城市地下综合管线的探查技术探讨

顾亚平 葛璐璇 冯国庆

（江苏省淮安市水利勘测设计研究院有限公司 223005）

城市地下综合管线的探查技术探讨

顾亚平 葛璐璇 冯国庆

（江苏省淮安市水利勘测设计研究院有限公司 223005）

伴随着我国城市化进程的加快，上世纪80年代末期形成的城市中心逐步褪去以往光辉的成分，与旧城中心群众生产生活的矛盾越来越深，亟需加快城市功能的改善和改造，尤其是城市地下管线的修缮和拓宽，这已经成为旧城改造的重点工作。然而，过去的城市地下管线渠道窄、埋藏时间久，尽管有文献记载，但不免存在些许差距，尤其是已经被废弃的管线，很难在施工中发现。因而，就需要相关仪器和技术对城市地下管线进行探测，并结合城市规划和发展，对城市底线管线进行综合开发和利用。

城市地下管线 综合开发利用 探测技术

进入21世纪以来，城市化进程不断加快，各个城市新区建设热闹非凡，但由此造成了诸多“鬼城”。政府部门吸收教训后，在新城拓展方面明显放慢脚步，而与此同时，在旧城改造方面投入了更多人力、物力，希望大力改善旧城集居群众的生产生活困境。在旧城改造中，城市地下管线问题越为突出，主要反映为承载力不足，亟需改造和拓宽，而这就需要利用相关探测技术，准确、全面探测地下管线，以便各地有效进行施工。

一、城市地下管线的意义

当今，城市地下管线已经普遍认为是一个城市建设的基础设施，关系着一个城市的人口承载量、商业承载力，可以毫不客气地说成是城市的“生命线”，亦或者是“血脉”。作为“数字城市”的重要依托和保障，准确地下管线资料非常关键，是城市管理的重要依据之一。近来，政府部门提出要兴建“海绵城市”，提高城市的自我调节能力，增强应对各种自然灾害的能力，而其中关键的就是要建设一张科学的地下综合管线，保障城市供水、供电、供气等等功能足够强化，能够实现自我保护，不被暴雨等天气所制约。因此，作为城市建设的重要工程之一，应进一步加强城市地下综合管线探查技术的开发和研究，以促进各地在建设“海绵城市”中有效提升地下空间和城市承载力。

二、城市地下管线概述

正如上文所述，城市地下管线主要是指通过渠道埋藏在地下的各种线路和管道，其主要包括排水（污水、雨水）、给水、燃气（天燃气、煤气）、电力、热力、中水、路灯、电信、移动、有线电视、工业管道等。这些都是一个城市建设的基本要求，是人们生产生活的基本需求。

由于近年来城市化建设技术日新月异，因此在铺设方式方面存在较大的差别，尤其是体现在线路方面，主要的铺设方式包括直埋、管沟、管埋、管块、方沟等。同时，由于功能不同，部分线路使用的是弱电，而部分线路使用的是常用电，且加上近几年设备技术的更新换代，在铺设地下管线时，采用的材料存在一定的差别，从探测方面分析，可以分为两类，一是金属管线，比如铸铁、钢等，另一类是非金属管线，比如塑料、硅、PE、HDPE、UPVC。正是如此，在探测地下管网时，应根据不同的铺设方式和铺设材料，采取不同的探测方式，从而更加有效地掌握地下管网的机构。

三、城市地下综合管线的探查技术分析

结合铺设材料的区分，可以将探查技术分为两类。

（一）探查原则

对城市地下综合管线的探查主要包括三个原则：

首先应先探查有记录、已经被发现的或当地群众普遍指认的，其次再探查已经被遗忘，且没有记录或档案的。其次，在探查中，应首先探查简单的，然后再探查复杂的。对于探查能够使用简单技术尽快探查的则优先进行，对于情况复杂的则在后期使用综合探查技术进行探查。最后，在施工前，应结合实际情况，选择管线探测仪器，并进行实验，确定相关参数，确保探查数据准确、全面、有效，主要参数包括仪器的精准度、最佳的收发距离和最小的收发距离以及最佳的使用功率。

（二）探查条件

通常，在城市地下管线探查中，应符合以下三个条件：

一是地下埋藏的管线与周围的介质具有明显的差异，探查时，探查仪器能够明显探查到异常信号。这个条件一般都会满足，因为地下管线埋藏的周围一般无较为明显特性的介质，否则难以挖掘进行埋藏。但少数城市地质情况复杂，可能存在条件不符合的情况。

