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使用指南


地下管线探测仪怎么用


时间:2019-1-11 17:15:08 | 作者:红足一世足球 | 标签: 地下管线探测仪


  地下管线测量从工程对象上看,属于线路工程测量;从业务范围上看,地下管线测量属于市政工程测量。 其工作性质是对地下管线工程缺失竣工测量的事后补救。内容包括地下管线探查和地下管线测绘,还包括地下管线信息管理系统建立。 


一地下管线的工作流程:
  资料收集和踏勘,技术设计,仪器检验,实地调查,仪器探查,控制测量,管线点测量,地下管线图编绘,地下管线数据库与管理信息系统的建立。


二、地下管线的种类:
1)由铸铁、钢材构成的金属管线,如给水管、燃气管、供热管。

2)由铜、铝材料构成的电缆,如电力电缆与路灯电缆、通信电缆。

3)由水泥、陶瓷、塑料材料或砖砌的非金属管线,如排水管道、人防通道。


三、地下管线的探测方法:
(1)实地调查法:适用于明显管线的探测,实地查清权属、性质、规格(材料、断面尺寸、电缆根数或孔数、电压) 、附属设施名称;测量管线点的平面位置、高程、埋深、偏距。

(2)物探调查法:适用于隐蔽管线;

(3)开挖调查法:适用于采用物探方法无法查明或为验证物探法精度的情况下。

四、地下管线的物探方法:
(1)金属管线:电磁感应类(频率域电磁法)
1)主动源法:

直接法直接法



1 直接法:用导线直接连通探测仪和管线两点。
2 夹钳法:用夹钳夹取管线求得探测数据。
3 电偶极感应法:不接触管线用电偶极感应得到管线磁场从而跟踪和定位管线。
4 磁偶极感应法:不接触管线用磁偶极感应得到管线磁场从而跟踪和定位管线。
5 示踪法: 在管道中放入电磁信号发射器进行跟踪。

2)被动源法:
甚低频法


1 工频法: 以工业交流电频率发射电磁波为场源,通过地下探测场参数变化来定位。
2 甚低频法: 利用超长波电台发射电磁波为场源,通过地下探测场参数变化来定位。


(2)非金属管线:
1电磁法:地质雷达,发射高频电磁波,接受回波来判断地下结构从而测定管线走向。
2 地震波法: 浅层地震仪, 人工产生地震波, 利用管线与介质不同的波阻来定位管线。
3直流电法:电阻率仪,利用管线与介质之间电阻差异来定位管线走向。
4磁法:磁力仪,利用金属管线与周围介质的磁性差异,判断磁异常来定位管线。
5红外辐射法:红外辐射仪,地下管线与周围土壤有温差,常用于管道漏点定位。
6声学定位:常用于漏水定位,以及塑料自来水管道和煤气管道追踪。
(3)电力电缆:采用被动源法的工频法初步定位,再用主动源法精确定位;
(4)电信电缆:采用管线仪主动源法。

  地下管线探查物探方法主要包括被动源法和主动源法,被动源法包括工频法、甚低频法等;主动源法包括直接法、感应法、夹钳法等。我们一般采用的是主动源法。

①工频法

  利用载流输电电缆中所载有的5 0~6 0Hz交变电流所产生的工频信号或金属管线感应电流所产生的电磁场进行管线探测。

②甚低频法

  利用甚低频无线电台所发射的无线电信号,在金属管线中感应的电流所产生的电磁场进行的探测方法称甚低频法。此法在实际工作中应用较少。

③ 直接法

  直接法有三种连接方式:单端连接、双端连接和远接地单端连接。三种连接方式都是将发射机电磁信号直接加到被查金属管线上。该法信号强,定位、定深精度高,易分清近距离管线,但金属管线必须有出露点,且需良好的接地条件。

  选用直接法时,无论那种连接方式,连接点必须接地良好,应将金属的绝缘层浔刮干净,接地电极尽量布设在垂直管线走向的方向上,距离大于1 0倍埋设深度的地方,力尽量减小接地电阻。直接法严禁在易燃、易爆管道上使用。

④感应法

  通过发射机发射谐变电磁场,使地下金属管线产生感应电流,在其周围形成二次场。通过接收机在地面接收二次场,从而对地下管线进行搜查、定位。感应法分为磁感应法和电偶极感应法。

