綜合物探技術在地下金屬管線探測中的應用

狄紅偉

（河南省地質礦產勘查開發局第四地質礦產調查院，河南 鄭州 451464）

在工業建設現代化發展的過程中，電力、通信等設施的鋪設大多都選擇在地下空間埋設的方式，這樣既能夠節約地上空間，又能保持工業建設過程的整潔性。工業化進行的持續深入，推動了地下管線系統向著更加復雜的趨勢發展，因此，很多工程項目的建設都要全面的、詳細的對金屬地下管線設施的實際分布情況進行探測，這就需要使用到物探技術。物探技術的合理有效的使用，能夠保證施工過程中最大程度的避免對地下管線造成破壞，不會嚴重的影響到電力、通信系統的正常運行。在利用物探技術對地下管線進行探測的時候，首先要對目標管線的探測特征和要求進行充分的了解，然后再選擇相適應的探測方法，這樣才能更好的對探測質量和效率進一步的有效提升，才能作為工程建設的參考依據。

1 現階段我國金屬地下管線的類型以及對探測技術的要求

1.1 我國現階段金屬地下管線不同類型分析

隨著我國工業化進程的持續發展，推動了地下管線的快速建設，所使用的管線材質也出現了越來越多的類型，目前我國金屬地下管線系統使用最多的是以下三大類型的地下管線設施，①燃氣、供熱、給水等由鋼材、鑄鐵等金屬材質構成的地下管線設施；②通信電纜或電視電纜等由鋁或銅類材質構成的地下管線設施；③工業管道或者排水管道等由塑料、陶瓷以及水泥等非金屬材質構成的地下管線設施。由于使用不同類型的地下管線的材質，所以在探測的時候所選擇使用的物探技術也不相同[1]。

1.2 地下管線對探測技術的不同要求分析

地下管線工程隱蔽性十分的高，在對地下管線設施進行探測的時候，要盡量不會影響到地面上的正常施工以及相鄰建筑物，因此在探測過程中不能使用常規的物探技術。另外，現階段我國地下管線在鋪設方面情況相對復雜，所使用的地下管線在管線型號、材質類型、連接方式等方面都有很大的差異性，并且數量較多，這就對所使用的物探技術設備的要求更高。為了能夠保證探測地下管線工作的探測精度和探測效率，首先就保證物探技術以及所使用的儀器設備快速的對定點完成探測工作，并對管線的埋深和方向進行準確的確定，與此同時還要做到連續跟蹤和抗干擾。另外，探測人員的技術水平要求相對也比較高，要能結合地質探測的具體要求，科學合理的選擇所使用的物探技術方法，并能根據物探結果準確的判斷地下管線的實際情況。

2 在探測地下管線的過程中應用物探技術所具有的重大作用

2.1 物探技術的合理有效應用能夠對地質構造進行檢查并定位

工程建設和規劃過程中，建筑物的選址要盡量避開地震頻繁的地帶，這樣才能更好的避免投入使用后出現安全事故，為了更好的避開地震地帶，在建筑工程項目規劃時，首先就要探測地質構造帶位置和規模。現階段很多建筑工程項目知識憑借經驗根據區域構造地質圖來對地質的主要構造情況進行判斷，這樣的方法準確性很差，不能真正的避開地震頻發地帶。因此，工程施工的建設與規劃，會利用物探技術詳細的勘探和分析待建區域的地質構造情況，一旦待建區域出現斷裂帶等地質問題，還需要使用高密度電阻率法等方法對地質深層進行探測，這樣才能更好對工程建設的安全性進一步的提升[2]。

2.2 物探技術的合理有效應用能夠對地質災害進行調查

在工業化工程規劃中，其重點就是防治地質災害，為了達到盡量避免發生地質災害的目的，工作人員在勘察和治理地質災害的過程中使用到了物探技術，并獲得了十分理想的效果。地質雷達、淺層地震法等物探技術經常被用來探測、調查，治理邊坡和滑坡。根據物探技術所探測出來的結果采取有效的相應的護坡擋土措施，這樣能夠最大程度的避免出現地面塌陷和破壞的現象，另外，在設計和規劃工程項目的時候能夠依據物探技術提供的探測結果有效的避開巖溶區，能最大程度的預防塌方等施工安全事故。

2.3 物探技術的合理有效應用能夠對地下管線進行探測

地下管線系統在現代化地質工程建設持續發展的推動下規模日益增大、復雜程度日益提高，因此，在工程建設和規劃過程中需要探測地下管線的實際情況，要對地下管線的分布進行準確的把握，這樣才能保證在實際施工中不會破壞地下管線或者構造物[3]。

3 綜合物探技術在探測地下管線工作中的有效應用措施

3.1 電磁物探技術被應用到探測地下管線的實際工作中

綜合物探技術中的電磁法具有探測精度高、能快速的有效的探測地下管線的優點，得以在探測各種金屬地下管線的工作中被廣泛的應用。電磁物探技術的工作原理是利用電磁感應來探測材質為金屬的電纜和管道設施，不同頻率的電磁信號被施放到地下以后，控制中心接收及轉換傳輸信號，從而實現探測燃氣管道、排水管道這類金屬材質管線在地下的分布情況。電磁物探技術在對非金屬材質地下管線進行探測的時候取得的效果并不理想。另外，對大直徑并有極少部分露出地面的地下管線進行探測的時候可以使用直接電磁法。探測人員在進行探測的時候要把探測信號發射裝置的電纜一端和待測目標進行連接，另一端要和地面接觸。電磁物探技術對接地地面在濕潤度方面是有要求的，一旦達不到標準，就要使用水進行潤濕處理。探測裝置要設置頻率相同的發射機與接收機，這樣探測人員就可以利用接收機來接收信號，然后根據信息來對地下管線的具體位置進行追蹤以及定位，從而得到精準的地下管線的埋設深度、數量、分布等信息。探測人員要詳細的對探測地下管線的結果進行記錄，并對地下管線信息數據進行詳細的標注，這樣才能作為工程施工的參考依據[4]。

