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    地下管線探測技術介紹

    提供者: 時間:2022-09-22
           作為企業中工程施工的重要環節之一, 地下管線探測的核心目的是對企業地下的各種管線分部情況進行探查, 并進行測繪。在這個過程中, 探測主要是針對地下管線進行現場調查, 通過應用不同的探測方法來對不同么的管線埋設的深度和埋設的位置, 并且對已經查明的地下管線進行測量以及管線圖的編繪。因此, 對地下管線探測相關技術的不斷研究和完善, 對于我國的企業建設以及各項工程的開展有著非常深遠的意義。

           一、地下管線探測特點

           在企業建設規模不斷擴大的過程中, 地下管線的分布也越來越復雜, 因此對于管線探測的要求也在不斷提升。由于一些管線分部的位置處于工廠、街道乃至住房的下放, 因此在探測工作的開展過程中, 將會面對很多的困難, 甚至會使得一些常規的探測方法無法使用。

           地下管線的另一個較為突出的特點就是需要探測的管線無論是類型、材料以及分布等情況都存在很大的差異, 因此在探測工作的開展過程中需要采用特定的方法來對其進行探測才可以更好的完成目標工作。隨著相關技術的不斷發展, 探測技術以及設備都在不斷的完善之中, 這對于探測過程中對管線進行精確的定位以及排除各種干擾有著非常大的幫助。

           二、地下管線探測技術原理

           進行地下管線探測的目的是確定管線的位置、走向、埋深等。地下管線與周圍土體之間存在物性差異,各種地下管線探測技術原理追根究底都是利用這種物性差異來進行探測定位。不同的物性差異決定了不同的探測方法。

           三、地下管線探測技術介紹

           (一)地下管線探測技術之直接法

           將發射機的一端連接到管線的出露點上,另一端連接在垂直管線走向的地線上,發射機通過連接向管線施加特定頻率的交變電流,該電流沿管線向其延伸方向流動,通過大地回到地線,構成回路。同時,管線周圍形成同樣頻率的交變電磁場,再在管線上方地面用接收機掃描接收這個交變電磁場,對管線進行定位、定深。

           直接法是地下管線探測中主要采用的方法之一,其優點是發射機信號輸出強、抗干擾性能好,管線定位精確,對于現場管線復雜和附近有較多金屬物的探測非常適用。

           選用直接法時,連接點必須接地良好,應將金屬的絕緣層刮干凈,接地電極盡量布設在垂直管線走向的方向上,距離大于10倍埋設深度的地方,盡量減少接地電阻。直接法嚴禁在易燃、易爆管道上使用。


           


           (二)地下管線探測技術之電磁感應法

           將發射機放在目標管線上方,由發射機線圈發出一個特定頻率的交變電磁場(叫做一次場),交變電磁場在管線上會耦合出一個同樣頻率的交變電流,電流沿管線向其延伸方向流動,同時在管線周圍又形成同樣頻率的交變電磁場(叫做二次場),然后用接收機在管線上方掃描接收這個二次場,對管線進行定位、定深。

           針對復雜條件,企業地下管線探測過程較為困難,依據感應法的具體要求能提高地下管線位置判定的準確性和完整程度,一定程度上提高地下管線探測技術的實際應用水平和運行效率,實現操作流程的完整性優化。


           


           (三)地下管線探測技術之夾鉗法

           將發射機信號施加于夾鉗上,再將夾鉗套在被測金屬管線或電纜上。夾鉗相當于初級線圈,管線與大地形成的回路相當于次級線圈。當發射機輸出的交變電流在初級繞組中流動,環形磁場穿過管線回路時,便在管線中產生感應二次電流。在管線密集區探測中,夾鉗法是一種交叉影響小的有效方法。

           需要注意的是,這種情況下產生的電流結構需要借助磁場測定的方式確定地下管線的實際位置,尤其是對其地理位置進行標注和分析,展開切實有效的地下管線探測,能在提升探測精確程度的基礎上,維護探測技術的整體水平和應用價值。


           


