城市小区复杂地下管线探测试验研究

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1、分类号：ＴＵ９９０．３学校代码：１０６９７：密级：公开学号２０１５３１６０３＿硕：士专业学位ｉ论文ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒ城市小区复杂地下管线探测试验研究工学科名称：环境程专业学位类别：工程硕士：张作者：梁枥文指导老师世强教授西北大学学位评定委员会二〇—八年六月TestStudyofComplexUndergroundPipelineDetectioninUrbanResidentialAreaAthesissubmittedtoNorthwestUn

2、iversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinEnvironmentalEngineeringByLiangLiwenSupervisor:ZhangShiqiangProfessorJune2018摘要摘要随着我国城市现代化建设的快速发展，各城市的地下管网越来越复杂，管网类型的复杂程度迅速增加，尽管近年来各城市主干管网的调查和数字化随着“地下管廊”的建设已开展了多项调查项目，但作为城市地下管线重要组成部分的单位和居民小区地下管线的相关研究还非常有限。由于小区空间有限、人口和建筑物密

3、集、管线种类繁多、权属单位分散、管线多次改造等特点，这决定了小区地下管线分布复杂交错，走向规律性差，探测难度比较大。如何选用合适的探测方法解决城市小区复杂地下管线的问题是城市管线探测中的重点和难点。因此，本研究以西北大学3校区地下管线为研究对象，分别对电磁感应、地质雷达、声学探测等不同方法对不同管线分布及其组合方案下的探测能力及适用情况进行了对比分析和评估，获得了在不同管线方法下的探测优化参数以及不同方法的组合方案，并在实例中进行了检验。本研究的主要结论如下：（1）采用电磁感应法对近间距并行管线、交叉管线和上下平行管线三类复杂管线进行了试验，建立了适合不同管线条件的组合

4、方案。1）在探测三类复杂管线时优先使用直接法和夹钳法。2）在对近间距并行管线探测时，用直接法探测不易受邻近铸铁管线的影响，但容易受到电缆类管线的影响，可以通过信号强度区分电缆类管线的干扰；用夹钳法对铸铁类管线探测宜采用较高的发射频率进行试验，选用65kHz的发射频率探测效果最佳；用感应法探测时，倾斜压线法可以压制邻近管线的干扰，以便突出目标管线信号。3）在对交叉管线探测时，要特别注意管线交叉点处的信号异常，不要误判成一条管线。4）在对上下平行管线探测时，首先对上下管线重合段进行探测可以确定管线的位置，但不能明确管线的埋深，确定管线埋深需要在管线分叉处分别对管线进行探测。

5、（2）采用地质雷达法对近间距并行管线和非金属管线进行了对比试验，并分析了地质雷达不同参数对探测效果的影响，确定了地质雷达在近间距并行管线和非金属管线探测中的最优参数以及在不同复杂管线条件下的参数组合。1）地质雷达天线的频率越高，管线的分辨率就越高，但可探测的管线深度就越浅，当探测管线直径≧150mm、埋深≦0.72m，选用700MHz天线最合适；探测管线直径≧200mm、埋深≦I西北大学硕士学位论文1.54m，选用250MHz天线效果最佳；测点间距越小，探测到的地下信息越多，但过多的地下信息也会掩埋目标管线，削弱目标管线的信号，从而达不到理想的探测效果。在探测埋深1.1

6、-1.4m、管径100-150mm的管线时，选用0.2m的测点间距可以取得最佳的探测效果；在探测埋深为1m、管径为200mm的铸铁管线时，天线间距为0.8m时，探测效果最佳。2）用地质雷达探测两根管径均为100mm的近间距并行铸铁管线时，100MHz天线频率的雷达能有效探测管线间距最小为0.4m；250MHz天线频率的雷达能够有效探测的管线间距最小为0.2m。3）用地质雷达对非金属管线进行探测时，100MHz天线频率的雷达探测埋深为1m的PVC管线时，能探测到管线时的最小管径为150mm，当探测管径为300mm的PVC管线时，能探测到埋深在1.9m以内的管线；当利用10

7、0MHz天线频率的雷达探测管径为300mm的砼管时，可以探测到埋深小于1.85m的管线；当采用100MHz天线频率的雷达探测埋深小于1.1m的砼管时，150mm、300mm和400mm的管径均可以探测到。（3）结合工程案例，针对案例中小区内多种材质的复杂管线组合，初步建立了实用的技术流程，取得了较好的效果。通过获取小区内地下管线的平面位置、走向、埋深（或高程）、规格、性质、材质等基本信息的历史资料，然后采用电磁感应法和声学探测法相结合的方法，首先对金属类管线进行探测，确定管线的连通和位置，再用声学法检验探测结果。当电磁感应法和声学法探测效