3.2 磁波物探技術被應用到探測地下管線的實際工作中

綜合物探技術中的地質雷達技術對地下管線設施的探測是利用了地下管線在電磁方面和周圍介質有一定的差異性。現階段地下管線設施所使用的材質大多都是PVC管、塑料、水泥等材質，因此，管線探測儀不能很好的完成探測地下管線的任務，為了對探測地下管線的精準性和效率進一步的提升，可以使用地質雷達來進行探測。地質雷達探測技術的工作原理是具有差異性的地質界面在傳播電磁波的時候電磁反射不同，探測人員首先要利用發射天線向待測地下區域發射短脈沖高頻寬帶電磁波，這個時候不同物理性質的地下介質阻抗電磁波的情況具有顯著的差異性。因此，不同介質界面對電磁波的折射或者反射也不盡相同，這樣在磁場強度、電磁波反射波形等方面反射電磁波也會發生一定的改變，探測人員可以通過詳細的分析反射波形、走時以及幅度等參數準確的判斷出地下介質。磁波物探技術有著廣泛的適應性，能夠很好的對復雜環境中的地下管線進行有效的探測，為了獲得更加精準的探測結果以及更好的提高探測效率，在利用磁波物探技術探測地下管線的時候首先需要對待測區域地下管線的基本特征、物理特性進行詳細的了解，并設置具有科學性、合理性的參數。

3.3 地震波映像物探技術被應用到探測地下管線的實際工作中

地震波映像技術隨著科技的發展持續的發展和完善，在探測地下管線的工作中被廣泛的應用。地震波映像技術的工作原理是彈性波在不同地下介質中傳播的時候會出現不同的繞射波、折射、反射，對彈性波的頻率、振幅以及相位變化進行詳細的、準確的分析就能對地下管線設施實際分布情況進行準確的判斷。探測人員在使用地震波映像物探技術的時候，要對待測目標周圍環境和地下介質等因素進行綜合的考量，并參考探測的實際要求來選擇探測方法[5]。

3.4 磁梯度物探技術被應用到探測地下管線的實際工作中

現階段頂管技術被廣泛的應用到地下管線的施工中，這樣能夠對開挖地面的實際施工工程量進行有效的減少。頂管施工技術在管頂標高方面并沒有制定統一的標準，這樣就導致出現埋深范圍變化大、埋深較深的現象，這就給探測地下管線的深度、平面位置的工作帶來較大的困哪，因此在探測地下管線的時候需要使用到磁梯度物探技術。在探測地下管線的時候使用磁梯度物探技術，首先要做好鉆進成孔作業，然后在鉆孔下方安置磁力梯度儀，從上到下的探測金屬水平管道，然后分析垂直方向上曲線的變化來得到地下管道的埋置情況。曲線變化的量化形成梯度值，測量單位距離內磁場強度的變化情況就能達到發現材質為金屬的近地物體的目的。在使用磁梯度物探技術進行探測的時候，需要結合使用其他的技術手段對探測精度進一步的進行提升，還要全面的對待測區域的資料數據進行收集，對待探測地下管線位置進行粗探，然后在結合使用觸探等技術方法來進一步精準的對地下管線進行定位。如果需要很高的定位精度的時候，可以通過增加觸探定位點等方法來實現探測要求。梯度法和觸探技術在探測地下管線的時候綜合的進行運用，能夠獲得更高的探測精度。

4 使用物探技術探測地下管線時對探測質量進行有效提升的建議

探測人員為了對物探技術的探測質量和探測效率進一步的進行提升，首先就要統一試驗和調整探測設備，確保所需要使用的探測設備能夠正常的運行。另外，探測人員還要結合待測區域的不同地質結構，在實施探測之前進行具有針對性的探測試驗，對相關數據進行確認以后在探測地下管線，這樣能夠對埋藏地下管線深度以及分布情況進行更加準確的探測。埋藏地下管線的位置過深在探測的時候會影響到探測結果的準確性。為了避免出現這樣的現象，探測人員要選擇更為合適的物探技術，才能確保探測數據的準確性。不同材質的地下管線、重疊等情況都會影響探測結果，因此探測人員要靈活的根據實際情況選擇和調整物探技術的使用[6]。

5 結語

隨著我國工業化建設的日新月異，金屬地下管線系統都呈現出了規模越來越大、復雜程度越來越高的趨勢，這也給工業化工程規劃與建設過程中的探測地下管線的實際情況帶來了一定的難度。把物探技術合理有效的應用到工程建設中，能夠起到協助工作人員更好的探測地下管線情況的作用。物探技術就使用成本低、操作簡單的優點，同時還能依據施工的實際情況選擇更為適合的檢測技術，這些優點同時也為檢測地下管線的便利性和準確性提供了保障。另外，為了對工作人員探測工作的工作質量和工作效率進一步的提升，可以利用綜合多種的物探方法對目標管線進行探測。