城市地下管线方面的论文
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发布时间：2022-05-31 00:19
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时间：2024-11-29 01:52
摘要结合深圳雅园立交桥工地管线探测实例，论述了综合采用多种地球物理方法，在管线
分布复杂、干扰较大的地区进行探测的方法和技术.
关键词地下管线，管线探测仪，地质雷达.
O引言
随着城市建设的飞速发展，原有城市地下管线资料欠缺的矛盾越来越突出.因此查明
地下管线，并确定其分布、埋深及走向的任务，也随着城市的建设和发展日益引起城建部
门的重视.从某种意义上讲，一个城市现代化的程度，亦多少反映在埋设在地下的管线的
数量上.因此越发达的城市，地下工作也就越多.近几年来，国内外对于地下管线的探测，
无论在技术上，还是在方法手段上都有了很大的提高，特别是在仪器装备上有了很大的改
进.直观、准确、轻便，就是这类仪器的3大优点.但是单靠某一种仪器去完成探测地下
管线的任务是很困难的，特别是在地下管线分布复杂、埋设较深、金属管与非金属管混杂
和干扰源较多的条件下更是如此.必须采用多种方法和多种探测仪器去综合解决.本文以
深圳雅园立交桥工地地下管线探测工作的成果为例，结合使用英国雷迪公司生产的管线探
测仪、加拿大pulseEKKOw型探地雷达仪和本校自制的DDW一1多用途电磁测量仪的体
会，就地下管线的探测技术;以及综合地球物理探测方法解决城市地下管线分布复杂、排
除干扰的问题作一探讨，从而为在复杂地段上的管线探测，提供一些实际可用的经验.
1工区地质及地球物理概况
本次在深圳雅园立交桥工地的探测任务是查明铺设于地下的各种管线.这些管线一般
埋深较浅，所以探测中所涉及到的地层主要为人工填土和第四纪全新世冲积层(Q4).人工
填土包括沥青路面、水泥路面、碎石路基，以及建筑垃圾和杂物，一般为0.2~0.4m，分
布于整个工区，在文锦中路较厚.第四纪冲积层(Q4)主要为黑色淤泥质粘土和黄褐色粘
土，表层含植物根系，局部含少量砂砾和石英砾，并具不同程度的固结，厚度为。.2~3.Zm.
埋设于地下的管线主要有电缆和上、排水管道.对于金属性质的电缆和管道均为良导
电体;而对于非金属性质的管道，如一些雨水管、污水管及部分水泥性质的上水管，其外
壳虽为高阻体，但当其充满水后又表现为良导体，未充满水或不充水时则为高阻体.显然
这些管线与表层土存在明显的电性差异.但是，由于区内新旧管道纵横交错，分布比较复
杂，管线之间势必存在电性干扰，加之工区位于闹市区，来往的车辆、水泥路面中的钢筋
网、路中的铁栅栏和铁质广告牌、人行道旁的高压电力线，以及表层回填土中的铁质杂物，
均对探测形成干扰.在这种复杂的地段进行探测，必须依靠多种物探方法相互配合，方能
排除干扰，识别和区分地下的各种管线.为此，我们在本次探测中采用了电磁波反射法和
绕射法、电磁感应法和连接法(充电法).
2探测方法与技术
根据深圳市城建开发处的设计，探测地下管线的工作主要布置在东门路、文锦中路至
文锦南路和笋岗路一带.其中有2个十字路口，是深圳市的主要交通干道之一该工作地
段除文锦南路为水泥路面外，其余均为沥青路面.普查工作以已知管线露头为参考点，从
正在施工桩位的地段开始，在出现异常的地段上进行追踪和定向.探测中所用仪器为英国
雷迪公司生产的RD一400型管线探测仪、加拿大生产的pulseEKKOw型地质雷达仪及本校
自制的DDW一1型多用途电磁测量仪.
