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使用指南


地下管線探測儀怎么用


時間:2019-1-11 17:15:08 | 作者:陜西意聯電氣 | 標簽: 地下管線探測儀


  地下管線測量從工程對象上看,屬于線路工程測量;從業務范圍上看,地下管線測量屬于市政工程測量。 其工作性質是對地下管線工程缺失竣工測量的事后補救。內容包括地下管線探查和地下管線測繪,還包括地下管線信息管理系統建立。 


一地下管線的工作流程:
  資料收集和踏勘,技術設計,儀器檢驗,實地調查,儀器探查,控制測量,管線點測量,地下管線圖編繪,地下管線數據庫與管理信息系統的建立。


二、地下管線的種類:
1)由鑄鐵、鋼材構成的金屬管線,如給水管、燃氣管、供熱管。

2)由銅、鋁材料構成的電纜,如電力電纜與路燈電纜、通信電纜。

3)由水泥、陶瓷、塑料材料或磚砌的非金屬管線,如排水管道、人防通道。


三、地下管線的探測方法:
(1)實地調查法:適用于明顯管線的探測,實地查清權屬、性質、規格(材料、斷面尺寸、電纜根數或孔數、電壓) 、附屬設施名稱;測量管線點的平面位置、高程、埋深、偏距。

(2)物探調查法:適用于隱蔽管線;

(3)開挖調查法:適用于采用物探方法無法查明或為驗證物探法精度的情況下。

四、地下管線的物探方法:
(1)金屬管線:電磁感應類(頻率域電磁法)
1)主動源法:

直接法直接法



1 直接法:用導線直接連通探測儀和管線兩點。
2 夾鉗法:用夾鉗夾取管線求得探測數據。
3 電偶極感應法:不接觸管線用電偶極感應得到管線磁場從而跟蹤和定位管線。
4 磁偶極感應法:不接觸管線用磁偶極感應得到管線磁場從而跟蹤和定位管線。
5 示蹤法: 在管道中放入電磁信號發射器進行跟蹤。

2)被動源法:
甚低頻法


1 工頻法: 以工業交流電頻率發射電磁波為場源,通過地下探測場參數變化來定位。
2 甚低頻法: 利用超長波電臺發射電磁波為場源,通過地下探測場參數變化來定位。


(2)非金屬管線:
1電磁法:地質雷達,發射高頻電磁波,接受回波來判斷地下結構從而測定管線走向。
2 地震波法: 淺層地震儀, 人工產生地震波, 利用管線與介質不同的波阻來定位管線。
3直流電法:電阻率儀,利用管線與介質之間電阻差異來定位管線走向。
4磁法:磁力儀,利用金屬管線與周圍介質的磁性差異,判斷磁異常來定位管線。
5紅外輻射法:紅外輻射儀,地下管線與周圍土壤有溫差,常用于管道漏點定位。
6聲學定位:常用于漏水定位,以及塑料自來水管道和煤氣管道追蹤。
(3)電力電纜:采用被動源法的工頻法初步定位,再用主動源法精確定位;
(4)電信電纜:采用管線儀主動源法。

  地下管線探查物探方法主要包括被動源法和主動源法,被動源法包括工頻法、甚低頻法等;主動源法包括直接法、感應法、夾鉗法等。我們一般采用的是主動源法。

①工頻法

  利用載流輸電電纜中所載有的5 0~6 0Hz交變電流所產生的工頻信號或金屬管線感應電流所產生的電磁場進行管線探測。

②甚低頻法

  利用甚低頻無線電臺所發射的無線電信號,在金屬管線中感應的電流所產生的電磁場進行的探測方法稱甚低頻法。此法在實際工作中應用較少。

③ 直接法

  直接法有三種連接方式:單端連接、雙端連接和遠接地單端連接。三種連接方式都是將發射機電磁信號直接加到被查金屬管線上。該法信號強,定位、定深精度高,易分清近距離管線,但金屬管線必須有出露點,且需良好的接地條件。

  選用直接法時,無論那種連接方式,連接點必須接地良好,應將金屬的絕緣層潯刮干凈,接地電極盡量布設在垂直管線走向的方向上,距離大于1 0倍埋設深度的地方,力盡量減小接地電阻。直接法嚴禁在易燃、易爆管道上使用。

④感應法

  通過發射機發射諧變電磁場,使地下金屬管線產生感應電流,在其周圍形成二次場。通過接收機在地面接收二次場,從而對地下管線進行搜查、定位。感應法分為磁感應法和電偶極感應法。

