巖土勘察鉆孔放樣中的管線探查

桂磊峰

南昌市測(cè)繪勘察研究院，江西 南昌 330038

在城市化發(fā)展運(yùn)作期間，各類大型交通設(shè)施獲得了規(guī)模化建設(shè)，如高架橋、地鐵等。此類大型交通工程在建設(shè)期間會(huì)在整個(gè)城區(qū)內(nèi)貫穿，由此對(duì)巖土工程勘察工作提出了貫穿要求。巖土工程勘察各項(xiàng)工作中，以鉆探為主要方法，工程勘察期間，應(yīng)明確獲取孔位下方情況，如管道排布、電纜鋪設(shè)等，減少鉆探工程對(duì)管線的破壞。

1 管線探查標(biāo)準(zhǔn)

1.1 管線內(nèi)徑探查規(guī)定

在巖土工程中，關(guān)于管線探測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)較多，在鉆孔放樣環(huán)節(jié)，管線勘察要求需參照管線數(shù)據(jù)，結(jié)合委托人的勘察需求，依據(jù)管線疏密性表現(xiàn)、管線使用功能等，綜合確定勘察數(shù)據(jù)的取舍范圍。

1.2 管線位置探測(cè)方向

在巖土工程中，應(yīng)確定管線勘察范圍，準(zhǔn)確探明鉆孔管線的具體位置，對(duì)于管線具體工程信息，無須全面查明。簡言之，在鉆孔放樣程序中，對(duì)于放樣工程范圍內(nèi)，劃分出與地下布線無不利作用的區(qū)域，對(duì)此作業(yè)區(qū)域進(jìn)行有效的勘察鉆探。由此確定，巖土工程師在勘測(cè)時(shí)并不是勘查管線情況，而是確定無管線的鉆孔區(qū)域[1]。比如，在確定管線位置時(shí)，使用移動(dòng)透視智能技術(shù)，借助定位與圖像感應(yīng)技術(shù)保障管線位置信息獲取的準(zhǔn)確性。

2 管線探查流程

2.1 現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定

在工程前期，項(xiàng)目開展的工程現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)工作，確認(rèn)依據(jù)為管網(wǎng)圖，確認(rèn)管線的基礎(chǔ)信息，比如走向、所在的大致方位、埋深狀況等，以便于工程師對(duì)管線排布形成整體認(rèn)知。在鉆孔放樣程序中，對(duì)管線進(jìn)行合理避讓，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)鉆孔放樣位置。放樣位置的確定需順應(yīng)鉆孔位置作業(yè)精度標(biāo)準(zhǔn)，安全運(yùn)作鉆探工程。

2.2 初步探查

在鉆孔放樣位置設(shè)計(jì)完成時(shí)，對(duì)放樣區(qū)開展初步的管線探測(cè)。在管線初步探測(cè)時(shí)，一般情況下使用的是英國產(chǎn)探測(cè)設(shè)備，設(shè)備型號(hào)為RD8100（見圖1），能夠保障金屬管線分布的探測(cè)全面性，此設(shè)備組成包括發(fā)射源、接收機(jī)。在探測(cè)時(shí)，放樣核心區(qū)域?yàn)榘l(fā)射源安放位置。專業(yè)工程師應(yīng)保證接收機(jī)、發(fā)射機(jī)等設(shè)備處于適宜的相對(duì)位置，指向?yàn)橄嗤较颍詧A形路線為基準(zhǔn)，進(jìn)行有序掃測(cè)。采取掃測(cè)探測(cè)方式時(shí)，掃測(cè)所覆蓋的區(qū)域，以鉆孔放樣整個(gè)區(qū)域?yàn)閰⒖肌Ｈ魡未螔邷y(cè)無法覆蓋全部放樣區(qū)域，可進(jìn)行分次掃測(cè)工作。掃測(cè)探查過程中，采取頻率、功率等切換方式，初步獲取管線的分布情況，如所在位置、排布走向等。同時(shí)，對(duì)于掃測(cè)結(jié)果進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記，為后續(xù)釬探、挖槽等工程作業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖1 英國產(chǎn)探測(cè)設(shè)備RD8100

