長距離、大管徑輸油（氣）管道的物探方法探究

賀源彬

（廣州市增城區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃與測繪地理信息研究院，廣東 廣州 511300）

城市地下管線是城市的重要基礎(chǔ)設施，是現(xiàn)代化城市高質(zhì)量、高效率運轉(zhuǎn)的基本保證。它承載著多種物質(zhì)流、能源流和信息流，是城市賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一。由于珠三角區(qū)域經(jīng)濟的高速發(fā)展，廣州新白云機場客貨運航班量增長迅猛，導致機場加油量快速增長，2011年，白云機場航煤加油量已達到1.435×107t，經(jīng)分析現(xiàn)有黃埔管線的輸油能力在2013年以后將無法滿足機場供油的需求。為此，開辟新的油源和解決新的航空煤油進機場通道的問題，成為白云機場發(fā)展的當務之急。本文結(jié)合充電法、直接法對長距離航油管道實測資料進行了分析與研究，以探究是否有更加簡單、經(jīng)濟、便捷的方法。

1 工程概況

中國航油廣州白云機場場外航空煤油輸油管道工程項目（簡稱航油項目）規(guī)劃總長度約95 km，增城段航煤管線平面長度約48 km，起于廣州市增城區(qū)石灘鎮(zhèn)中海油分輸閥室，途徑石灘鎮(zhèn)、荔城街道、朱村街道、中新鎮(zhèn)，終點為新白云國際機場機場油庫。航煤管線管徑為DN400、直縫電阻焊鋼管，設計壓力等級為8.0 MPa，宏觀走向并行規(guī)劃北三環(huán)高速，沿線地面高程在2.0～148.8 m。

2 項目重難點分析

2.1 時間緊、任務重

航油項目是國家重點項目，項目工期緊，任務重，且該管道主要依托溝谷敷設，導致工期長、探測難度大、后期檢查困難。

2.2 準備工作煩瑣

由于航油項目貫穿增城區(qū)，起于石灘鎮(zhèn)，跨荔城街道、朱村街道、中新鎮(zhèn)至從化區(qū)，進場前需多方了解現(xiàn)場情況，實地踏勘，制訂相應的工作計劃和方案，準備相應探測設備。因此，導致項目前期的進場準備工作較一般管線探測工作要復雜、煩瑣。

2.3 安全隱患多

航油項目縱向跨度大、沿線地形復雜，多分布在山林地區(qū)，部分地區(qū)地勢險峻，這些均給外業(yè)技術(shù)的制訂與實施帶來了挑戰(zhàn)。

3 解決方法

地下管線探測的基本原理主要是以地下管線與其周圍介質(zhì)的物理性質(zhì)差異（比如密度、速度、電性、磁性、導熱性等）為物質(zhì)基礎(chǔ)，采用適當?shù)牡厍蛭锢矸椒y量各種物理場的特征，進而達到對地下管線的定位和定深等目的。地下管線的精確定位與定深是城市地下管線探測的核心問題，目前，定位的方法有直接法、夾鉗法和感應法。為了加快外業(yè)探測速度，提高工作效率，本次項目實施過程中采用充電法、直接法對航油管道進行對比試驗，進而驗證充電法的適用性。

3.1 充電法分析

充電法（直流電法）：充電法原理是利用直流電源的一端接被查金屬管線，另一端接地，對金屬管線充電后在其周圍產(chǎn)生的電場來探測目標管線，特點是精度高，探測深度大。航油管道已均勻分布直流電流。輸油管道用外防腐涂層與陰極保護站外加強制電流的電化保護相結(jié)合的防腐體系，此體系中有一個穩(wěn)定的直流電源為管道提供穩(wěn)定的保護電流，且該電源系統(tǒng)已接地。因此，金屬管線已附加穩(wěn)定又分布均勻直流電，無需人工接電源。管道管徑大，多為開挖埋設，周邊無其他管線、地下構(gòu)筑物干擾，有助于提高管線探測精度。

3.2 直接法分析

直接法：適用于有出露點的金屬管線探測，直接法有3種連接方式，即雙端連接、單端連接及遠接地單端連接。即將發(fā)射機專用輸出電纜的一端與被探測的金屬管線相連接，另一端接地或接到金屬管線的另一端，利用接收機搜索被探測金屬管線產(chǎn)生的電磁信號，對管線進行追蹤定位。該方法能使接收機接收到較強的電磁信號，對管線的定位及定深精度都相對較高，但管線必須有出露點，并具備良好的接地條件，而且接地線應盡量與管線走向呈垂直狀態(tài)分布，接地點在理論上是離激發(fā)源越遠越好，但地線過長將造成旁側(cè)管線的干擾。

3.3 兩種物探方法的對比

本次試驗使用的管線探測儀器為里奇（RIDGID）SR-20，試驗前已對該區(qū)域的輸氣管線用直接法進行測試并開挖驗證，確定了該儀器的有效性、精度和有關(guān)參數(shù)。通過對部分航油管道開挖直線段進行探測得的數(shù)據(jù)對比，具體見表1.

分析表1可知：①兩種方法的探測精度均滿足行業(yè)標準《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》（CJJ61—2003）的規(guī)定要求。②直接法探測精度高、抗干擾能力強、行業(yè)內(nèi)應用最廣泛。充電法雖探測精度高，但因操作要求高且為帶電作業(yè)，極少使用。然而，此類特種管道的特殊防腐體系、埋設方式、明顯標識，均為充電法的適用提供了便利條件。兩種探測方法對比結(jié)果如表2所示。

4 結(jié)論

地下管線的隱蔽性、城市地下空間多樣性等特點，決定了城市地下管線探測的復雜性，因此，管線探測技術(shù)成為了物探工作者一個長期探討的問題。通過本次試驗分析可得出以下結(jié)論：①航油管線的快速驗收測量保證了管道順利投入運行和生產(chǎn)，滿足廣州新白云機場日益增長的航油要求，為廣州新白云機場的快速發(fā)展提高了保障；②對長距離、大管徑輸油（氣）管道進行物探且周邊無管線、地下構(gòu)筑物干擾時，充電法不需要發(fā)射機，節(jié)省了調(diào)整發(fā)射機位置的時間，減少了人力的投入，做到了更加經(jīng)濟、簡便、高效，明顯提高了工作效率，減少了安全隱患；③充電法的第一次成功試驗也為日后應對類似輸油管線探測業(yè)務時提供了寶貴經(jīng)驗。總之，通過本次充電法成功的試驗，在以后管線探測前應積極研究管線設計說明、了解相關(guān)資料，堅持方法有效、快捷、經(jīng)濟的原則，尋求合理、高效的物探方法。

［1］ 閆振寧，于會山，宋審宇.地下非金屬管線探測方法分析［J］.聊城大學學報（自然科學版），2009，22（01）：44-46.

［2］ 章劍峰，錢強強，俞杰，等.復雜情況下城市地下管線探測體會［J］.城市勘測，2010（03）：148-150.

［3］ 張勝業(yè)，潘玉玲.應用地球物理學原理［M］.北京：中國地質(zhì)大學出版社，2004.

［4］ 洪立波，周鳳林，區(qū)福邦.城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程（CJJ61-2003、J271-2003）［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.