  磁偶極感應法:分水平磁偶極子和垂直磁偶極子兩種形式。

  ● 水平磁偶極子:發射機呈直立狀態,發射線圈面垂直地面,這是發射線圈與管合最強,可有效地突出地下管線異常,并可壓制鄰近管線的干擾。

  ●垂直磁偶極:發射機的發射線圈在管線正上方呈平臥狀態,發射線圈面水平,發射線圈與被壓管線不產生耦合,被壓管線不產生異常,此法可有效地市分平行管線

  電偶極感應法:是利用發射機兩端接地產生的一次電磁場對金屬管線感應產生二次場,從而達到探測目的,此法受接地條件影響,在管線探測中相對用得較少。

⑤ 夾鉗法

  利用夾鉗把發射機信號加到金屬管線上的方法。該法信號強,精度高,普遍用于電信、電纜和小口徑的煤氣、給水管道探測。

2)實施物探方法應具備的條件

① 被探查的地下管線與其周圍介質之間應有明顯的物性差異;

② 被探查的地下管線所產生的異常場有足夠的強度,應能在地面上用儀器觀測到;

③應能從干擾背景中清楚地分辨出被查地下管線所產生的異常;

④ 探查精度應符合《規程》規定的要求。


3.3不同專業地下管線探測技術方法

1)給水管線
  給水管線一般分為金屬給水管線的探查和非金屬給水管線的探查;金屬給水管線的探查可以采用感應法和直接法進行探查,非金屬管線探查可以利用地質雷達進行探查,或者利用釬探、開挖方法直接取定管線位置和深度。
A、感應法的具體探查操作方法

  Ø利用明顯給水管線點(如閥門井等)確定給水管線的大致走向。

  Ø沿管線大致走向,放置管線探測儀的發射機,發射機的放置方向應與管線走向一致。選擇適當頻率(針對給水管線,一般利用小于16K頻率進行追蹤,確定方位;利用大于30K頻率進行詳細探查,確定其平面位置和深度。)進行發射信號。

  Ø利用接收儀器接收有效信號。有效信號應確定為給水管線受發射機發出信號而產生二次感應磁場信號,在發射機與接收機相距較近的情況下(根據發射機發射頻率決定間距),接收機接受到的是發射機發射的一次磁場信號,此時不能將該信號作為確定管線的有效信號。

  Ø根據接收到的有效信號進行分析,確定管線平面位置和深度。


B、直接法的具體操作方法

  Ø直接法就是將發射機與裸露的給水管線直接連接起來,對金屬給水管線直接加載電流,使管線和發射機地線形成一個電流回路,產生電磁場,使金屬給水管線感應電流后產生二次磁場。

  Ø同感應法一樣,利用接收機接收信號而分析確定管線的平面位置和深度。

  利用地質雷達解決非金屬給水管線的探查的問題,本標書在下一節《重點、難點解決方案(UPVC探測技術等)》中做出了詳細的闡述。


2)電信管線

  電信管線包含了電信、聯通、網通、移動、鐵通等權屬單位管線,其埋設方式一般分為直埋、管埋和溝埋。

  電信管線的儀器傳輸信號一般都比較好,由于其直徑都比較小,因此,探查方法主要是夾鉗法。

  夾鉗法是利用管線探測儀器的夾鉗設備,直接夾在電信管線上,夾鉗設備本身產生較強的環形磁場,使被夾住的電信管線產生較強的感應電流,從而產生二次感應場。


3)電力管線

  電力管線探查一般可采用工頻法或夾鉗法來進行探查。

  利用載流輸電電纜中所載有的交流電流所產生的工頻信號或金屬管線中的感應電流所產生的電磁場進行管線探測。

  工頻法不需要建立人工場源,方法簡便,成本低,工作效率高,但分辨率不高,深度精確率較低,用于電纜探查的初探,在地下管線盲探中非常實用。

  夾鉗法的使用同電信管線中的夾鉗法使用方法一樣。電力管線使用夾鉗法信號相對比較好,探查精度比較高,一般情況下,完全滿足《規程》規定的精度,是電力管線探查的主要方法。

  總之,管線探查的主要決定因素是其材質的變化,對于金屬管線來說,目前的地下管線探測儀基本完全可以進行探查;對于非金屬來說,目前比較好的解決辦法就是利用地質雷達進行探查。


4 重點難點解決方案(UPVC探測技術等)

  在地下管線普查過程中,往往會遇到非金屬(UPVC等)管線及相鄰較近且走向一致的地下管線埋設方式,由于目前的地下管線探測儀是利用金屬管線對電磁波產生感應的物理特性而獲取信號異常值的辦法確定管線的位置和深度的,因此,對于非金屬(UPVC等)管線沒有該物性的現象,是目前地下管線普查過程中存在的一個重點難點。同時,由于該物理特性的存在,使相鄰平行的金屬管線產生互感現象且都會產生信號異常,因此,相鄰平行的管線探測也是地下管線普查過程中存在的另一個重點難點。


4.1 非金屬(UPVC等)管線的探測技術

  通過調查發現,PE、PVC、混凝土等非金屬管線在臨汾市政建設中應用比較普遍,而非金屬管線的探測也逐漸成為管線管理部門和管線探測單位的一大難題,而解決這個問題目前比較有效的探測方法就是利用地質雷達進行管線探查。

