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地下管线探测技术介绍

提供者: 时间:2022-09-22
       作为企业中工程施工的重要环节之一, 地下管线探测的核心目的是对企业地下的各种管线分部情况进行探查, 并进行测绘。在这个过程中, 探测主要是针对地下管线进行现场调查, 通过应用不同的探测方法来对不同么的管线埋设的深度和埋设的位置, 并且对已经查明的地下管线进行测量以及管线图的编绘。因此, 对地下管线探测相关技术的不断研究和完善, 对于我国的企业建设以及各项工程的开展有着非常深远的意义。

       一、地下管线探测特点

       在企业建设规模不断扩大的过程中, 地下管线的分布也越来越复杂, 因此对于管线探测的要求也在不断提升。由于一些管线分部的位置处于工厂、街道乃至住房的下放, 因此在探测工作的开展过程中, 将会面对很多的困难, 甚至会使得一些常规的探测方法无法使用。

       地下管线的另一个较为突出的特点就是需要探测的管线无论是类型、材料以及分布等情况都存在很大的差异, 因此在探测工作的开展过程中需要采用特定的方法来对其进行探测才可以更好的完成目标工作。随着相关技术的不断发展, 探测技术以及设备都在不断的完善之中, 这对于探测过程中对管线进行精确的定位以及排除各种干扰有着非常大的帮助。

       二、地下管线探测技术原理

       进行地下管线探测的目的是确定管线的位置、走向、埋深等。地下管线与周围土体之间存在物性差异,各种地下管线探测技术原理追根究底都是利用这种物性差异来进行探测定位。不同的物性差异决定了不同的探测方法。

       三、地下管线探测技术介绍

       (一)地下管线探测技术之直接法

       将发射机的一端连接到管线的出露点上,另一端连接在垂直管线走向的地线上,发射机通过连接向管线施加特定频率的交变电流,该电流沿管线向其延伸方向流动,通过大地回到地线,构成回路。同时,管线周围形成同样频率的交变电磁场,再在管线上方地面用接收机扫描接收这个交变电磁场,对管线进行定位、定深。

       直接法是地下管线探测中主要采用的方法之一,其优点是发射机信号输出强、抗干扰性能好,管线定位精确,对于现场管线复杂和附近有较多金属物的探测非常适用。

       选用直接法时,连接点必须接地良好,应将金属的绝缘层刮干净,接地电极尽量布设在垂直管线走向的方向上,距离大于10倍埋设深度的地方,尽量减少接地电阻。直接法严禁在易燃、易爆管道上使用。


       


       (二)地下管线探测技术之电磁感应法

       将发射机放在目标管线上方,由发射机线圈发出一个特定频率的交变电磁场(叫做一次场),交变电磁场在管线上会耦合出一个同样频率的交变电流,电流沿管线向其延伸方向流动,同时在管线周围又形成同样频率的交变电磁场(叫做二次场),然后用接收机在管线上方扫描接收这个二次场,对管线进行定位、定深。

       针对复杂条件,企业地下管线探测过程较为困难,依据感应法的具体要求能提高地下管线位置判定的准确性和完整程度,一定程度上提高地下管线探测技术的实际应用水平和运行效率,实现操作流程的完整性优化。


       


       (三)地下管线探测技术之夹钳法

       将发射机信号施加于夹钳上,再将夹钳套在被测金属管线或电缆上。夹钳相当于初级线圈,管线与大地形成的回路相当于次级线圈。当发射机输出的交变电流在初级绕组中流动,环形磁场穿过管线回路时,便在管线中产生感应二次电流。在管线密集区探测中,夹钳法是一种交叉影响小的有效方法。

       需要注意的是,这种情况下产生的电流结构需要借助磁场测定的方式确定地下管线的实际位置,尤其是对其地理位置进行标注和分析,展开切实有效的地下管线探测,能在提升探测精确程度的基础上,维护探测技术的整体水平和应用价值。


       


