夏福瑞
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摘要：深埋地下管线精确探测一直是管线探测领域的重点和难点，本文介绍了几种深埋地下管线的探测方法,包括电磁感应探测技术、钻孔磁梯度探测、地质雷达探测技术、惯性陀螺仪定位探测技术。结合某10kV电力管线精确探测工程实例，在实践中重点探索了惯性陀螺仪探测深埋地下管线的方法，实现了对该电力深埋管线平面位置与埋深的精确定位，切实保障了管线的运行安全。
关键词：深埋地下管线；探测；电磁感应；地质雷达
1引言
地下管线的安全运行涉及到国家的安全稳定，涉及城市的整体运行和千家万户、各行各业的切身利益。随着我国城市建设的日益加速和工业建设的大力推进，大量的管线被直埋、顶管等各类方式铺设于城市地下空间。近年来，虽然我国大部分城市进行了管线普查，但常规普查作业只能解决浅表层埋深的地下管线探测问题，对深埋地下管线探测束手无策。由此，对深埋地下管线进行精确定位研究，显得至关重要、迫在眉睫。深埋地下管线是指埋深超越4米，以直埋、非开挖等技术方式铺设的管线。常规管线探测仪器对该类管线探测困难，探测结果难以满足工程施工对管线空间信息数据的需要。本文通过对深埋地下管线探测方法的介绍，在实践中重点探索以惯性定位仪的探测方法，实现了对某电力深埋管线平面位置与埋深的精确定位，切实保障了管线运行安全。
2 深埋地下管线精确探测技术
2.1电磁感应探测技术
电磁感应探测技术作为最常用的地下管线探测方法，其基本工作原理是：由管线探测仪发射机产生电、磁波并通过不同的发射连接方式将发送信号传送到地下被探测金属管线上，地下金属管线感应到电磁波后，在地下金属管线表面产生感应电流，感应电流就会沿着金属管线向远处传播，在电流的传播过程中，又会通过该地下金属管线向地面辐射出电磁波，这样当地下管线探测仪接收机在地面探测时，就会在地下金属管线正上方的地面接收到电磁波信号，通过接收到的信号强弱变化就能判别地下金属管线的位置和走向。此原理实现的条件：首先，要有能发出足够电能的信号源，在具备传输电能的线路中形成电流，电流在流动过程中又在该线周围产生磁场。
2.2钻孔磁梯度探测技术
一般在均匀无铁磁性物质的土层中，其磁场强度理论上为均匀场，而如果在其中有铁磁性物质存在时，将会在其周围分布有较强的磁场，从而产生磁异常，且磁异常强度由近及远逐渐衰减。深埋的金属管道属于强铁磁性物质，在其周围 区域分布有较强的磁场，因此，可以通过观测其磁异常的变化，尤其是垂直分量的梯度值的分布来判 定异常物的平面位置及埋深。 因探测钻孔距离管道距离超过0.8m的话磁梯度峰值衰减很快，所以前期最好能大致确定管道平 面位置，再用钻机在管道附近打探测钻孔。否则需要打钻的探测钻孔数量较多，需以一定的间距垂直 管道走向布置若干个钻孔。 因钻孔磁梯度探测是采用接近被测的深埋管 线进行近距离探测，故这种探测方法精度较高，误 差基本可以控制在±20cm 以内。
2.3地质雷达探测技术
地质雷达(简称GPR) 是近几年迅速发展起来的高分辨率及高工作效率的无损探测技术，在工程物探中的应用亦日趋广泛。地质雷达利用超高频电磁波探测地下介质分布，它的基本原理是：发射机通过发射天线发射中心频率为12.5M至1200M、脉冲宽度为0.1ns的脉冲电磁波讯号。当这一讯号在地下遇到探测目标时，会产生一个反射讯号。直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收机，放大后由示波器显示出来。根据示波器有无反射汛号，可以判断有无被测目标。由于地质雷达的探测是利用超高频电磁波，使得其探测能力优于例如管线探测仪等使用普通电磁波的探测类仪器。
2.4惯性陀螺仪定位探测技术
