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基于复杂条件下地下管线探测模拟方法探究

发表时间：2020/8/7 来源：《基层建设》2020年第10期作者：王梓帆吴强

[导读] 摘要：在城市的发展过程中，地下管线的布设种类较多，有给水、燃气、热力等各种管线，而且不同管线由于性质不同埋设的方式也存在很大的不同，因此，采取相应的探测技术是十分重要的，通过分析探测技术的应用重点，提供有效的方法。

        上海勘测设计研究院有限公司上海市 200086
        摘要：在城市的发展过程中，地下管线的布设种类较多，有给水、燃气、热力等各种管线，而且不同管线由于性质不同埋设的方式也存在很大的不同，因此，采取相应的探测技术是十分重要的，通过分析探测技术的应用重点，提供有效的方法。基于此，本文主要对基于复杂条件下地下管线探测模拟方法进行探究，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
        关键词：地下管线；探测技术；措施
        引言
        地下管线是城市赖以生存和发展的基础，能够确保城市各项功能的正常发挥，是有利于城市人民安居乐业的重要保障，确保现代化城市的高效率运转。在当前城市化建设的过程中，作为城市基础设施的城市地下管线施工是十分重要的，其不仅关系到城市未来的发展，还与人们的日常生活息息相关。地下管线的种类比较复杂，结构也繁多，探测技术的应用十分重要。
        1地下管线探测技术的主要原理
        地下管线探测技术的主要原理主要是在地下管线探查活动中，电磁法是比较常用的技术方法，其物性基础主要是周边介质与地下管线形成的导磁性差异、导电性差异，通过电磁感应原理完成研究与观测的基本任务，确定电磁场的时间以及空间具体的分布规律，定位地下管线。进行探测地下管线时，借助别动或者主动激发场源，管线内部产生电流，管线系统内部的电流在周边空间产生频率一致的交变类电磁场，通过物探设备在地面对电磁场进行观测，确认空间分布情况，依照电磁场的具体特征，掌握管线实际位置。形成探测条件：将电磁场设置到地下管线系统中，可计算与探测分布特征与分布规律。处于目标管线上的场源需要激发电流，并形成一定的强度，电流不可过多地通过介质、干扰物与非目标管线，进而将干扰因素消除或者进行压制。探地雷达借助周边介质与地下管线之间存在物性不同，实现探测目标，其属于非破坏类的探测设备，探测时重点运用高频电磁波，可实现地下介质分布状况的相应探测目标，可提供扫描图像。在地面转移发射填的位置，雷达可将高频电磁波发射到地下，电磁波与各个电性界面进行接触，产生反射作用，除此之外还有折射与透射。如果电介质之间存在过大的电性差异，就会形成更大的反射型回波能量。电磁波被通过反射的方式发送到地面上，接收天线和发射天线进行同步移动，借助雷达主机对信息实施记录，主要记录内容包括波长、振幅、相位与时间等，利用信号叠加有效放大，应用图像合成技术与滤波降噪技术，对数据实施处理以及加工，掌握地下剖面的基本状况，判读雷达图像，获取地下管线对应的分布状态与位置。
        2地下管线探测遵循的基本原则
        地下管线探测技术的应用需要根据《城市地下管线探测技术规程》中的相关规定，同时需要结合近年来地下管线探测的实际情况，同时对相关的资料进行分析，试验相关方法应用的合理性。地下管线探测遵循的原则：（1）先易后难，先钢管后铸铁，先浅后深；（2）采用的探测方法要轻便快捷，如果对某个区域的探测有多种方法，需要优先选择快捷、安全和成本低的方法；（3）探测区域条件复杂，需要根据实际的探测情况选择综合性的方法，探测的方法选用综合物探法，确保探测结果的可靠性，提高对管线的分辨率。
        3基于复杂条件下地下管线探测模拟方法
        3.1电磁波法的应用
        基于复杂条件下地下管线探测模拟方法之一是电磁波法的应用。电磁波法也称为地质雷达法，主要是应用电磁波的反射和折射原理，通过电磁波发射装置向地下发射出高频的电磁波，地下不同环境就会向地面反射出相对饮的波形，根据反射波推断管线位置和埋设深度，探测出管线的具体位置和规格，该种技术也是目前地下探测中应用比较广泛的一项技术。

