城市地下管線探測方法探究

李謝兵

（廣東省交通規劃設計研究院集團股份有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

隨著社會發展，我國城市化建設已逐步完善。地下管線是城市建設與發展的重要基礎設施，是城市發展的“生命線”。在建設過程中，地下管線的探測正是影響城市建設的重要工程。地下管線包括對給排水管道、燃氣管道、供暖管道、通信管道、電力管道等，負責整個城市的能量、信息傳遞，是城市的地下生命線，同時，隨著我國城市建設的不斷發展，我國城市地下管網的結構越來越復雜，線路種類多樣，新舊線路交替，是管線網絡體系的建設工作難度越來越大，需要對大量的管線數據進行整體，再經過分析處理，更好地運用到實際建設管理中。因此，為了滿足社會城市化建設的需求，對地下管道做好測繪尤為重要，本文結合城市地下管線的探測工作現狀及技術進行探究。可視化城市地下管線如圖1 所示。

圖1 可視化城市地下管線

1 地下管線探測原則與探測方式

地下管線探測遵循兩大原則。①從已知到未知。先對明顯點（如各種窨井、檢修井、閥門井、出入地等附屬設施）進行實地調查，再對各隱蔽點進行物探工作。這樣做能夠對現場的整體情況有一個較為充分、全面的了解。例如，有些雨污水井中可見供水、燃氣管道；有些供水支管閥門井中可見主管道的埋深及管徑。②從簡單到復雜。首先對雨水、污水進行調查，其次對電力、電信進行調查探測，最后對供水、燃氣、工業管道進行探測。因為電力、電信管線的材質多為銅芯，對電磁信號更為敏感，信號強、傳播距離遠，供水、燃氣管材質多為鑄鐵、鋼，相對信號較弱。若先探測供水、燃氣管，信號很容易感應到銅芯管而不自知，最終造成誤判。

在地下管線探測中，對于雨污水管的探測我們采用直接測量法，利用L 尺伸入管內，對雨污水的管徑及埋深進行直接測量；對于電力、電信、供水、燃氣等工業管道的探測主要使用主動源法，即利用物探儀人工施加特定頻率的電磁場信號，再利用發射機接收相同頻率的信號，從而進行物探工作[1]。主動源法主要有以下3種探測方式[2]。

（1）直接法。發射機的一端連接到檢測到的金屬管，另一端接地或與金屬管的另一端相連，利用電磁信號直接加到被檢金屬管道上，對管線進行追蹤、定位。此方法信號由于是直接添加在管線上，所以信號較強。但是用此方法的管線多為鑄鐵、鋼管，信號衰減很快，所以測量距離很短，實際測量距離大約50m 左右。而此方法最大的局限就是必須有出漏點可以連接，固雖然理論上此方法較為完美，但在實際操作中不方便使用，需有特定環境。

（2）夾鉗法。用與管路配置的夾鉗夾緊管線，信號通過夾鉗加到金屬線上進行探查的方法。該方法信號強，定位精度高，宜于用來分辨鄰近管線，方法簡單，干擾較小，探測距離長，適用于電力管線和通信管線，特別是埋深較淺的非開挖管線。這個方法廣泛用于管線探測中。

（3）感應法。通過發射機發射諧變電磁場，即建立一次場，激發金屬管線使管線產生感應電流，在周圍形成一個電磁場，并在地面上接收接收器形成的二次電磁場，可以對地下管線進行搜索、定位和確定深度。適用于電力、通信、鑄鐵、鋼管，其中鑄鐵管和鋼管幾乎必須用此方法進行測量。在確定了地下管線的平面位置之后，還需要確定管線的埋設深度，主要有以下兩種方法：①直讀法。管道產生的磁場的水平分量通過接收器內上下垂直線圈（線圈表面垂直）來測量，經程序作簡單差、除運算后，埋深數據顯示在接收盤上，測量員可以直接從接收盤讀取埋深數據。在實際操作中，若場地周邊干擾不大，埋深在3.5m 以下的管線，直讀法測量的數據誤差不大。根據野外經驗，若管線埋深在2m 左右，直讀法比70%法測得的埋深大20cm 左右；若管線埋深在3m 左右，直讀法比70%法測得的埋深大30cm左右；若管線埋深大于4m，則誤差太大，最好使用70%測深法。②70%測深法。確定時，首先使用最大值方法定位，保持接收機的垂直狀態，沿垂直管線方向向兩側移動，直到幅值降為最大幅值的70%的點位處，測量兩點之間的距離是地下管線的中心深度，此方法抗干擾能力強，測量較為準確。地下管線感應法探測如圖2所示。