           (四)地下管線探測技術之地質雷達法

           在地下管線探測技術中,地質雷達法也被稱為探地雷達法。它是一種基于不同物質的導電性、導磁性和介電常數差異來探測地下地質結構的非破壞性地球物理方法。工作時通過發射天線向地下發射系列高頻電磁波,當電磁波向地下傳播時遇到金屬、塑料、土壤等不同導電性能的介質時會發生不同程度的衰減和反射,根據接收的反射波到達時間、振幅、相位、波長等信息,進行數據處理和圖像分析來達到探測地下管線的目的。

           但是,地質雷達會受到一些因素的影響,需要予以重視。

           首先,地下管線周圍介質材料會對介電常數產生差異化影響,只有保證反射系數較大,才能獲取較為清晰的圖像。

           其次,管線的周圍介質一定要保證均勻,借助挖溝回填的方式進行處理時,若是不能有效管理回填土和原土層結構,就會出現介電常數和電導率失衡的問題,嚴重影響目標管線的識別效果。

           基于此,要在管線探測的過程中,全面了解目標管線的相關參數,尤其是規格、材質以及具體埋設情況,從根本上確定連續性以及干擾隨機性,有效分析識別效果和波形特征,從根本上提高地下管線探測技術的應用效果。



           (五)地下管線探測技術之地震波法

           地震波法又稱淺層地震勘探法?;驹硎抢玫叵陆橘|的波阻抗值(密度、速度)差異,當地下不同介質界面兩側的彈性波速度和波阻抗差越大時,地震波法探測就越好。

           以地下各種介質的彈性和密度的差異為基礎,在地表以人工方法激發地震波,在地下傳播的地震波遇到不同介質的分界面時(如地下金屬、非金屬管線與周圍介質的分界面),會產生反射、折射和透射;地震波在地下不同介質中的傳播速度各不相同,研究分析人工震源產生的地震波的傳播規律,通過對地震波記錄進行處理和解釋,可以推斷地下管線的位置和埋深。根據地震波不同,地震波法又具體分為直達波法、折射波法、反射波法和瑞雷波法幾種。探測地下管線時,常用瑞雷波法,利用地下管線與周圍介質的面波差異來定位地下管線。

           (六)地下管線探測技術之高密度電阻率法

           高密度電阻率法與常規電阻率法的探測原理相同,都是以以目標管線與周圍介質之間的導電性差異為基礎的一種物探方法。利用高密度電阻率法探測時,將數十根電極一次性布設完畢,利用轉換器選擇不同的電極排列方式和移動方式,快速采集現場數據。根據電極排列形式和移動方式的不同,將電阻率法分為電測深法、電剖面法和高密度電阻率法。高密度電阻率法實際上集中了電剖面法和電測深法的雙重特點,可實現現場數據的快速采集,采集信息量大,并在現場進行數據實時處理,提高了工作效率。

           (七)地下管線探測技術之井中磁梯度法

           地下鋪設的金屬管線,一般具有較強的磁性。井中磁梯度法就是利用金屬管線與周圍介質之間的磁性差異,通過測量磁場的垂直分布強度,判別出由地下管線引起的磁異常,從而探測出地下管線的走向,再定量計算,得到地下管線在地表投影的確切位置和埋深。

           長久以來,地下管線就像一家企業的血脈,其安全性、穩定性、可靠性和運行效率關系到人們的正常生產和生活,一旦出現問題便會直接擾亂企業運行秩序,給人們的生產生活造成影響,因此也被稱為企業運行和發展的“生命線”。所以采用合理有效的方法進行管線探測,查明地下管線的位置、埋深和空間分布是非常重要的。其實,無論是電磁感應法、直接法、夾鉗法,還是地質雷達法、地震波法、高密度電阻率法等,每一種方法各有所長,且都在實際中得到應用,取得不錯的效果。但在面對管線種類多、差異大、分布亂、環境復雜的條件下,單一方法往往由于其本身的限制而無法精確探測所有管線,此時應根據探測任務和周圍環境,綜合考慮不同方法的特點,制定綜合探測方案,來保證理想的探測效果。

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