2.3 鉆探定位

結(jié)合探測(cè)設(shè)備的勘察結(jié)果，在管線成功回避后，對(duì)擬定鉆探的位置開展釬探作業(yè)，作業(yè)設(shè)備確定為洛陽鏟。管線在地下區(qū)域的埋深大小通常不大于5m，在使用洛陽鏟（見圖2）時(shí)，其探查深度應(yīng)大于5m。釬探作業(yè)期間，探查孔徑大小，以5cm為基礎(chǔ)。結(jié)合洛陽鏟探查獲取的土體實(shí)際情況，判斷探測(cè)區(qū)障礙物的位置與數(shù)量，排查管線分布的可能性。如若在釬探作業(yè)期間存在探查困難，比如填土層較厚、探測(cè)有難度等，應(yīng)在釬探作業(yè)周邊適當(dāng)增加探測(cè)孔的個(gè)數(shù)，在明確有管線時(shí)及時(shí)暫停釬探作業(yè)，調(diào)換人工挖槽形式，對(duì)管線分布進(jìn)行再次確認(rèn)。

圖2 洛陽鏟鉆探定位作業(yè)圖

2.4 挖槽確定

在工程勘測(cè)期間，根據(jù)管線探測(cè)設(shè)備、釬探作業(yè)的探查結(jié)果，能夠確定鉆孔區(qū)域無法回避的管線。根據(jù)探查結(jié)果，應(yīng)采取人工挖槽作業(yè)形式，對(duì)管線分布、管線位置進(jìn)行精準(zhǔn)確認(rèn)。管線分布具有不確定性，僅能采取人工開挖形式，保障管線不會(huì)受到機(jī)械開挖的損壞。在人工開挖深度達(dá)到2m時(shí)，可進(jìn)行垂直開挖，此時(shí)開挖作業(yè)不進(jìn)行放坡處理。在人工開挖深度超過2m時(shí)，可采取放坡、支護(hù)等輔助措施。在發(fā)現(xiàn)管線時(shí)，及時(shí)暫停人工開挖動(dòng)作，在專業(yè)工程師對(duì)管線進(jìn)行位置信息采集后，確定管線坐標(biāo)、管線高程時(shí)，再進(jìn)行其他處理[2]。

3 管線探查方法

3.1 鉆孔放樣探查方法

（1）標(biāo)定確定法。此種確定管線位置的方法無須使用探測(cè)設(shè)備，結(jié)合各類工程圖紙資料，由掌握管道分布信息的人員對(duì)管線位置給予標(biāo)記，以此作為管線分布信息的參考。

（2）設(shè)備探查。被動(dòng)探測(cè)方法是在使用發(fā)射機(jī)時(shí)，對(duì)于目標(biāo)管線無須發(fā)送信號(hào)，運(yùn)行結(jié)束后，對(duì)特定區(qū)域內(nèi)不明管線進(jìn)行主動(dòng)的信號(hào)搜查。接收機(jī)能夠有效獲取電力信號(hào)、無線頻率信號(hào)兩種。主動(dòng)探測(cè)方法是使用發(fā)射機(jī)發(fā)出信號(hào)，由目標(biāo)管線接收信號(hào)，接收機(jī)能夠確定信號(hào)位置，確定管線位置。發(fā)射機(jī)發(fā)出信號(hào)的方式有三種：直接發(fā)出、夾鉗發(fā)出、感應(yīng)發(fā)出。