圖2 地下管線感應法探測

2 地下管線探測的工作步驟

管線探測的工作步驟如下：①場地踏勘。進場探測前已經對工作區域外方圓300m 范圍內進行踏勘，對地下管線分布有個初步了解。②收集資料。含該地區地下管線普查資料的收集，盡可能收集各權屬單位的設計竣工等資料，給探測工作帶來很大幫助。③管線探查。實行“先明后暗、先易后難、由外至內”的原則進行施工。即先把目標區域周圍井蓋悉數打開，判斷有無闖過目標區的管線，如有則做進一步的儀器探查。④現場標示并繪制工作草圖。每個明顯和隱蔽管線點調查或探查完畢后，都要用油漆將點位標示在地面，并在附近較明顯的位置標記管線點編號，以利于下一步管線點的外業收測工作。同時外業組長應在探查完畢后，立即繪制工作草圖，標注量測的管徑、斷面尺寸、埋深、材質和權屬單位等管線屬性[3]。

3 城市地下管網的現狀

如今我國很多城市的地下管線的建設都較為精密，具有一定體系，且隨著時代發展，地下管線技術的應用也逐漸豐富，成為新時代下我國城市建設的重要組成部分，這些先進的生產技術往往存在于精密的地下管線探測中，然而，由于城市負載的不斷積累，越來越多的城市建筑都開始依賴城市管線，且城市管線新舊不一，在城市管線剛剛建設時，由于人們對其需求較少，因此相關的技術也較為落后，主要由單位提供的資料直接進行挖掘建設，而隨著城市建設，對地下管線需求的不斷擴大，地下管線呈現出多元性、復雜性等特征，地下管線出現一定問題，具體如下：①因很多城市管線年代久遠，已出現一定損壞現象，而由于建設數據丟失，使城市管線的建設與維護增加了難度，且一旦出現斷電、斷水等現象，會延長維修時間，為社會帶來較大經濟損失。②在其他管線的施工過程中，一旦遇到舊管線路，就會對施工方案進行臨時更改，大大增加了建設難度與建設成本。③由于城市地下管線資料不全面、無系統的整理，對地下管線企業對相關資料缺乏一定認知，在城市進行規劃建設時，會產生很多影響。因此，為了解決以上問題，需要對地下管線進行全面、系統的探測，整理新舊地下管線的資料，為城市發展建設提供有用幫助。

4 城市地下管線點探測技術的特點

（1）明顯管線點的探測。明顯點的探測比較簡單，這些管道一般擁有一定附屬設施，如儀表井、變壓箱等，針對此類地下管路，可直接打開相關設備進行直接觀測，在觀測、探測的同時，要注意使用標準探測工具與標準探測方法，完成探測工作后對探測數據進行分析匯總并及時上報，一旦發現問題，如出現安全隱含也要將問題及時上報。

（2）隱蔽管線點的探測。在城市的地下管線中，隱蔽管線占大多數，針對此類管線要進行分類，同時采用相關的技術進行探測。例如，對金屬管線的探測往往通過直連法、感應法、夾鉗法等多種探測技術與探測方法，平面定位采用極值法，在一定情況下，利用深寬度為70%的極小值法進行輔助探測。針對非金屬地下管道的探測，要采取感應法等技術對管道剖面進行探測，再用雷達技術對地質進行勘察，確定可以挖去的區域。針對排水管道的探測方法，一般為開井的探測方式。電信地下管道的探測法為夾鉗法等方法，如圖3 所示。