       (四)地下管线探测技术之地质雷达法

       在地下管线探测技术中,地质雷达法也被称为探地雷达法。它是一种基于不同物质的导电性、导磁性和介电常数差异来探测地下地质结构的非破坏性地球物理方法。工作时通过发射天线向地下发射系列高频电磁波,当电磁波向地下传播时遇到金属、塑料、土壤等不同导电性能的介质时会发生不同程度的衰减和反射,根据接收的反射波到达时间、振幅、相位、波长等信息,进行数据处理和图像分析来达到探测地下管线的目的。

       但是,地质雷达会受到一些因素的影响,需要予以重视。

       首先,地下管线周围介质材料会对介电常数产生差异化影响,只有保证反射系数较大,才能获取较为清晰的图像。

       其次,管线的周围介质一定要保证均匀,借助挖沟回填的方式进行处理时,若是不能有效管理回填土和原土层结构,就会出现介电常数和电导率失衡的问题,严重影响目标管线的识别效果。

       基于此,要在管线探测的过程中,全面了解目标管线的相关参数,尤其是规格、材质以及具体埋设情况,从根本上确定连续性以及干扰随机性,有效分析识别效果和波形特征,从根本上提高地下管线探测技术的应用效果。



       (五)地下管线探测技术之地震波法

       地震波法又称浅层地震勘探法。基本原理是利用地下介质的波阻抗值(密度、速度)差异,当地下不同介质界面两侧的弹性波速度和波阻抗差越大时,地震波法探测就越好。

       以地下各种介质的弹性和密度的差异为基础,在地表以人工方法激发地震波,在地下传播的地震波遇到不同介质的分界面时(如地下金属、非金属管线与周围介质的分界面),会产生反射、折射和透射;地震波在地下不同介质中的传播速度各不相同,研究分析人工震源产生的地震波的传播规律,通过对地震波记录进行处理和解释,可以推断地下管线的位置和埋深。根据地震波不同,地震波法又具体分为直达波法、折射波法、反射波法和瑞雷波法几种。探测地下管线时,常用瑞雷波法,利用地下管线与周围介质的面波差异来定位地下管线。

       (六)地下管线探测技术之高密度电阻率法

       高密度电阻率法与常规电阻率法的探测原理相同,都是以以目标管线与周围介质之间的导电性差异为基础的一种物探方法。利用高密度电阻率法探测时,将数十根电极一次性布设完毕,利用转换器选择不同的电极排列方式和移动方式,快速采集现场数据。根据电极排列形式和移动方式的不同,将电阻率法分为电测深法、电剖面法和高密度电阻率法。高密度电阻率法实际上集中了电剖面法和电测深法的双重特点,可实现现场数据的快速采集,采集信息量大,并在现场进行数据实时处理,提高了工作效率。

       (七)地下管线探测技术之井中磁梯度法

       地下铺设的金属管线,一般具有较强的磁性。井中磁梯度法就是利用金属管线与周围介质之间的磁性差异,通过测量磁场的垂直分布强度,判别出由地下管线引起的磁异常,从而探测出地下管线的走向,再定量计算,得到地下管线在地表投影的确切位置和埋深。

       长久以来,地下管线就像一家企业的血脉,其安全性、稳定性、可靠性和运行效率关系到人们的正常生产和生活,一旦出现问题便会直接扰乱企业运行秩序,给人们的生产生活造成影响,因此也被称为企业运行和发展的“生命线”。所以采用合理有效的方法进行管线探测,查明地下管线的位置、埋深和空间分布是非常重要的。其实,无论是电磁感应法、直接法、夹钳法,还是地质雷达法、地震波法、高密度电阻率法等,每一种方法各有所长,且都在实际中得到应用,取得不错的效果。但在面对管线种类多、差异大、分布乱、环境复杂的条件下,单一方法往往由于其本身的限制而无法精确探测所有管线,此时应根据探测任务和周围环境,综合考虑不同方法的特点,制定综合探测方案,来保证理想的探测效果。

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