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复杂条件下城市地下管线探测技术的应用江华峰陈虹

发表时间：2021/7/28 来源：《中国科技信息》2021年9月上作者：江华峰陈虹

[导读] 城市管线的建设是城市发展的瓶颈，近间距并行管线、非金属管线以及深埋管线探测问题是当今管线探测的难点问题，也是城市管线建设与管理亟待解决的难题之一。

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摘要：本文针对城市地下管线种类展开分析，内容包括了给水管道、电力线路、燃气管道、其他管道等，结合城市地下管线的基本特点，如种类繁多、分布复杂、隐蔽性强、系统程度高、动态变化等，通过研究电磁感应法、地震映像法、面波法、地质雷达法、高密度电法、磁梯度法、高精度磁测法在管线检测中的实际应用，其目的在于提高积累数据的完整度和准确度，为后续地下管线的调整提供有利参考。
关键词：城市地下管线；给水管道；电磁感应法
        1城市地下管线种类
        1.1给水管道
        在城市地下管线的组成中，给水管道属于非常基础的组成部分，同时这也是确保城市居民可以正常生活的重要依靠。在具体的应用过程中，供水管道又可以细分为源水管道、输水管道和配水管道，而给水管道的铸造材质也存在着不同，常见的管道材质有铸铁管道、铜制管道、混凝土管道、不锈钢管道等，通常情况下，管径在800mm以下时，多使用铸铁管道，管径在600mm以下，多使用混凝土管道，管径超过800mm，多使用铜制管道或不锈钢管道，从综合成本支出情况来看，主要以不锈钢管道为主。给水管道的密集区域主要集中在居民区内，而城市中的其他区域，多是直来直去的布设方式，其分布密度也相对较小。
        1.2电力管道
        现阶段，电能已经成为社会经济发展的主要动力之一，预制相对应的，电力线路也属于地下管线的重要组成。为了节省地上空间，确保电力线路运行的安全性，电力比较集中的线路，如电缆便会借助地下传输的方式完成电力输送。而电力输送管道的铸造材质也存在着不同，常见的管道材质有陶瓷管、PVE管、PE管等，可以结合当地用电情况、未来发展趋势来选择相应的管道，从而提高管线运行环境的安全性。与给水管道相类似，电力线路管道的密集区域主要集中在居民区、工业园区、商业园区等用电密度大的地区，并且其分布复杂程度较高，会根据不同用电需求进行线路架设。而城市中的其他区域，多是直来直去的布设方式，其分布密度也相对较小，以节省城市地下空间。
        1.3燃气管道
        在居民的日常生活中，燃气提供了许多的便利条件，目前常用的燃气主要有煤气和天然气两种，而且燃气本身具备较高的危险性，若暴露在户外，在夏季高温环境的作用下，很容易出现管道爆裂的安全事故，因此燃气也采用地下输送的方式来进行输送。而燃气输送管道的铸造材质也存在着不同，常见的管道材质有陶瓷管、PVE管、PE管、铸铁管道、不锈钢管道等，可以结合当地用电情况、未来发展趋势来选择相应的管道，从而提高管线运行环境的安全性。燃气管道的密集区域主要集中在居民区内，而城市中的其他区域，多是直来直去的布设方式，其分布密度也相对较小。而且在铺设期间，也会尽量减少接口的使用，以提高管道的密封性，提高地下管线运行环境的安全性。
        2城市地下管线的基本特点
        2.1种类繁多
        在城市经济发展水平快速提升的背景下，为满足基础的城市运营要求，城市地下管线的丰富度也在不断提升。在城市建设初期，主要的地下管线有给水管线、排水管线、电力管线、燃气管线等。随着社会的进一步发展，又新增加了通信管线、工业管线、特殊管线等，从而为城市提供更加优质的服务。由此可见，城市地下管线在发展过程中，也在沿着种类多元化的方向发展，这也是管线未来发展中的必然趋势之一。
        2.2分布复杂
        城市建设环境的复杂程度较高，与之相对应的地下管线分布情况也呈现出复杂多变的趋势。在具体的施工过程中，地下管线相互间的交错度较高，而且具备较高密度，如很多地下管线都是呈上下分布，这也为后期检修和记录工作增添了负担。并且根据施工要求，对于不同类型的管道，在施工期间其施工深度、施工先后顺序都存在着较大差异。