  磁偶极感应法:分水平磁偶极子和垂直磁偶极子两种形式。

  ● 水平磁偶极子:发射机呈直立状态,发射线圈面垂直地面,这是发射线圈与管合最强,可有效地突出地下管线异常,并可压制邻近管线的干扰。

  ●垂直磁偶极:发射机的发射线圈在管线正上方呈平卧状态,发射线圈面水平,发射线圈与被压管线不产生耦合,被压管线不产生异常,此法可有效地市分平行管线

  电偶极感应法:是利用发射机两端接地产生的一次电磁场对金属管线感应产生二次场,从而达到探测目的,此法受接地条件影响,在管线探测中相对用得较少。

⑤ 夹钳法

  利用夹钳把发射机信号加到金属管线上的方法。该法信号强,精度高,普遍用于电信、电缆和小口径的煤气、给水管道探测。

2)实施物探方法应具备的条件

① 被探查的地下管线与其周围介质之间应有明显的物性差异;

② 被探查的地下管线所产生的异常场有足够的强度,应能在地面上用仪器观测到;

③应能从干扰背景中清楚地分辨出被查地下管线所产生的异常;

④ 探查精度应符合《规程》规定的要求。


3.3不同专业地下管线探测技术方法

1)给水管线
  给水管线一般分为金属给水管线的探查和非金属给水管线的探查;金属给水管线的探查可以采用感应法和直接法进行探查,非金属管线探查可以利用地质雷达进行探查,或者利用钎探、开挖方法直接取定管线位置和深度。
A、感应法的具体探查操作方法

  Ø利用明显给水管线点(如阀门井等)确定给水管线的大致走向。

  Ø沿管线大致走向,放置管线探测仪的发射机,发射机的放置方向应与管线走向一致。选择适当频率(针对给水管线,一般利用小于16K频率进行追踪,确定方位;利用大于30K频率进行详细探查,确定其平面位置和深度。)进行发射信号。

  Ø利用接收仪器接收有效信号。有效信号应确定为给水管线受发射机发出信号而产生二次感应磁场信号,在发射机与接收机相距较近的情况下(根据发射机发射频率决定间距),接收机接受到的是发射机发射的一次磁场信号,此时不能将该信号作为确定管线的有效信号。

  Ø根据接收到的有效信号进行分析,确定管线平面位置和深度。


B、直接法的具体操作方法

  Ø直接法就是将发射机与裸露的给水管线直接连接起来,对金属给水管线直接加载电流,使管线和发射机地线形成一个电流回路,产生电磁场,使金属给水管线感应电流后产生二次磁场。

  Ø同感应法一样,利用接收机接收信号而分析确定管线的平面位置和深度。

  利用地质雷达解决非金属给水管线的探查的问题,本标书在下一节《重点、难点解决方案(UPVC探测技术等)》中做出了详细的阐述。


2)电信管线

  电信管线包含了电信、联通、网通、移动、铁通等权属单位管线,其埋设方式一般分为直埋、管埋和沟埋。

  电信管线的仪器传输信号一般都比较好,由于其直径都比较小,因此,探查方法主要是夹钳法。

  夹钳法是利用管线探测仪器的夹钳设备,直接夹在电信管线上,夹钳设备本身产生较强的环形磁场,使被夹住的电信管线产生较强的感应电流,从而产生二次感应场。


3)电力管线

  电力管线探查一般可采用工频法或夹钳法来进行探查。

  利用载流输电电缆中所载有的交流电流所产生的工频信号或金属管线中的感应电流所产生的电磁场进行管线探测。

  工频法不需要建立人工场源,方法简便,成本低,工作效率高,但分辨率不高,深度精确率较低,用于电缆探查的初探,在地下管线盲探中非常实用。

  夹钳法的使用同电信管线中的夹钳法使用方法一样。电力管线使用夹钳法信号相对比较好,探查精度比较高,一般情况下,完全满足《规程》规定的精度,是电力管线探查的主要方法。

  总之,管线探查的主要决定因素是其材质的变化,对于金属管线来说,目前的地下管线探测仪基本完全可以进行探查;对于非金属来说,目前比较好的解决办法就是利用地质雷达进行探查。


4 重点难点解决方案(UPVC探测技术等)

  在地下管线普查过程中,往往会遇到非金属(UPVC等)管线及相邻较近且走向一致的地下管线埋设方式,由于目前的地下管线探测仪是利用金属管线对电磁波产生感应的物理特性而获取信号异常值的办法确定管线的位置和深度的,因此,对于非金属(UPVC等)管线没有该物性的现象,是目前地下管线普查过程中存在的一个重点难点。同时,由于该物理特性的存在,使相邻平行的金属管线产生互感现象且都会产生信号异常,因此,相邻平行的管线探测也是地下管线普查过程中存在的另一个重点难点。


4.1 非金属(UPVC等)管线的探测技术

  通过调查发现,PE、PVC、混凝土等非金属管线在临汾市政建设中应用比较普遍,而非金属管线的探测也逐渐成为管线管理部门和管线探测单位的一大难题,而解决这个问题目前比较有效的探测方法就是利用地质雷达进行管线探查。

