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非开挖式管道探索技术

日期:2012-12-12 09:07 人气:

随着我国城市化建设的高速发展,被誉为城市“生命线”的地下管线发展也非常迅猛,但随之而来
地下管线破坏事故也越来越多。地下管线日夜担负着城市的水、电、信息和能量传输的职责,如果我们在非开挖施工时对其造成了损害,不但会对工程工期造成延误,更会对城市居民的生活造成巨大影响,因此,非开挖施工前的地下管线探测工作显得尤为重要。本文介绍了几种传统的地下管线探测方法,也对几种近年才出现的,但现场施工经验又相对不足的方法作了简要介绍。

地下管线探测技术在我国起步较晚,从20世纪50年代起,国内生产厂家和科研单位便开始研制地下管线探测仪器,但是,由于受到机械设备、电子器件等其他基础工业技术力量薄弱的限制,所制得的探测仪器体积大、精度低、操作也不方便。这段时间的地下管线探测作业,基本使用人工开挖,管线探测仪器仅起到确定开挖点的作用。进入80年代,我国基础工业发展迅速,物探理论也取得了巨大进步,基于物探的较先进管线探测仪器开始应用并批量生产。80年代以后,在市政部门、测绘部门、物探部门、国内大中院校和科研院所的努力钻研下,许多操作简便、体积小、精度高的管线探测仪器被研制出来并被批量生产。这些技术的突破,使地下管线的探测技术取得了较快的发展。用探测方法代替开挖法是探管技术中一次突破性发展,既减少了开挖经费,加快了地下管线的测绘速度和周期,又保护了城市环境。地下管道探测技术在市政管理及单项

工程建设中的应用不仅考验了~批仪器,而且培养了一批技术业务骨干,开辟了大面积推广这项技术的路子。与此同时,为了统一全国地下管线探测工作,建设部于1993年编制了《城市地下管线探测技术规范》『11(CJJ61-94)作为行业标准,用于指导和规范地下管线的探测工作。经过多年的生产实践,作业人员应用先进的科学技术和电子计算技术,在探测过程中不断总结经验和教训,提出了各种不同类型探管仪的探测方法和意见,也促进了探测技术的发展和更新。


地下管线探测技术的分类

地下管线探测一般采用两种方法:直接量测法和仪器探测法。直接量测法,即井中调查与开挖样}同或简易触探相结合的方法,直接量测的主要对象是排水管、污水管、自来水及煤气井中的阀门、水表、裸露管、管沟电缆、电信人井及手孔等,不需使用探测仪器,只要简单的测量工具量读准确就可以了。由于此类技术比较简单,本文对此不作详细介绍。仪器探测法是仪器探测与井中调查相结合的一种地下管线探测方法。针对埋于地下肉眼见不到的金属与非金属管道、电信及电力电缆等管线,我们则必须借助先进的方法技术与探测仪器,定位出目标管线的平面位置及埋深。此类探测方法大多数是在地球物理探矿方法的基础上延伸的。根据地下管线探测原理的不同分为两类:无“源”管线的探测和有“源”管线的探测。下面就来说说无“源”管线的探测方法。

无“源”管线的探测

无“源”管线即管线本身不是输送电信号、不在周围产生磁场的管线,此类管线只能通过工作者主动探测。根据管线材质类型的不同,探测方法又分为两种类型:金属管线的探测和非金属管线的探测。

(1)金属管线的探测

金属管线的探测技术比较成熟,目前主要使用的是直接法和电磁感应法进行探测。

1)直接法

使用直接法探测时,在接地夹钳周围将探测仪发射机电缆线一端接地,另一端与待查的目标管线的暴露点相连,并保持良好电性。打开发射机,选定频率(一般为33kHz),操作员手持探测仪接收机,保持与发射机相同的频率,沿管道前进方向左右搜索,根据接收机上显示的目标管线产生的磁场信号强度对目标管线进行追踪和定位,并对需要测深的地方测出其深度。直接法对有暴露点的金属管线十分有效,其特点是信号输出强、抗干扰性强。

2)感应法

感应法是利用磁偶极源在地面上建立一个交变电磁场,地下金属管线在一次场的作用下,产生感应电流,电流在管线中流动,产生二次场,在地面上探测二次电磁异常,便可确定地下管线的空间分
布。对于直埋于地下的金属管线(如自来水、煤气、工业管道、电力及通信电缆等),可以考虑利用这种方法。感应法用途广泛,既可以对没有出露的,无法用直连法施加信号的管线进行定位和进行长距离连续追踪,还可以在一个无障碍区域内盲扫来确定有无管线存在。

(2)非金属管线的探测

对非金属管线的探测对一般可也可以通过直接法将其探测出,原理如上。对于较复杂的管道,则可以采用法地质雷达、电磁感应法、示踪法、记标标识法等方法。

1)地质雷达法

地质雷达法(GPS法)是通过分析、利用地下管道与周围介质之间的物性差异来探测地下管线的。地质雷达工作时,利用脉冲雷达系统,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。它是一种无损原位探测技术,可以在各种工程现场安全使用并具有良好的抗干扰能力,数据采集也方便快捷,效率较高 。它对金属管线或非金属管道都是有效的,但目前其价格比较昂贵,普及率较低,探测深度可达30—50M。

2)电磁感应法
电磁感应法是以地下管线与周围介质的导电性及导磁性差异为主要物性,根据电磁感应原理,观测和研究电磁场空问与时间分布规律,从而达到寻找地下金属管线或解决其他地质问题的目的。它是
探测地下管线的主要方法,应用电磁感应探测地下管线的有方式多种,如:工频法、电偶极感应法、磁偶极感应法、电磁法和夹钳法。

3)示踪法

示踪法主要是对有管口的管道进行探测。探测时,将一种安装在钢性软杆上的发射探头从井口推人被测的非金属管道中,随着发射探头在管中向前移动,我们就可以在地面上对其定位,并描绘出管
线铺设的轨迹。根据仪器的不同,发射探头的深度测量可以在接收机上直接读取,没有读取功能的仪器,我们也可以通过公式进行计算,但要考虑到探头位置是在管底,对计算的结果需要进行修正。此种方法对自来水管、污水管等管道进行探测时,由于探头所在环境恶劣和受管道输送物质干扰强等因素的干扰,测量相对困难。

4)记标标识法

记标是一种管线标识设备,由记标和记标探知器两部分组成。其工作原理是:在管线铺设初期预埋
记标,探测时由记标探知器向地下发射特定频率的电磁波信号,当记标收到该信号时,记标会在电磁波激发下产生同频二次磁场,记标探知器接收到该磁场便获取记标的位置。此种方法在铺设地下管线的同时,需要将记标埋设于管线的关键部位,如弯头、接头、分支点、维修点以及今后需要查找的部件等部位的上方,对于探测城市中已埋设的非金属管线,此方法无法使用。


 

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