物探技术在地下管线探测中的应用及探测质量保障

物探技术在地下管线探测中的应用及探测质量保障

镇江市扬子江勘测有限公司江苏省镇江市212000

摘要:地下管线调查对城市地下空间资源的合理利用和提高城市规划管理水平具有重要的意义。随着城市建设和管理的快速发展,查明地下管线现状,利用信息技术对地下管线进行管理,建立地下管线信息资料收集、更新、发布和管理的机制势在必行。

关键词:物探技术;地下管线探测;应用

前言

城市综合地下管线是城市基础设施的重要组成部分,是城市的“生命线”和“血脉”。各种原因,目前我国很多城市存在地下管线分布情况管理不明,管线档案资料不全不准等情况,导致城市建设时,常有地下管线被破坏的事故发生。因此,摸清城市地下管线现状,通过信息系统管理管线数据是城市规划、建设、管理的需要,是保证城市人民正常生产生活以及城市发展的必要措施。

1必要性分析研究

我们所说的地下管线主要是指埋设于城市规划道路下的各类型管道、电缆,包括燃气管道、热力管道、排水管道、电信电缆等,地下管线是城市发展过程中的重要标志,是基础设施建设中的一个非常重要的部分,对于城市质量的提高和城市的运行是有着非常重要的作用,所以我们也将地下管线形象的称之为城市的生命线。随着不断的发展,地下管线的探测技术不断发展,但是就现在来说,对于地下管线的管理还不重视,在大部分的地区城市管理部门主要是对城市进行管理,对地下管线的管理还没有一个正确的认识。所以对地下管线的管理是存在的问题的,不仅如此还对城市地下管线的重要性认识不足,这就使得对城市地下管线的管理是比较松懈的,而且还不够规范,尤其是对地下档案的管理还存在着较多的问题,如地下管线档案的缺失是比较严重的,而且档案资料十分分散,分布于各个部门之间,这主要是由于在城市管理的过程中对地下管线管理不重视,所以这就需要我们解决这个问题,建立城市地下管线档案资料管理体系。并且由于在城市建设和施工的过程中,地下管线由于施工的需要而很容易遭受到破坏的状况,这种现象的发生也是比较频繁的,甚至是在一些比较严重的情况出现,大大的影响了城市的正常运转,所以对地下管线的探测是十分需要的,这也是城市发展过程中一个非常重要的方面。

2地下管线的分类及常用材质

2.1给水管线

给水管线,作为城市人口生存的生命线,输水管线的材质必须符合水标准,主要材质压力大的主管道等地方有铸铁,现在压力小的主管道主要用PE,进户和进小区的用PVC,PPR。

2.2排水管线

雨水及污水管线一般称作排水管线,主管道的材质主要是砼,压力大的特殊地方有用无缝钢管的。

2.3燃气管线

作为输送可燃气体的专用管道,燃气管线是用金属燃气管软管来取代传统的卡扣方式橡胶软管,可以解决橡胶管易脱落、易老化、易虫咬、使用寿命短的缺陷。

2.4热力管线

热力管线从锅炉房、直燃机房、供热中心等出发,从热源通往建筑物热力入口的供热管道。应选用GB3087标准的无缝钢管。

2.5电力管线

电力管采用PVC-C管,上部回填土夯实,压实系数不小于0.94。

3工作方法及质量保障措施

3.1管线情况调查

为更好地完成任务,在地质雷达进行探测之前,首先要对所探目标管线的基本情况进行充分调查,对目标管线附近的地下埋设物(如电缆、其它管线、暗沟等)也要有较全面的了解,特别是对附近其它管线的基本情况(如材料、管径、大致位置、大致埋深、铺设走向等)要有充分的了解,以便于与雷达探测的结果对比,并排除浅部管线产生的影响,确定需定位的目标管线。

