复杂条件下城市地下管线探测技术应用

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1、复杂条件下城市地下管线探测技术应用　　摘要：在城市地下管线探测中，最常用的物探方法是电磁法和电磁波法(探地雷达)。通过对这两种方法的原理、管线异常特征的介绍，提出了在复杂条件下物探方法技术的应用，目的是减少干扰因素的影响、突出目标管线异常,最终对目标管线进行精确定位定深。关键词：探地雷达；地下管线探测；城市中图分类号：TN95文献标识码：A文章编号：1引言在一些复杂条件下，由于地球物理探测技术的局限性以及地球物理异常的多解性，使得物探异常的推断解释比较困难，例如：近间距并行管线的探测、各类非金属管线的探测、

2、各种干扰因素的识别与消除等等。在城市地下管线探测中，上述探测难题均不同程度的存在，如果解决不好，不但影响整个探测工程的质量，还会严重影响信息管理系统的建设和正常运转。本文对这些复杂条件下物探技术的应用进行了归纳和探讨，以供业内人士在今后的城市地下管线探测中参考使用。2地下管线探测的基本原理及方法2.1原理9电磁法是探查地下管线的主要方法，它是利用地下管线与周围介质的导电性及导磁性差异为主要物性基础，根据电磁感应原理观测和研究电磁场空间与时间分布规律，从而达到寻找地下管线的目的。[1]地下管线探测时，依靠主动

3、或被动的场源激发，在管线中形成电流，管线中的电流就会在其周围空间产生同频率的交变电磁场，利用物探仪器在地面观测电磁场的空间分布，根据电磁场的分布特征，确定管线空间位置。地下管线的存在会改变天然的或人为产生的地球物理场的分布，即产生异常。研究这些异常的形态、分布、形状可获得地下管线位置的有关资料。管线探测的基本原理是建立在理想条件下，设地下只有一条水平无限载流管线、管线周围介质为高阻且空间无电磁干扰，观测剖面为与管线正交的地面水平线。根据管线材质类型的不同，探测的方法也有多种。2.2金属管线的探测方法对于金属

4、管线的探测，主要使用直接法和电磁感应法进行探测。[2]直接法对有暴露点的金属管线十分有效，是将发射机信号输出端直接连在被测管线上，其特点是信号输出强、抗干扰性强。电磁感应法对于暴露点极少和较大管径的金属管道探测比较适合。9对于金属管线而言，电磁法是探查地下管线的主要方法，它是利用地下管线与周围介质的导电性及导磁性差异为主要物性基础，根据电磁感应原理观测和研究电磁场空间与时间分布规律，从而达到寻找地下管线的目的。地下管线探测时，依靠主动或被动的场源激发，在管线中形成电流，管线中的电流就会在其周围空间产生同频率

5、的交变电磁场，利用物探仪器在地面观测电磁场的空间分布，根据电磁场的分布特征，确定管线空间位置。因此，要取得理想的地下管线探测效果，必须满足下列条件：首先，在地下管线上形成的电磁场，其分布规律或分布特征能够被探测和计算；其次，场源在目标管线上能激发出一定强度的电流，并使电流尽可能少的在非目标管线、干扰物和介质中通过，以压制或消除干扰因素；此外，使用的探测仪器必须先进，尽可能丰富的提供物理场的真实信息，保证探测精度。3.2非金属管线的探测方法9对于非金属管线，目前采用较多的是地质雷达的方法。这种方法是利用脉冲雷

6、达系统，连续向地下发射脉冲宽度为几毫米的视频脉冲，然后接受从管壁反射回来的电磁波脉冲信号，它的原理是利用地下管线与周围介质之间的物性差异来探测地下管线的，是一种使用高频电磁波探测地下介质分布的非破坏性探测仪器，通过剖面扫描的方式获得地下剖面的扫描图像。[3]雷达通过在地面上移动的发射天线向地下发射高频电磁波，在地下旅行的电磁波遇到不同的电性界面时，就会发生反射、透射和折射。电介质间的电性差异越大，反射回波能量也越大。反射到地面的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过雷达主机精确地记录下反射回波到达

7、的时间、相位、振幅、波长等特征，再通过信号叠加放大、滤波降噪、图像合成等数据加工处理手段，形成地下剖面的扫描图像，通过对雷达图像的判读，便可得到地下管线的分布位置和状态。地质雷达对非金属管道是比较有效的，但目前其价格比较昂贵，普及率较低。3.3电力、电信管线的探测方法由于电力电信管线本身就携带有一种“源”。直接使用探测仪便可对其追踪、定位、定深。若信号较弱时，可采用夹钳法，运用此法时，应将夹钳一端接到发射机上，夹钳夹到目标线缆上，打开发射机，选定一个合适频率，余下的操作与直接法相同。此方法对于管径较细的管线

8、尤为适用。4复杂条件下地下管线探测技术的应用4.1近间距并行管线的探测9城市地下空间资源非常有限，地下管线大部分都是平行埋设，这种埋设方式尤其是在管线近间距并行时对管线探测的影响较大，其异常特点主要表现为：管线的间距小时，异常曲线往往呈单峰状，不能用峰值多少来判断有多少条管线存在；管线间距大时，异常虽可能出现几个峰值，但曲线常具不对称性，且异常峰值相对于管线的平面位置有位移。这主要是因为管线之间的耦合、互感而产生