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        3.2内外业一体化探测技术
        基于复杂条件下地下管线探测模拟方法之二是内外业一体化探测技术。城市地下管网的探测主要应用的技术是物探技术，在进行数据信息的采集方面应用的主要手段是数字信息测绘技术，当前随着科学技术的不断发展，内外业一体化技术在城市地下管网中的应用逐渐普及，在地下管网的探测中，应用的物探方法和设备越来越完善，探测的技术含量也在不断提高。同时数字化测绘技术的不断发展，有效提高了施工效率和水平，在地理空间信息的获取方面，GIS技术的应用不断深入，充分提高了效率。
        3.3地下管线数据综合处理软件
        基于复杂条件下地下管线探测模拟方法之三是地下管线数据综合处理软件。城市地下管线数据处理的主要对象为外业探测获取的原始数据，它是一项烦琐、复杂的工作，具有数据量大、涉及内容多等特点。地下管线数据主要由空间数据和属性数据两部分组成，数据处理包括建库、查错、误差计算、成图、工作量统计、输出报表等几个过程。软件基于．NET+C#的开发模式开发。．NET是微软的新一代技术平台，为敏捷商务构建互联互通的应用系统，这些系统是基于标准的，联通的，适应变化的，稳定的和高性能的。从技术的角度，一个．NET应用是一个使用．NETFramework类库来编写，并运行于公共语言运行时（CommonLanguageＲuntime，CLＲ）之上的应用程序。C#是微软公司发布的一种安全的、稳定的、简单的、优雅的，由C和C++衍生出来的完全面向对象的、运行于．NETFramework之上的高级程序设计语言。UPD2018采用．NET平台，以C#为开发语言，遵循模块化设计思想，实现了一套功能丰富、交互友好、界面美观的地下管线数据综合处理软件。
        3.4物探技术的应用
        基于复杂条件下地下管线探测模拟方法之四是物探技术的应用。随着时间的推移，我国科技水平在不断地发展与提高，且城市地下管线探测工作的要求与难度也在不断提高，为此，在上世纪八十年代后期，我国工程物探领域应用了物探技术，并由此而广泛地应用于各个城市的地下管线探测工作中，随着相关人员对物探技术的深入研究，地表测温、浅层地表地震、电磁感应及高精度磁场等技术也在不断的研发而出并应用于城市地下管线探测工作中，极大地提高了探测工作的水平与效率。
        4地下管线探测的质量控制
        地下管线的探测本身就是一项比较复杂的工程，充分做好前期的准备工作是有必要的。（1）提前对管线探测人员进行培训，确保操作人员能够熟悉掌握相关探测设备的使用方法，在实际的探测中灵活运用；（2）对相关的仪器设备进行检测，确保在实际的探测过程中，将存在的误差控制在一定的范围内，应用的仪器设备能够正常使用，确保城市管线的探测工作的顺利进行；（3）在进行管线探测之前，需要对探测区域环境进行考察，提前做好探测方面的规划工作，根据考察的结果选取相应的方案。
        结语
        综上，城市地下管线的建设工程对城市的发展有十分重要的作用，地下管线的施工本身就是一项复杂的工程，需要提前了解区域内的环境条件，选择适宜的探测技术和方法，灵活运用探测技术，进一步提高探测水平，进一步促进城市地下管线建设工程的有序进行。
        参考文献：
        [1]赵欣，王希良，刘珍岩等.复杂条件下的地下管线探测模拟[J].物探与化探，2014（6）：216-221.
        [2]曹冬冬，徐秋艳.复杂条件下城市地下管线探测技术的应用[J].资源信息与工程，2018，33（6）：144-145.
        [3]王宝明.复杂条件下城市地下管线探测分析[J].百科论坛电子杂志，2018，（2）：64.
        [4]陈友良.复杂条件下城市地下管线探测技术探究[J].建筑工程技术与设计，2017（19）.