工程测量中地下城市管线探测技术的应用

江恩杰

摘要：为保证城市发展能够获得最大的动力支持，需要很多的地下管线来为其输送各种能源，才能维持城市的建设与发展。这就要求技术人员在进行地下管线探测时，需要选择科学的技术，才能在准确定位管线位置的同时，保证测量工作的顺利开展，因此如何选择有效的管线探测技术，已经成为广大技术人员需要研究的问题。

关键词：工程测量；地下城市管线；探测技术；应用

一、地下管线探测的基本原理

地下管线探测仪是利用电磁信号的原理来探测地下金属管道的精确走向和深度以及管线外皮故障点，其基本工作原理是：由发射机产生电、磁波并通过不同的发射连接方式将发送信号传送到地下被探测金属管线上，地下金属管线感应到电磁波后，在地下金属管线表面产生感应电流，感应电流就会沿着金属管线向远处传播，在电流的传播过程中，又会通过该地下金属管线向地面辐射出电磁波，这样当地下管线探测仪接收机在地面探测时，就会在地下金属管线正上方的地面接收到电磁波信号，通过接收到的信号强弱变化就能判别地下金属管线的位置和走向。

二、工程测量中地下城市管线探测技术的主要应用

1.电磁技术

电磁探测技术也就是常规的物探仪探测方式，这也是一种较为常用的探测技术。在使用电磁技术探测中，主要是指利用地下管线周围介质的导电性及导磁性之间的差异作为主要的物性前提，再利用发射机的发射圈中特定频率的脉冲信号，技术人员即可完成，从而在地下管线和谐变磁场的相互作用影响下，形成二次感应电流，再借助接收机通过线圈进行二次感应电流产生的谐变磁场的测定，从而实现对地线管线的具体位置的反算与测定。在这种探测技术的使用中，如若在地下管线和其周围介质之间存在明显的电性差异的情况下，在加上管线的长度远大于管线的埋深时，那么使用此技术的效果会比较显著。针对管线埋设深度在三米以下的金属管线、电缆等的管线探测可以使用此技术进行定位探测，然而针对有出口的非金属类管线，可以通过进入管线内容的方式进行相关探测。

2.导向仪法

在地下管线的探测过程中，可以利用带有场源的防水探棒来进行操作，将防水探棒放置在要进行探测的管线中，管线周围的磁场会发生变化，通过在地面上的接收机获得的探棒所产生的磁场水平量，从而对待测管道的空间位置进行进一步明确。这种方法主要是针对一些存在着空孔的非金属管线的位置进行探测，从而定位到地下管线的具体位置。针对管线和相应的排管进行敷设，其中埋设类型的管线需要具备一定的预留孔，对于拉管施工而言，需要将拉管部分的一侧端点进行开挖，确保在管内不会出现异物，从而促使导向仪可以顺利通过。对相应精度进行分析，其结果的干扰精度能够达到0.15h，若干扰较大，需要将其和其他探测方式进行相互校核。

3.陀螺仪管道测绘法

对于陀螺仪而言，这种方式也被称为惯性导航系统，其属于一种推算形式的导航方式。该种方式使用惯性导航方式，借助惯性传感器，对载体运动所带来的惯性数据进行测量，促使这一载体任何时刻位置以及姿态做出相应计算。这种方式可以对机体相对绝对静止坐标系角度速度、角度变化等有相对准确的感应，此后借助反馈的方式，或者使用计算机对其进行计算，使用加速度计测量到的加速度信息，针对惯性坐标系而言，其没有发生角度转变的基础上，促使载体和惯性坐标系加速度的测量得以实现。在此基础上，在导航坐标系下，对加速度信息进行测量和计算，获得地地速信息，此后再对地速信息进行分析和运算，则可以了解到地面上的位移变化。该技术的应用能够充分解决管线的定位问题，能够促使孔径在90mm两端开口的不同管线定位问题得以有效解决，不会因为地形而受到限制。技术人员使用这一技术，在管道的两端均设置相应的开口，要求管内灭有杂物，管径要在90mm以内。对其精度进行分析，技术人员对陀螺仪进行应用，其中管道探测误差和被测管道之间的长度成正比，管道的长度越长，所产生的误差也就越大，误差基本上是管道长度的0.02%，而对于其中的误差最大带你而言，在被测管道的中部，不会因为外界环境而受到影响。

4.cctv管道检测技术

cctv管道检测技术采用闭路电视系统进行检测，是一套集机械化与智能化为一体的检査管道内部情况的设备，适用于管道施工、管道详查、管道验收等阶段，由爬行器、摄像系统、电缆盘和控制系统四部分组成。爬行器可以搭载不同规格的镜头并与电缆盘连接，通过控制系统可以实现行走、观察等各种操作。摄像系统连续、实时记录管道内部的实际情况；技术人员根据摄像系统拍摄的录像资料，对管道内部存在的问题进行实地位置确定、缺陷性质的判断，从而有效地查明管道内部情况，后期通过视频分析软件生成报告，具有实时、直观、准确和一定的前瞻性，环保效果良好，为排水管道维护、验收、排除雨、污水滞流以及防治管道泄漏污染，提供可靠的技术依据。

5.探地雷达法

探地雷达法探测管线指的是利用电磁波在地面借助发射天线，向处于城市地下的管线发送信号，因为地下管线与其他的介质之间存在物理性质上的差异，所以脉冲波会在不同的介质上生成不同的绕射回波并且反射，这样利用光缆将反馈的信号收集到控制台，经过一定的处理后，会生成雷达图像，通过对于波形的分析和处理，根据特定的计算公式可以得出被探测的管线的定位和定深数据。

三、地下管线探测技术应用要点

1.工程测量的管线探测作业需严格遵循以下基本原则：第一，实现由未知变为已知；第二，实现由简单变为复杂；第三，所用探测方法必须简单有效，且保证探测准确性；第四，在较为复杂的探测条件下，应根据实际复杂程度采用适宜的探测方式；

2.通过对资料的广泛收集与走访调查，为探测顺利进行提供保障，同时这样还能真正做到心中有数，避免漏测。

3.在开展管线探测作业前，需要先对探测方法进行试验：首先，探测方法的试验需要在已知的管线点上进行；其次，开展探测方法试验的根本目的在于明确所用方法与仪器装备的准确性；最后，针对不同的管线和地区，应采取相应的探测方法。

4.全面检查明显点位，将检查结果作为被探测管线定位和定深依据。如果管线的埋深较大或周围不存在其他可以参考的明显点，则需直接采用地质雷达法。

5.在管线的探测作业现象，需根据地下管线实际状况，选取地球物理方法。以非金属材质的管线为例，可借助声波法探查连接关系。

6.在复杂度较高的探测区，需按照不同的管线类型进行追踪，这样有利于掌握管线关系，特别是电信管线，按照管线的权属单位开展区分追踪，从而确保管线连接关系正确。

结语

综上所述，城市地下管线探测技术对于当前城市工程建设具有重要作用。我国很多城市工程在具体的施工过程中，由于忽略地下管道线路的问题导致工程存在很大的安全隐患，因此，相关的工作人员必须要高度重视对地下城市管道线路探测的技术的深入研究，利用地下管道线路探测技术来解决工程测量中的各种问题，为工程测量提供科学可靠的依据，从而将工程测量中存在的各种风险降到最低。

参考文献：

[1]刘荣昌.浅谈城市给水管线的探测方法及若干问题[J].福建建设科技，2017（04）：89-91+94.

[2]李芸，杨博.城市地下管线普查探测关键技术研究[J].建筑知识，2017，37（14）：50-51.