3.2探测剖面的布置

雷达剖面的布设应注意:雷达剖面应尽量垂直管线走向。尽量不要将雷达剖面定在管线拐点,拐点的确定应在雷达探测基础上利用交会法确定。雷达剖面应尽量避开高压电线、变电站等高频电磁干扰较大的区域。对雷达剖面上的其它类型地下管线应作详细调查,必要时应用管线仪进行初测,以避免将其它管线异常相似(尤为相似的是给水管)的定为排水管线,造成定位失误。

3.3雷达参数的设定

在地质雷达探测施工前,应针对片区的地电条件、地段环境、管线分布等特点,选择有代表性地段的已知管线进行方法试验。通过与已知明显管线点的对比、校核,通过不同频率天线信号的对比,确定该方法和仪器的有效性和精度,选择最佳的探测方式、采样方法、天线频率、最佳收发距、时窗和合适的迭加次数等,以提高工作效率和探查成果精度。

探测方式:地质雷达探测地下管线的数据采集工作,是采用共深度法(剖面法CDP),即发射天线和接收天线以固定间距TR沿探测剖面同步移动,记录点位于TR的中心点。

采样方法:可选择连续采集和单点采集。

收发距TR:目前多种雷达的天线为单体天线,该种天线自激自收,集发射与接收于一体,TR为一很小的固定值。由于采用了精端的设计技术,该TR值能保证探测工作的需要。

天线频率:天线频率的选择应考虑到目的体的埋深和电磁波在介质中的衰减,天线频率越高,整个频段的衰减越剧烈,探测的深度就越浅。本次将采用200~900MHz的天线进行探测。

3.4雷达异常的判断

管线异常;从理论上讲,在雷达波形图上,管线的反射同向轴会呈现出双曲线型弧状异常,一般还会有两次甚至多次回波反射出现。但在实际的探测工作中,由于管线材料差异、管线上部的覆盖物变化较大、探测剖面与管线走向不完全垂直、管线内充水丰富等原因,所得的实测波形就不会很标准,有时还会有较大的畸变。另外,在一条剖面上还可能会有不止一个双曲线异常出现,在这些情况下,要想准确分辨出目标管线异常,就必须增加现场调查工作、提高雷达技术员的经验,还有特别重要的是要平移探测剖面,重复进行剖面探测,从异常的重复性、连续性方面进行综合判断。必要时,还应更换雷达天线进行探测。

3.5管线深度的确定

雷达探测管线时,在现场进行数据处理判断,对管线点的水平定位应在现场进行确定。而对管线点的纵向定深,可在现场进行波速标定后,在室内进行计算处理。地质雷达发射的高频电磁脉冲,由发射天线T送入地下,脉冲波在向地下传播过程中遇到介电常数变化的界面时产生反射,返回地面,为接收天线R所接收。脉冲波的行程需时t=/v,当地下介质中的波速v为已知时,可根据测到的t(ns)值,由上式求得反射界面的深度h(m)。当采用单体天线时,我们可视x=0,因此深度的计算公式为。式中:T-雷达反射波的双程旅行时间;V-地下介质中的电磁波速度;T在雷达的实测剖面中可以直接读取,要确定深度,就必须先确定雷达波速。雷达波速是与地介质有关的一个数据,数值约为0.06~0.14m/ns,一般无法直接取得,必须借助波速标定进行求取。雷达波速的标定就是在已知埋深的管线点上进行雷达探测,已知点深度h已知,雷达反射波的双程旅行时间T可在时间剖面上读取,从而可计算测区内雷达波的传播速度:V=2h/T(对一次雷达探测应至少进行两次波速标定,取平均值)。在剖面附近的已知管道上做了若干次波速测定,计算得波速,地质条件相近的地段一般即采用该波速进行顶深计算。

结束语

虽然地下管线分布复杂,探明其走向、埋深、管材等属性可以借助先进的探测仪器,但是,实际作业中还需要作业员针对不同现场,认真分析查阅相关资料,不断总结分析,采用多台仪器、多种方式方法交叉探测,更好的提高探测效率和数据精度。

参考文献:

[1]张红彦.地下管线普查仪器及不同管线的探测方法,房地产导刊.2015.

[2]张奎.城市地下管线探测与管理技术的发展及应用[J].江西建材,2016(11):222,225.

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