  采用目前国际上先进的SIR-20探地雷达,利用宽带高频时域电磁脉冲波从地面向地下发射,通过在地面上接收地下目标体电磁波反射波的传播时间及强度,再经过计算机系统的解析处理形成地下断面的影象,从而准确定地查明地下管线位置。

管线的探测技术

  对给水砼管线等非金属管线探测时,根据现场条件、管径的大小及目标管线与周围介质的差异等特性,采用示踪电磁法、探地雷达断面扫描探测及钎探、开挖验证等方法。具体做法为:先将管线上的明显点(阀门井、排气阀井、测压井等)定位,再利用金属分支管线采取示踪法确定其与非金属管道的连接点。对过桥、穿路、拐弯等特殊地带的局部金属管线用探测仪探测定位。利用上述方法确定的管线点可大致将管线走向及所在范围圈定,根据已探明管线的情况,在需要确定管线点的地段,用探地雷达进行断面扫描探测。在具备钎探或开挖条件的地带,进行了钎探或开挖验证。

  对于水泥、PVC、PE等非金属材质的地下管道,工作中无法采用管线探测仪进行探测。为了解决对这些特殊材质的地下管道的探测,确保管线普查的探测质量及普查的完整性,我们在工作中采用美国生产的最先进的SIR—20型探地雷达进行探测。因PVC、PPE材质的管道 的特殊性与周围介质的电性差异较小,使管道在雷达剖面上的异常很弱,为解决这一问题,采取增大两者电性差异的方法进行探测,如雨后管道周围土层变的湿度较大,使其与管道的电性差异增大,使管道在剖面上的异常较为明显,通过异常分析能够较为准确的确定管道理的平面位置和埋深。通过试验和在其它工区的应用取得了较好的效果,解决了这些特殊材质的地下管道,用其它探测方法难以解决的问题。


4.2 复杂、疑难管线的探测技术方法

  对管线分布密集,管线上下重叠、相互平行、相互叠交干扰的地段,探查时往往需要从已知到未知,从外围到局部,多种方法综合探测。

1)直接法

  将信号直接加到目标管线上,其特点目标管线信号得以强, 且信号不易受邻近管线的干预,管线的定位、定深精度高,主要用于金属管线有出露点时的定位、定深及追踪各类金属管线。

2)夹钳法

  通过夹钳上的的感应线圈将信号直接加到目标管线上,其特点信号强定位、定深精度高,且不易受邻近管线的干预。主要用于管线直径较小且有露点的金属管线的定位、定深或追踪。

3)水平压线法

  将发射机侧立于邻近干扰管线正上方,利用垂直偶极子施加信号时,使其发射机正下方的管线信号为零,压制地下干扰管线,突出邻近目标管线信号,是区分平行管线的有效手段。(如图)

水平压线法

4)倾斜压线法

  根据目标管线与干扰管线的空间分布位置选择发射机的位置和倾斜角度,在保持发射线圈轴向对准干扰管线的前提下,尽量将发射机置于目标管线上方附近,增强目标管线的信号,压制干扰管线。从而区分目标管线和干扰管线, 达到对目标管线准确定位、定深的目的。

5)电流值法

  当用直接法工作时,被施加信号的目标管线上电流最大,而其它并行管线电流为感应电流,电流值较小,通过测量出电流值大小方法区分出目标管线。(如图)

电流值法
6)电流方向法


  用直接法工作时,被施加信号的目标管线上 电流方向是指向前方(指向远离信号源的向方),而邻近管线上电流方向是指向后方(指向信号源的向方),通过测量电流方向区分出目标管线。

7)三通(T形支管)定位法

  在目标管线上的分支管线施加信号,通过对目标管线上与分支管线的三通的定位,在复杂地段来区分目标管线。施加在分支管线的信号从支管流向主管,然后又向主管线二边流动,在三通位置会出现峰谷响应(零值),沿主管两侧信号会增加。根据这一特性来用以区分目标管线。

4.3探测过程中避免和压制干扰信号方法

  管线的定位、定深是通过接收管线上的信号而完成的,但在探测过程中信号常常会遇到各种因素干扰,如人行道边的隔离栏、金属护栏、广告牌的金属框架、构件、架空电缆、路灯线、信号灯线、水泥路面下的钢筋网、机动车辆等,均会对接收的信号形成干扰。工作中避免、压制干扰的主要方法有:
①尽可能的避开有干扰源的地段,进行探查。
②对机动车辆造成的干扰,应尽可能避开车辆高峰时间进行探查。
③对金属防护栏、隔离栏造成的干扰,探测时将接收机提高,使接收机下端的内部天线与与金属防护栏、隔离栏持平,从而达到压制干扰的目的。
④由于泥路面下的钢筋网的应响,探测时信号会有明显的消失以信号扩展到更大的范围,这时可将接收机提起0.5米,将仪器的灵敏度调低, 从而达到压制干扰的目的。


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