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城市復雜地下管線探測技術研究論文
摘要：地下管道是敷設在地下用于輸送液體、氣體或松散固體的管道。中國古代早已采用陶土燒制的地下排水管道。明朝建都北京，大量采用磚和條石砌筑地下排水管道。寬達1米左右，高達 2米左右。文章發(fā)表在《中共福建省委黨校學報》上，是城市管理職稱論文發(fā)表范文，供同行參考。
關鍵詞：城市,復雜地下管線,探測
中圖分類號：TU990.3 文獻標志碼：A 文章編號：1000-8772(2013)22-0000-02
現代的地下管道種類繁多，有圓形、橢圓形、半橢圓形、多圓心形、卵形、矩形(單孔、雙孔和多孔)、馬蹄形等各種斷面形式，采用鋼、鑄鐵、混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土、磚、石、石棉水泥、陶土、塑料、玻璃鋼(增強塑料)等材料建造。
一、城市復雜地下管線探測技術的發(fā)展
隨著城市的不斷發(fā)展，城市地下管線在管線材質、管線種類、管線數量、敷設手段等方面都發(fā)生了很大變化，管線的探測也變得越來越復雜，于是有針對地采取不同的探測技術成為了城市地下管線探測的重點。在科學技術快速發(fā)展的今天，地下管線探測技術日臻完善，新方法新技術不斷涌現，合理的探測技術的選擇值得進一步研究。
二、城市復雜地下管線探測技術
(一)電磁感應法
電磁感應法是采用電磁感應原理對地下管線施加電磁信號進行探查，以地下管線以及周圍介質的導電性及導磁性為基礎的一種方法。常用的施加電磁信號的方法有以下幾點。
1.夾鉗法
將環(huán)形夾鉗套在管線上，通過夾鉗產生的諧變磁場耦合到管線上，產生感應電流，通過接收機接收信號。
2.示蹤法
借助示蹤裝置，沿非金屬管線發(fā)射信號，利用探測儀追蹤信號，探測非金屬管線的地面投影位置及埋深。
3.感應法
管線受發(fā)射機產生的一次電磁感應產生二次電磁場，再通過接收機接收二次電磁場的信號來進行探測。根據不同壓制干擾管線的方式，有以下3種方法。①垂直壓線法。發(fā)射機直立置于地面，產生水平磁偶極場，可突出探測管線的異常，但兩管線的間距較近時探測效果不佳。②水平壓線法。將發(fā)射機平臥于臨近探測管線的平行管線的正上方，可壓制臨近管線的干擾。③傾斜壓線法。使發(fā)射機的線圈傾斜與干擾管線不耦合，既抑制了干擾管線的信號，又增強了探測管線的異常。
(二)地質雷達法
地質雷達法是通過高頻電磁波掃描來確定地下管線的結構形態(tài)及位置的探測方法。地質雷達通過發(fā)射電磁波，并接受地下不同介質的反射波，并以脈沖反射波的形式記錄，形象地表現出反射面。電磁波在介質中傳播的路徑、電磁場強度與波形隨著介質的電性及幾何形態(tài)的變化而變化。因此，依據接收波的雙程走時、振幅、頻率等信息，可推測地下管線的形狀和位置。
(三)人工地震法
人工地震法包括瑞雷波法和地震映象法，主要利用了介質的波阻抗值差異的原理，地下不同介質界面兩側的波阻抗值差異越大，探測的效果越好。步驟是在地表處人工進行激震，使激震點周圍的土層發(fā)生彈性震動，形成彈性波，在地下傳播的彈性波遇到不同介質時，會產生折射、反射和透射;對反射回的彈性波進行記錄分析，得到地下斷面的二維圖像。通過分析研究彈性波的時間、速度、振幅、相位、頻率等的變化特征，從而可以推斷出地下管線的形態(tài)和分布狀況。
(四)高密度電法
高密度電法探測地下管線時，通常需要將幾十甚至上百根電極置于測點上，通過專用儀器來控制電極和采集數據，并處理采集來的數據從而得到地電斷面圖。根據地電斷面圖中電阻率的分布情況，對特征相同的幾個斷面中的低阻區(qū)進行連線即得到所探測的管線的走向和深度。高密度電法通過電極向地下供應直流電，在地下形成直流電場，然后研究電場的變化。由于直流電場較穩(wěn)定，所以該法具有很好的抗干擾性。