使用惯性陀螺仪定位探测地下管线是近些年发展起来的一种新探测方法。陀螺仪的原 理：一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪(gyroscope) 。探测时我们将陀螺仪放入被测管道内，并沿管道拖动，陀螺仪和加速度 计分别测量定位仪的相对惯性空间的的3个转角速度和3个线加速度延定位仪坐标系的分量，经过坐标变换，把加速度信息转化为延导航坐标系的加速度，并运算出定位仪的位置、速度、航向和水平姿态等参数，生成三维空间曲线图，从而得出管线的平面位置和埋深等数据。因陀螺仪探测其实是随管量测，所以这种方法的精度最高，理论上误差只有几个厘米。
3实例分析
3.1工程概况
某10kV电力管线精确探测工程位于成都市金牛区，由于南北高架建设的需要，须在测区范围内进行桩位钻探作业。为避免桩位钻探过程中对高压电缆管线的破坏，我公司受委托运用先进的DR-HDD-4.2型惯性定位仪对桥下穿越沟漕的10 千伏高压电力管线进行精确探测。
3.2实施方案
（1）施工前，进行资料收集和测量工作，取得待测区域最新地形图，并测量待测管道入口、出口的三维坐标值。若作业点在人孔内，进入人孔前需先行抽水及通风，并按缺氧作业环境守则进行作业。
（2）管路路径探测作业前，须先进行管路试通作业，确认该施测管路通畅无阻，如有阻塞之情形，申请业主裁决是否更改管路或取消该管的作业。
（3）完成试通作业后，将惯性定位仪置于待测管道入口处，开启惯性定位仪，并与入口处静止仪器约30秒后并与出口处以机器或人力进行拖曳。随着仪器在孔道内移动，仪器内陀螺仪即时记录惯性定位仪移动之时，其路径距离的移动及轨迹坐标的变化距离。拖至出口处亦需静止30秒，至此始完成一次探测作业，于此反复探测二次以上得最精确之成果。
3.3数据处理
探测作业完成后，需利用专业处理软件对探测数据进行计算处理。首先将惯性定位仪中探测数据下载至工作电脑中，然后将测量管道的起始点和终点坐标输入软件中，再选择有效的数据范围，最后便可生成管线空间位置信息数据。根据处理所得之数据判断本次资料是否可用，如不满足要求，则需重新进行探测作业，直至取得最精确之成果。待取得最精确之成果后，存储该笔资料的相关数据，并配合测量所得之现场地形图与制图软件内进行管线资料编辑、套绘。
3.4应用总结
本工程所测电力管道全长71.235m，惯性管道定位仪共采集管线特征点75 个，测量点间距1.5m，管线最大埋设深度11.23m，平均深度5.9米。探测成果精度如下：平面精度：±0.25% *L=±0.25%×71.235=±0.178m＜0.1h；高程精度：±0.10% *L=±0.10%×71.235=±0.068m＜0.15h，满足相关规范的要求。
4结束语
随着我国城市与工业的管道建设的发展，非开挖新技术施工管线的数量每年不断增加，但要确保这些管线的安全运行，实施科学有效的探测至关重要。在深埋管线探测工程中，我们应根据工程实际情况，选择适宜的物探方法，多手段探测，相互补充、验证，从而提高探测成果的精度和质量。通过对深埋管线的精确探测，可及时消除管线运行安全隐患，提高了管道周边工程施工决策管理的科学性、严谨性，为工程施工决策及管理工作提供了有效技术支撑。
参考文献：
[1]CJJ61-2003．城市地下管线探测技术规.
[2]徐匆匆,马向英,何江龙,等.城市地下管线安全发展的现状、问题及解决办法[J].城市发展研究,2013,(3).108-112,118.
[3]王勇,王永.综合物探方法在非开挖工艺敷设地下管线探测中的应用[J].测绘通报,2011,(4).58-61.
[4]江周勇.RD-PCM管道电流测绘系统在重庆市地下管线探测中的特殊应用[J].地球,2015,(4):305-306.