王林
四川志德岩土工程有限责任公司 四川省成都市610096
摘要：城市地下管线是城市运作的“生命线”，负责着城市的电信传输、给水排水、油气输送、电暖供应等功能。在城市建设中，往往为了保护城市地下管线而需要探测其布置和埋深，以防施工破坏。从而在具体工程施工前，必须查明可能受到施工影响的地下管线。对城市地下管线的探测应用最广泛的技术就是利用物理勘探技术。物理勘探技术在对城市地下管线经行探测时，其主要原理就是利用地下管线物理的性质与埋藏管线的地质介质之间存在的差异来经行定位”1。常用的城市地下管线的探测方法主要有：电磁感应法、高密度电法、地质雷达法、人工地震法、高精度磁测法、磁梯度法和开挖和钎探等。各种方都有其利弊特点，都为解决地下管线的探测定位问题提供了有效的方法，使探测工作变得简单高效快捷。
关键词：物理勘探技术；城市地下管线；探测；应用
1地球物理勘探技术内涵建设必要性
1.1解决资源类物探招生难的根本出路
近年来，由于地勘行业的冷淡，资源物探招生受到较大影响，而新的地下空间探测技术道出了地球物理勘探专业的实质；可以为地质规划、建设、健康运营提供技术支持，例如内涵建设之一，地下管线探测，都是利用物探的原理，可以很好解决招生与就业问题。
1.2地质工作的迫切需要
2017年1月，土地资源部姜大明部长在全国国土资源工作会议上强调，把地质工作作为战略任务来抓，2017年9月1日，国土资源部发布《关于加强城市地质工作的指导意见》，紧紧围绕生态文明建设和新型城镇化目标任务，全面落实节约资源和保护环境的基本国策，坚持尊重自然、顺应自然、保护自然，拓展地质工作领域，创新技术、产品和服务，补齐地质规划、建设与管理的地质工作短板。2017年11月15日，全国地质调查工作会议召开，会上发布的《城市地质调查总体方案（2017-2025年）》提出，到2025年实现全国地级以上地质工作全覆盖。
1.3三维地下空间探测技术是地质调查的重要手段
地下空间是宝贵的自然资源，作为建设与高质量、可持续发展的重要组成部分，在缓解用地、改善地质环境质量、降低能源消耗等方面的综合效益愈益凸现。根据国家向地球深部进军的指导思想，自然资源部中国地质调查局将地质调查与地下空间的探测与利用列入“十三五”规划重点工作内容，明确要求开展地下空间三维调查、加快查清地下三维地质结构，推进立体发展和地下空间安全利用。目前，勘查手段以钻孔为主，勘探成本高且横向对比有难度，然而三维地下空间探测技术可以较好的解决。
2地球物理勘探方法
2.1直流电法
（1）电阻率法：以管线或管沟与岩土体之间的电阻率差异为基础，利用电阻率法的原理，采用相应的装置在管线或管沟上产生电阻率异常。该方法适用于探测管径较大的金属管线、非金属管线、管沟或人防巷道，通常认为径深比大于1:10，该方法能够有效的探测管线。（2）充电法：直流电源一端接金属管线或电缆，另一端接地，在金属管线或电缆周围可以产生电场，根据电场的分布规律，可以确定金属管线或电缆。该方法适用于探测具有金属管线或电缆露头的管线。
2.2磁法
以金属管线或金属窨井盖与周围介质的磁性差异为基础，利用磁法的原理，采用相应的装置测量磁场，在管线或窨井盖上产生磁性异常。该方法适用于探测磁性干扰较小的金属管线或金属窨井盖。
2.3电磁感应法
电磁感应法是根据不同材料具有不同的导磁性和导电性的基本特征，通过观察电磁场的时空分布规律，找出目标体与周围环境的差异进行分析，从而达到探测目的。电磁感应法的工作原理是通过向地下发射谐变磁场，地下管线在磁场的作用下形成电流进而生成二次磁场，接收仪器接收到的二次磁场信息通过分析，判定地下管线的埋深和空间位置等信息。电磁感应法在城市地下管线探测中常用的发射信号的方法有：感应法、甚低频电磁法、示踪法、夹钳法和直接法。电磁感应法的探测种类多样、操作简单使用范围广、精度高是最常用的城市地下管线探测的方法之一。
2.4地震波法
以管线与周围介质的波阻抗差异为基础，利用地震反射法（面波法）原理，应用相应的仪器测量管线周围的弹性波场，在管线上产生异常。该方法适用于探测大直径的金属管线或非金属管线（大直径的非金属管线）。通常，反射法探测深度较大，面波法探测深度较小，两种方法能够探测到圆管线的水平中心位置和管顶埋深。
2.5热力学法以管线与周围介质的热性差异为基础，利用相应测温设备（红外线测温仪，地温测量仪）探测管线附近一定范围的温度场，在管线上或周围将产生温度异常。该种方法适用于探测暖气管道或高温输油管道，水管漏水。
3物理探测技术在城市地下管线探测中的应用在
对管线进行探测时，主要是利用管线的材质和埋藏方式来选择所要用的物探手段。管线的类型按材质分主要分为金属和非金属两种，金属管线由铜、铸铁、钢材、铝等金属材料构成，包括燃气管、给水管、电缆、热力管及工业金属用管等。非金属管线由塑料、陶瓷、水泥等非金属材料构成，包括给水管、排水管、工业非金属用管等；按功能分主要分为工业管线、给水、燃气、热力、排水、广播电视、通信、以及电力等8大类。在对管线探测时不仅要考虑工作效率的问题，还要综合考虑其他因素，如在燃气管的探测中不能有火花产生等。在对金属管线探测时，应充分利用其具有良好的导电性和导磁性的特点进行方法的选择。电磁感应法是金属管线的高效探测方法，可以有效地对地下金属管线定位、追踪和定深，在使用时应注意将导线与目标管线保持垂直，以减少自身干扰；夹钳法对近间距并行管线的探查效果较好；感应法对于大管径且缺乏暴露点的金属管道探测效果明显。地质雷达法在探测是，向地下发出高频电磁波，遇不同介电系数的介质反射生成雷达波图像，可以测得管道的布置和埋深。对非金属管线探测时，主要有以下几种方法，电磁法、示踪法和地质雷达法。电磁法在探测时首先利用人工场源，对管道进行激发生成电流，再由接收机接收有电流产生的磁场以判断管线位置，该方法主要用于找非金属给水、电力等管线。示踪法主要是用探头放入露头的管线，然后再地面接收电磁信号。该方法对于有外露口的非金属管线如：管沟、碱管、及塑料管线等应用示踪法效果较好。地质雷达探测法，用地质雷达对非金属管线探测时，主要利用的是介电常数存在差异这一性质嘲。地质雷达法在金属管线和非金属管线的探测中都有应用，但是对于金属管线而言因为会产生全反射所以只产生顶反射波，而非金属管道就会有顶反射波和低反射波的产生，可以根据二者接收到的时间，推算管径大小。地质雷达法精度较高，是最为常用的非金属管线勘探的手段之一。
4结语
常见的城市地下管线探测物理探测方法主要有电磁感应法、高密度电法、地质雷达法、高精度磁测法等，管线按照金属和非金属材质来分，电磁感应法运用于金属管线探测效果较好，地质雷达法对于金属和非金属管线都适用，但更多地应用于非金属管线的探测。在测量中还应该考虑管线的特殊性，对于且埋深浅的管线选择激发法和压线法的效果较佳，埋深大的管线选择远端接地连接法。
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