二是地下埋藏的管线在被探查仪发现后，能够发从足够强度的信号，从而从其他干扰背景中分辨出来。这是因为地下管线埋葬后，周围城市建设日新月异，很有可能在周围设置一些干扰物质，比如邮箱或垃圾箱等。因此就需要探查仪有足够的抗干扰能力，能够正确区分干扰信合和有用信号。

三是在探查时，无论遇到哪种介质，无论使用哪种方法，探查具体埋藏深度的主要方法有两种，一个是直读法，即直接通过事前设定好的参数，结合仪器自身的计算，呈现出深度数据。另一个是计算法，通过探查数据后，利用数学和物理公式进行计算得出最后结论。直读法主要适合埋藏较浅的管道，因为它很简单，而计算法则适合埋藏较深的管道。

（三）对金属材料的探查技术

金属类探查仪器较多，在此，笔者主要介绍6种技术。

1、甚低频法。

此方法较为简单方便，具有成本低和效率高的特点和优势，但其不足在于精度低，且受到外界干扰时，抗干扰能力不强，一般适用于电缆和金属管线，主要工作原理是利用甚低频无线发射台的电磁场对金属管线感应所产生的二次电磁场。

2、工频法。

这类方法与甚低频法具有相同的优势，即成本低、效率高，且该方法能够有效抵抗外界干扰，是用来探查通信电缆或金属管线的最佳选择，其主要工作原理是利用动力电缆或工业游散在金属管线中感应的50Hz电流产生的一次或二次磁场。

3、夹钳法。

前文介绍的两种方法属于被动源法，该方法与前两种方法不同，其属于主动源法，即对探查范围是否有管线并不了解，其主要工作原理是通过夹钳感应线圈，利用钳套在金属管上，把信号直接加到金属管线上来定位管线。由于管径限制，该方法使用存在一定的局限性。

4、感应法。

此方法也属于被动源法，主要工作原理是利用感应线圈产生电磁场，对金属管线中感应所产生的二次电磁场来定位管线。该方法最佳收发距为20 m。

5、盲查法。

此方法应该是被动源法中较为实用的一种，虽然精度不高，但能够被广泛应用于场地管线排查工作，其主要工作方法是在所需探查范围内做纵横断面及圆状切线探测，圆状切线要以发射机为中心，纵横断面要发射机与接收机保持在一条线上并同时运动，发射机在原地转动，同时接收机以某一半径围绕发射机转动。

6、直连法。

此方法是被动源中最佳的选择，信号强、精度高、定位深，且不受邻近管线干扰，其工作方法是发射机一端接到被测金属管线上，另一端接地，利用直接加到被测金属管线上的信号来定位管线。

（四）对非金属材料的探查技术

由于非金属材料的探查缺乏介质，探查仪器较少，主要有两类：一是发射探头。此方法是过去常用的探查方法，信号强、精度高、定位准确，但会受到线缆长度的限制，其主要工作方法是将发射探头插入管沟或通信空管等，准确的探测出管道的走向和埋深。二是地质需达搜索法。该方法以宽频带短脉冲的形式向介质内发射高频电磁波（106-109 Hz），根据接收到波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度及波形资料，可推断介质的结构、构造和反射界面的深度。如图1。

图1

四、结束语

综上所述，随着城市化进程的不断加速，人们对城市地下管线的关心和重视日益提高，而与此同时，快速的城市化也给城市地下管网建设造成了诸多伤害，也造成了资源浪费，人们迫切要求城市管理者能够增加地下管线的承载力，减少短期内的挖掘和修缮。这就需要各地全面掌握地下管网，利用金属管线探查仪器和地质雷达，实现对底线管网的动态跟踪，提高利用率，增强综合开发能力。

[1]王学生,王学进,徐义平. 城市地下管线探测与建库技术探讨[J]. 现代测绘,2012,01:37-39.

[2]付宏达. 城市现有地下管线探查及数据处理方法探讨[J]. 勘察科学技术,2002,05:52-54.

[3]周鸿流,俞建林. 城市地下管线分类及物探探查方法应用研究[J]. 工程地球物理学报,2014,01:133-136.

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1007-6344（2015）12-0044-02