RD一400型地下管线仪由接收机和发射机两部分组成，接收机可单独使用.在没有管线
露头的地方通常采用感应法探测，这时发射机发出skHz或33kHz的电磁波，该电磁波遇
到地下金属管道后，金属管道便产生一感应电流和感应电磁场.当接收机(双线圈天线)接
收到该电磁场后，接收机中的电子线路便对这一电磁场信号进行监测，并在探测目标上发
出响应.利用此响应可对目标进行定位、测深，并依次连续追踪.当探测的地方有管线露
头时，发射机发出的电磁波可通过信号夹钳直接送到管线上(金属)，接收机即可收到这一
信号并进行定位和连续追综.这种方法称为连接法(或充电法).连接法由于信号强，所以
探测精度和准确性都比感应法要好.地下所埋设的电力线和通讯线，一般直径很小，当其
有一定埋深时，其产生的感应电磁场很弱，这时可利用连接法进行探测.为了更精确地测
定管线的走向及埋深，避免行车和路面金属物的干扰，探测时要求接收机尽可能与管线走
向垂直(这时可获最强信号)，发射机与管线尽量平行，并尽可能置于管线上方.
PulseEKKOIV型地质雷达主要由一对天线组成，当发射天线向地下发射高频电磁脉冲
时，接收天线便可接收到来自地下目的体的反射或绕射回波.由于所探测的地下管线与周
围介质存在明显的电性差异(主要是电导率与介电常数上的差异)，所以发射天线所发射的
高频电磁波传播到地下管线上时，便会形成较强的反射或绕射回波，接收天线接收到这种
回波后，通过光缆将信号传输到控制台，经数据采集、记录、处理后，将雷达图像显示在
屏幕上或打印出来.通过对雷达图像的识别与解释来确定地下管线的埋深与位置.本次探
测所用的天线中心频率为100MH:;发射器工作电压峰值为4o0V;采样时窗为256ns(可
以保证探测深度达gm);时间域采样间隔为0.sns;空间域采样间隔(道距)为0.Zm;垂
直叠加次数为128次;天线距为0.6m;采用反剖面法进行工作.根据地下管线的大致走向
进行布线，使测线方向尽可能与所要探测的管线走向垂直.在测量过程中，为了避免侧面
地表金属物的干扰，必须保持天线板与地面接触好，以便使天线与地下介质很好地藕合.当
雷达探测到管线时，可配合其它仪器进行追踪与相互验证.
’
DDW一1多用途电磁测量仪由发射机和接收线圈组成，主要用于有管线露头的地方，进
行长距离追踪.探测中发射机对目标物进行充电，即将信号电流直接接到管线上，管线产
生磁场.当接收线圈接收到这一磁场信号后便在线圈上产生一电流(在目标物上可获最大
电流)，通过接收机表头上的指针摆动找出最大值.根据此最大值可以对探测目标进行定位.
该仪器能很方使地进行管线的连续追踪.
上述3种仪器的配合使用，在雅园立交桥工地的地下管线探测工作中，取得了较好的
探测效果，尤其对复杂的管线走向(如交叉、重叠、三通等)，都给予了较准确的定位，这
些结果与以后的实际开挖情况相比误差极小.
3探测成果解释与分析
本次探测工作，共查明地下上水管道12条，电力线6条，通讯线路9条.原地图上已
有的管线经过探测校正了误差，使其与管线的实际走向相符.探测成果见表1和图1.
由于这次探测工作是在车辆来往的闹市区进行，干扰较大，又由于地下管线相互交叉
和重叠，使得地下电磁场的分布十分复杂.这就为管线的探测和识别带来了极大的困难.若
不是配合多种先进的仪器设备和方法技术，以及丰富的野外工作经验和很强的解释判断能
力，这次探测任务实难完成.图2和图3为复杂地段上的地质雷达图象，其中图2在5.sm
和7.gm处反映出两条管道;图3则反映出多条管道(雷达测线布置见图1).
雅园十字路口有一处管道分布最为复杂，管道两边是阀门，中间是三通.管道从一边
阀门出来后又从另一条管道上通过(图4).管道弯头穿过52号桥墩(见图1)，路面上有
扎好的桩基钢筋笼.在这种复杂的情况下如何确定三通的位置?如何判断A、B两管(图
