線進行正式探測前需要積極做好技術方法的試驗，以選定最佳方法，明確選用設備的精度及相關參數。具體而言，在探測儀的選用上，除和方法試驗所確定的方法適應外，同時還需滿足這幾個要求：（1）較高分辨率、抗干擾性強等；（2）滿足探測精度要求，要對相鄰的地下管線有較好的分辨力；（3）足夠的輸出功率，磁距是可選的，滿足探測深度要求；（4）輕便、性能穩、重復性佳，且易操作，有較好的顯示功能，滿足相應地下管線物體的探測技術標準；（5）快速定位且可定深操作。

2.3提供良好探測基礎條件

對能應用直連法探測的地下管線，盡量不用感應法進行探測，原因在于直連法探測磁場的信號更為集中，會降低其它周邊管道線的信號干擾，提高接收機的信號判斷性，在保證地下管線探測精準度上有重要作用。基于此，可在管線露點或井內往探測管線進行充電，使電流沿著需要探測的管線進行傳遞，該法能較準確探測地下管線，減少周邊管線干擾，掌握接收機測量到的電流量，準確定位管線。此外，對已確定的地下管線位置，需再次驗證，明確相關變化系數，以便確定地下管線探測位，確保準確性。

2.4選用合適的探測技術方法

地下管線埋設方式及周圍環境對探測工作有較大影響。因管線內的電流信號及其所形成的二次磁場是不太理想的，而無限長載流導體可形成理想磁場，所以在進行探測時，應依照需要探測管線的特征，并結合其所在的周邊環境，綜合分析接收機所接收的信號，如現場地下管線相對密集，接收機往往會收到其它管線的信號，對探測儀顯示的信號，需要重復探測和分析，不得以探測信號作為標準。有關探測技術標準對隱蔽點的探測精度提出了要求：對于平面位限差8ts應是0.10H：對于埋深限差δm應是0.15H（H是地下管線中心埋深，cm），在d低于100cm時以滿100cm計算。不得依照單一探測得到的信號確定管線位及其埋深，依照信號加載源和所探測管線的幾何關系，對得到的定位數據應加上標定水平及垂直上的改正，以算出地下管線的準確位及埋深。結語：總之，城市地下管線探測是新時期城市化建設中一項重要工作，在推進城市現代化建設中發揮重要作用。隨著現代科學技術的發展和應用，在進行地下管線探測中，應根據實際需要，應用科學的探測技術方法進行探測，確保探測質量，促進城市的健康穩定發展。