3.2 管線探測(cè)設(shè)備的探查技巧

（1）管線信息追蹤探查法。當(dāng)接收機(jī)與發(fā)射機(jī)間隔大于10m時(shí)，管線接收的電流信號(hào)有所減弱。若讓接收機(jī)在小范圍內(nèi)進(jìn)行活動(dòng)，磁場(chǎng)將會(huì)發(fā)生強(qiáng)度異常問題，此時(shí)確定中心為突變點(diǎn)，內(nèi)徑設(shè)計(jì)為1.5m，以圓周形式進(jìn)行管線信息探測(cè)。若發(fā)現(xiàn)管線類型為分支、管線排布狀態(tài)為交叉，可將其作為新起點(diǎn)，開展管線追蹤。借助管線附屬設(shè)備，全面落實(shí)管線信息探查。對(duì)于供氣管線，通常情況下，在地面尚未完成管線標(biāo)記設(shè)計(jì)。針對(duì)排水管道，設(shè)立的檢修井具有一定數(shù)量。借助管線標(biāo)記、檢修井，能夠?qū)芫€分布、走向等信息進(jìn)行確定，保障探測(cè)速率。

（2）管線盲測(cè)法。①圓形探測(cè)法。盲測(cè)法，在進(jìn)行管線探查時(shí)，優(yōu)先使用的是圓形搜索方式：以發(fā)射機(jī)為核心，保持接收機(jī)與發(fā)射機(jī)處于適宜位置，使其能夠所指相同方向，以圓形路線完成探測(cè)。②平行探測(cè)法。對(duì)于矩形探測(cè)區(qū)域，可使用平行探測(cè)法，以此收集管線分布信息。平行探測(cè)法的使用方法：保障發(fā)射機(jī)、接收機(jī)相對(duì)位置的適宜性，使兩個(gè)設(shè)備處于相同直線上，以相同速度向相同方向進(jìn)行同步探測(cè)，記錄探測(cè)結(jié)果[3]。盲目探測(cè)與掃測(cè)具有相似性，工程師獲得盲測(cè)結(jié)果后進(jìn)行管線、電纜等探測(cè)結(jié)果的標(biāo)記。管線探測(cè)結(jié)果，應(yīng)使用表格記錄表示，按照管線探測(cè)規(guī)范逐一進(jìn)行記錄。記錄完成后，與調(diào)查資料相互核對(duì)，以此確定管線分布的具體情況。

3.3 管線定位方法

（1）管線位置的確定方法。管線所在位置的確定較為關(guān)鍵。當(dāng)探測(cè)確定的管線，相距鉆孔位置不足5m時(shí)，應(yīng)對(duì)管線所在位置進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)定，以保障鉆孔位置的合理性，準(zhǔn)確調(diào)整鉆孔作業(yè)位置。在確定油氣管線、供電線路時(shí)，應(yīng)保障探測(cè)的安全性。使用RD8100管線探測(cè)設(shè)備，確定管線位置有兩種方法：峰值位置確定法、谷值位置確定法。

（2）單一類型管線位置的確定方法。在確定單一類型管線位置時(shí)，可在峰值、谷值兩種確定方法中進(jìn)行相互佐證。當(dāng)峰值、谷值位置相差結(jié)果＜15cm時(shí)，以峰值位置確定結(jié)果為依據(jù)。當(dāng)峰值、谷值位置相差結(jié)果≥15cm時(shí)，說明信號(hào)測(cè)定不準(zhǔn)確，存在信號(hào)干擾情況，應(yīng)消除測(cè)定誤差問題。

（3）消除測(cè)定誤差的方法。對(duì)探測(cè)設(shè)備在峰值、谷值位置確定的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，若目標(biāo)探查管線的真實(shí)位置確定在峰值節(jié)點(diǎn)一側(cè)時(shí)，相距位置=1/2（峰值、谷值間距）。

4 結(jié)束語

在巖土工程中開展勘察放樣工作能夠全面落實(shí)工程現(xiàn)場(chǎng)管線的準(zhǔn)確探查工作，在鉆孔調(diào)整、孔位重定等措施輔助下，提升鉆探工程的安全性，有序探查管線狀態(tài)。在工程勘察期間，若發(fā)現(xiàn)管線排布較為繁雜，并無鋪設(shè)規(guī)律，應(yīng)準(zhǔn)確使用現(xiàn)有工藝，全面解析管線分布情況，保障管線探查結(jié)果的準(zhǔn)確性，為工程鉆探創(chuàng)設(shè)安全條件。