  采用目前國際上先進的SIR-20探地雷達,利用寬帶高頻時域電磁脈沖波從地面向地下發射,通過在地面上接收地下目標體電磁波反射波的傳播時間及強度,再經過計算機系統的解析處理形成地下斷面的影象,從而準確定地查明地下管線位置。

管線的探測技術

  對給水砼管線等非金屬管線探測時,根據現場條件、管徑的大小及目標管線與周圍介質的差異等特性,采用示蹤電磁法、探地雷達斷面掃描探測及釬探、開挖驗證等方法。具體做法為:先將管線上的明顯點(閥門井、排氣閥井、測壓井等)定位,再利用金屬分支管線采取示蹤法確定其與非金屬管道的連接點。對過橋、穿路、拐彎等特殊地帶的局部金屬管線用探測儀探測定位。利用上述方法確定的管線點可大致將管線走向及所在范圍圈定,根據已探明管線的情況,在需要確定管線點的地段,用探地雷達進行斷面掃描探測。在具備釬探或開挖條件的地帶,進行了釬探或開挖驗證。

  對于水泥、PVC、PE等非金屬材質的地下管道,工作中無法采用管線探測儀進行探測。為了解決對這些特殊材質的地下管道的探測,確保管線普查的探測質量及普查的完整性,我們在工作中采用美國生產的最先進的SIR—20型探地雷達進行探測。因PVC、PPE材質的管道 的特殊性與周圍介質的電性差異較小,使管道在雷達剖面上的異常很弱,為解決這一問題,采取增大兩者電性差異的方法進行探測,如雨后管道周圍土層變的濕度較大,使其與管道的電性差異增大,使管道在剖面上的異常較為明顯,通過異常分析能夠較為準確的確定管道理的平面位置和埋深。通過試驗和在其它工區的應用取得了較好的效果,解決了這些特殊材質的地下管道,用其它探測方法難以解決的問題。


4.2 復雜、疑難管線的探測技術方法

  對管線分布密集,管線上下重疊、相互平行、相互疊交干擾的地段,探查時往往需要從已知到未知,從外圍到局部,多種方法綜合探測。

1)直接法

  將信號直接加到目標管線上,其特點目標管線信號得以強, 且信號不易受鄰近管線的干預,管線的定位、定深精度高,主要用于金屬管線有出露點時的定位、定深及追蹤各類金屬管線。

2)夾鉗法

  通過夾鉗上的的感應線圈將信號直接加到目標管線上,其特點信號強定位、定深精度高,且不易受鄰近管線的干預。主要用于管線直徑較小且有露點的金屬管線的定位、定深或追蹤。

3)水平壓線法

  將發射機側立于鄰近干擾管線正上方,利用垂直偶極子施加信號時,使其發射機正下方的管線信號為零,壓制地下干擾管線,突出鄰近目標管線信號,是區分平行管線的有效手段。(如圖)

水平壓線法

4)傾斜壓線法

  根據目標管線與干擾管線的空間分布位置選擇發射機的位置和傾斜角度,在保持發射線圈軸向對準干擾管線的前提下,盡量將發射機置于目標管線上方附近,增強目標管線的信號,壓制干擾管線。從而區分目標管線和干擾管線, 達到對目標管線準確定位、定深的目的。

5)電流值法

  當用直接法工作時,被施加信號的目標管線上電流最大,而其它并行管線電流為感應電流,電流值較小,通過測量出電流值大小方法區分出目標管線。(如圖)

電流值法
6)電流方向法


  用直接法工作時,被施加信號的目標管線上 電流方向是指向前方(指向遠離信號源的向方),而鄰近管線上電流方向是指向后方(指向信號源的向方),通過測量電流方向區分出目標管線。

7)三通(T形支管)定位法

  在目標管線上的分支管線施加信號,通過對目標管線上與分支管線的三通的定位,在復雜地段來區分目標管線。施加在分支管線的信號從支管流向主管,然后又向主管線二邊流動,在三通位置會出現峰谷響應(零值),沿主管兩側信號會增加。根據這一特性來用以區分目標管線。

4.3探測過程中避免和壓制干擾信號方法

  管線的定位、定深是通過接收管線上的信號而完成的,但在探測過程中信號常常會遇到各種因素干擾,如人行道邊的隔離欄、金屬護欄、廣告牌的金屬框架、構件、架空電纜、路燈線、信號燈線、水泥路面下的鋼筋網、機動車輛等,均會對接收的信號形成干擾。工作中避免、壓制干擾的主要方法有:
①盡可能的避開有干擾源的地段,進行探查。
②對機動車輛造成的干擾,應盡可能避開車輛高峰時間進行探查。
③對金屬防護欄、隔離欄造成的干擾,探測時將接收機提高,使接收機下端的內部天線與與金屬防護欄、隔離欄持平,從而達到壓制干擾的目的。
④由于泥路面下的鋼筋網的應響,探測時信號會有明顯的消失以信號擴展到更大的范圍,這時可將接收機提起0.5米,將儀器的靈敏度調低, 從而達到壓制干擾的目的。


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