(五)高精度磁測法
高精度磁測法是根據磁場原理，對地下介質的磁場特征進行探測，并通過計算機的處理，檢測出地下隱蔽物的存在情況的一種方法，其使用的儀器探測速度很快，能探測到地下50米左右的障礙物。目前，采用高精度磁測法進行地下管線的探測已取得了較廣泛的應用。
三、幾種城市復雜地下管線探測技術應用效果評價
1.電磁感應法
電磁感應法在應用時應該注意根據地下管線的類型和埋深以及現場具體情況，選擇相應的壓線方法。在各種壓線方法中，傾斜壓線法不容易受現場條件的限制，操作簡便，探測效果較好，具有很強的實用性，是對近間距并行管線進行探測的主要方法之一。但是當管線有附屬物或有出露時，應優(yōu)先選擇夾鉗法進行探測，然后再根據現場具體條件選擇相應的方法對其它管線進行探測。
電磁感應法對金屬管線和電纜管線有較好的探測效果，在探測非金屬管線和埋深較深的管線時，則需要對管線進行處理，通常會在管線內鋪設導線或配合可進入管線內的示蹤裝置，進而采用夾鉗法或充電法來進行探測。
2.地質雷達法
地質雷達法屬于無損檢測的方法之一，對埋深較淺的金屬或非金屬管線，探測效果均比較好，而對于某些特殊的深埋管線往往難以得到理想效果。同時，地質雷達法只能探測地下管線的剖面，無法對管線進行追蹤，所以，該法只適宜作為其它探測方法的一種補充。
3.瑞雷波法
瑞雷波法在探測特深地下管線的平面位置定位和埋深測量方面具有較好的應用效果。瑞雷波法在對塑料管線進行探測時，可以確定管線的平面位置，但精度往往無法滿足規(guī)定的強制性要求，而且難以確定管線埋設的精確深度;可用于探測天然氣管道或管徑較大的排水管道，并且可以利用面波的特性得出介質的波速異常值，從而確定管線的埋深。但瑞雷波法容易受到地質分層條件的影響，當地質分層均勻一致時探測效果才更佳。
4.地震映像法
地震映像法適用于探測埋設較深并且直徑較大的金屬和非金屬管線，但是，當出現多條管線并行且間距較近時，產生的繞射波形會受到其他臨近管線產生的繞射波的干擾，導致繞射波形出現異常。地震映像法對非開挖的管線進行探測時常常會受到地層條件和激發(fā)條件的影響，例如，在地表為較厚的混凝土層且激發(fā)的能量不足時，會造成無法形成能量較強的波組組合，從而無法判斷管線的反應。如果地下介質分布不均勻且較為雜亂，也會對繞射波形產生干擾。
5.高密度電法
高密度電法能較為精確地檢測出地下管線的平面幾何位置及埋深情況，但對于城市中心城區(qū)埋設復雜的地下管線而言，高密度電法測線的布置會受到很大的限制，特別是對埋深較大的非開挖管線，這種限制尤為明顯，其原因是測線長度需要加長，將會受現場作業(yè)條件的限制而無法得出較理想的結果。
該法利用其電極布置的有利優(yōu)勢，可高效率地獲取大量的探測信息，并通過適當的分析，可以在常規(guī)直流電法難以分辨的地層清楚地區(qū)分出所探測管線的位置和走向的大致范圍，還可與其它探測技術相互配合，解決城市復雜地下非開挖管道的探測難題。
6.高精度磁測法
高精度磁測法能直觀地確定出磁異常的位置，從而能較好地對管線進行定位，特別是為并行且間距較近的非開挖的非金屬管線的探測開辟了一條新的思路。但是，該方法所測得的磁場值是磁場背景值與磁體磁場值之和，如何在去除磁場背景值的影響的基礎上計算出磁體的深度仍需要再進一步的研究。
核心期刊發(fā)表多少錢:《中共福建省委黨校學報》(理論學習月刊)是中共福建省委黨校主辦的綜合性學術理論期刊，1978年創(chuàng)刊，1998年更名為《中共福建省委黨校學報》。本刊力爭以多維的視角、全面、準確地反映我國人文社會科學取得的最新研究成果。
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