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由其是一些特殊路段，在该位置的管线数量甚至会超过百条，这也是后期检修工作开展时，需要重点注意的内容之一。
        2.3隐蔽性强
        很多管线本身具备较高的危险性，如燃气管道，若暴露在户外，在夏季高温环境的作用下，很容易出现管道爆裂的安全事故，因此这些管道需要采用地下输送的方式来进行输送。同时为了美化城市环境，减少城市地上空间利用，普通类型的管线也会采用地下铺设的方式来完成线路建设。为了不影响地上部分，其分布也具备了隐蔽性特点，在同一个地层内，可能同时分布了多条管，有时也会出现线路重叠的情况，如果在改动前期没有做好相应的检测工作，那么还会对其他管线的安全性造成影响，这也是后期开发阶段需要重点关注的内容之一。
        3城市地下管线探测技术的具体应用
        3.1电磁感应法
        针对复杂地区进行地下管线探测，电磁感应法属于常用的检测技术类型，该技术的主要应用原理在于，利用地下管线和周围其他介质导电性或导磁性存在不同这一特性，根据电磁感应原理对于地下管线的分布情况进行探查，从而达到找寻地下金属管线的目的。在具体应用中，其应用流程如下：第一，对于待测区域进行简单清场，将发射机摆放在区域内后，利用发射线圈中产生的谐变电流（记作一次电流），生成用于检测的谐变磁场（记作一次磁场）。第二，地下金属管线在感应到磁场之后，在电磁感应的原理下会产生感应电流（记作二次电流），此时接收机对于感应电流进行采集，并且对于二次电流感应生成的二次磁场变化情况进行分析，从而判断出地下管线的具体位置、区域分布情况、所处埋深等。从目前的应用情况来看，该方法主要用于具备导电或导磁能力的管线，而铸铁材质在该方面的反应能力较差，因此需要适当提高发射机的发射频率，以此来提高管线反馈信号的异常强度，提高评价结果的准确性。
        3.2地震映像法
        在复杂地区进行地下管线探测中，地震映像法也属于常用的检测技术，该技术的主要应用原理在于，利用地震波在不同介质中传输时，所受到的波阻抗值具备一定的差异性，根据这一原理对于地下管线的分布情况进行探查，从而达到找寻地下管线的目的。在具体应用中，其应用流程如下：第一，对于待测区域进行简单清场，将人造地震源摆放在合适位置后，启动仪器后，开始向地下释放地震波[2]。第二，地下金属管线在感应到地震波之后，会在自身密度、材质作用下产生不同的波阻抗值，此时接收机对于此类信号进行采集，将普通介质因素进行剔除，从而判断出地下管线的具体位置、区域分布情况、所处埋深等。
        3.3面波法
        所谓面波法主要是瞬态瑞雷面波法，其作用原理与地震映像法相类似，也是利用地震波在不同介质中传输时，所受波阻抗值差异性，来判断地下管线的具体参数信息。而其实际应用步骤与地震映像法相类似，在此不多做赘述。从实际应用情况来看，该技术在管线平面位置、埋深位置等参数的测量中，具有非常良好的应用效果。而且该方法的适用性较强，能够对铸铁管道、混凝土管道、塑料管道的具体参数进行准确甄别。
        4结束语
        综上所述，城市管线的建设是城市发展的瓶颈，近间距并行管线、非金属管线以及深埋管线探测问题是当今管线探测的难点问题，也是城市管线建设与管理亟待解决的难题之一。要解决此类问题，一方面要有先进的科学技术作支持，有可靠的理论依据；另一方面要有先进的设备作保障。在实际管线探测过程中，应综合分析现场实际情况，确定恰当的探测方法进而选用合适的设备利用恰当的参数进行探测。必要情况下，可以采用多种管线探测方法进行验证，以确保管线探测的精度。除此之外，管线探测人员的技能培训及经验积累也直接影响着管线探测精度与效率，故加强对技术人员综合素质的培训也是不可或缺的。
参考文献
[1]陈杭.复杂条件下城市地下管线探测技术的应用探究[J].科学技术创新,2020(15):130-131.
[2]徐晔.复杂条件下城市地下管线探测技术的应用[J].大众标准化,2020(04):179+181.
[3]李忠伟.基于复杂条件的城市地下管线探测技术的研究[J].智能城市,2019,5(17):79-80.
[4]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