圖3 地下管道探測方法

（3）地下管線探測的技術要點。城市地下管線的探測工作看似簡單，但實施起來較為困難，且需要的技術較多，是一種綜合性較強的工作。在對地下管道進行探測時，要選擇正確的探測方法，運用合理的探測技術，在測繪或施工過程中，一旦出現突發事故要具有靈活處理、快速處理的能力；若在探測時遇到難點，不可盲目探測，應根據實際情況進行評估，評估正確后，進行開挖，并利用測深法等相關方法進行探測。當使用釘子標記路面時，選擇一個平的釘子點，區分時利用油漆來進行，標記時注意周圍有沒有現存的建筑物，然后標記管道，記錄標記針的方向和距離[4]。一旦遇到無法下釘的路面，要用油漆做好標記。

5 加強探測管理的方法

5.1 實行嚴格的監督驗收制度

在對地下管線進行跟蹤測繪時，為了發揮城市管理部門的更多作用，當地政府及有關單位應進行相應的配合工作，在對地下管線規劃后，需要為質檢部傳遞相應的信息，令質檢部監督驗收，并發揮質檢部的監督效果，保證管線的驗收質量，使測繪人員的工作效率獲得系統提升；此外，相關工作人員對管線施工情況要進行定期、及時地報備，并嚴格按照標準要求對整個施工情況進行監督與驗收，在監督預驗收的同時，政府有關部門可為施工隊提供相關技術，在施工結束后由質監部門對施工質量進行檢查，滿足質量要求，才能夠達到其效果。

5.2 樹立良好的服務信念

在進行城市地下管線探測時，除了使用正確的方法，具備相關先進技術，工作人員還應有良好的服務理念，在對管線進行探測之前，企業有關部門應主動、充分了解社會及人民需求，在實際探測工作中，使用主動的服務方式，為后期探測工作地有效展開帶來保障。首先，令管線設計、施工及管線探測相關技術人員及部門擁有一定溝通，數據共享網絡的建立可以保證設計、施工、測繪等工作能夠根據相關信息進行，大大提高了工作效率，節約了企業的成本，保證了相關標準和要求。其次，由于地下管線的建設是以城市規劃為基礎的，所以，需要堅持突破的原則，確保施工工作能夠順利進行。最后，在開展檢測工作之前，企業各部門之間需要進行協調工作，企業也要做好整體管理，從而進一步提升整體工作效率，節約企業成本，獲得更大利益。

5.3 建立城市地下管線信息管理系統

在地下管線的信息收藏中，要在工程完工后階段性實時上傳相關數據信息，同時，信息部門要建立完善的管線信息管理系統，對地下管線的系統信息進行完整、清晰的管理，提升數據錄入的準確性，建立一個擁有全面管線的整體系統，確保管線信息與資料的完整性；同時，在對數據信息進行管理中，形成多層面數據管理，并建立查詢系統，施工人員若想查詢固定領域、固定區域的管線信息，可進行有序查找或搜索查詢，發揮數據庫的特點與作用[5]。

6 結語

隨著我國城市人口逐漸增多，城市也在不斷增加及逐漸擴大，在整個城市的建設中，地下管線的建設占據了重要地位，維持著城市的日常運行，負責水、電、氣、信息等能源的輸送，可以稱作整個城市的“血管”。城市地下管線的探測是一個綜合、復雜的工程，需要一定測繪技術，才可搭建一套完善的城市地下管道系統。為了促進城市化建設的步伐，加快社會經濟的整體活躍，滿足人民需求，建立完善的城市地下管線系統具有更多優勢，此外，對新舊線路進行探測，并將數據上傳，在整體上對數據進行收集整理，進行有序的統籌規劃，對未來地下管線的維護建設具有重要意義。