城市地下管线探测精度检测研究

肖童   许诺

摘要：随着城市化进程的推进，地下管线对人民日常生活的保障地位越来越重要。城市中敷设的地下管线种类与数量越来越多且越来越复杂，为保障后期工程施工安全，如何精准获取地下管线的属性信息急需解决。由于城市地下环境具有复杂性，对技术人员在地下管线探测工作中所需的专业能力提出了更高要求。为优化城市地下管线探测精度，分析了城市地下管线探测技术，提出了一系列优化措施，通过构建协同框架提升城市地下管线探测精度，为城市的可持续发展做出贡献。

关键词：城市；地下管线；探测

引言

城市地下管线作为城市基础设施的重要组成部分，承载着供水、供气、供电及通信等关键功能。但由于管线隐藏于地下，其准确的位置及状态往往难以获得，这给城市规划、维护及发展带来了挑战。而城市地下管线探测精度的提升是确保城市安全高效运行的关键。本文针对城市地下管线的探测技术原理、方法的应用实施方面加以分析，从而为地下管线精准探测提供技术思路。

1地下管线探测的主要任务

查清各类地下管线平面的位置、走向、埋深、连接关系、规格、性质、材质、电缆根数、载体特征、附属设施及建（构）筑物、埋设时间及产权单位等基本信息，形成完整全面的地下管线资料。对地下管线开展物理探查定位及坐标测定（X，Y，H），为后续数字化动态管理奠定基础。采用计算机辅助绘图技术，编绘各类管线图，如综合管线图、各专业管线图，并且按规定格式输出各类管线普查成果表。将各种管线普查数据按要求制作成计算机管理数据文件和管线调查资料数据库，构建地下管线的信息管理系统。构建统一的坐标系统及高程基准，制作大比例尺地形图或带状地形图。

2城市地下管线探测技术

2.1直接充电法

直接充电法是一种常见的城市地下管线探测技术，在管线的出露点或多个出露点之间施加电流，并在较远处的地面上进行磁场测量，探测地下管线的位置及特性，主要利用电流在地下管道中的传导特性及产生的磁场对地面的影响，在探测过程中一端的电极连接到管线的出露点，另一端的电极连接到同一管线的另一个出露点或距离较远的地面，通以恰当电流，在管线周围形成一个电流环路。电流在管道中传导产生的磁场会扩散到地下周围的土壤中，使用磁场传感器来测量地面上的磁场变化，获得与管线位置及特性相关信息。直接充电法的优点是简单，低成本，但精度可能受到地下土壤电导率变化、地下环境杂散磁场的干扰及管线深度等因素的影响，故需进行适当的校准及数据处理，以获得准确的管线位置及特性信息。

2.2感应法

感应法利用电磁感应原理来检测地下管线的位置及特性。通常采用水平发射线圈和垂直发射线圈两种方式来产生电磁信号，通过接收线圈测量地下管线产生的感应信号。水平发射线圈是一种放置在地面上平行于地表的线圈，通以电流来产生一个变化的磁场。当磁场与地下管线相交时，管线会产生感应电流，从而在接收线圈中引发电磁感应信号。通过分析接收到的信号可确定管线的存在、位置及一些特性信息。垂直发射线圈则是一种放置在地面上垂直于地表的线圈，通以电流来产生磁场。这个磁场在地下管线周围产生感应电流，导致在接收线圈中产生电磁感应信号，可用于检测地下管线的深度及位置信息。感应法的优点是非侵入性，不需要直接与管线物理接触，适用于不同地质条件。但土壤电导率、管线材质及环境磁场等因素干扰可能影响其探测精度，需考虑合适的校准及数据处理方法，获得准确的管线信息。

2.3示踪法

示踪法是一种常用于非金属地下管道的探测技术，在管道中引入一种特殊的示踪剂，使用探测设备来追踪示踪剂的位置来确定管道的存在、位置及深度。这种方法在寻找非金属管道(如塑料、陶瓷等)时特别有用，因为这些管道通常不会对电磁或电流产生反应，故传统的电磁方法不适用。示踪法的工作原理是将示踪剂注入到待探测的管道中。示踪剂可以是一种特殊的液体、气体或其他标记物质。一旦示踪剂进入管道，则会随着管道流动在管道的出口点释放到地下环境中。使用相应的探测仪器，如气体探测仪或化学探测仪，可检测示踪剂的浓度或信号，从而确定管道的位置及深度。示踪法的优点是适用于各种类型的非金属管道，包括水管、排水管及其他类型的管道。但需要一定的准备工作，如管道的暂时停用以便注入示踪剂及对环境与水质影响进行评估。

3地下管线探测精度检测的优化措施

3.1地下管线探测方法改进思路

在各种地下管线的探测方法中，电磁感应法、探地雷达法应用最为普遍，由于响应速度快、经济、使用方便、适用范围较广的特点，受到研究者和使用者的青睐，因而相应技术的研究成果和配套仪器的种类较多，仪器生产技术也较为成熟，产品商业化程度较高。基于这两种探测方法涌现出许多能够用以解决实际工程中遇到的探测难点的新技术和新方法。可以总结为：①针对性的探测技巧和探测策略；②对接收的目标特征信号处理的新方法；③针对性的探测方法。

3.2应用新技术，为城市地下管线数据获取提供技术支撑

随着传感器、大数据、惯性定位等新技术发展，为城市地下管线探测与安全运行提供了技术方法与技术路线，应用传感器、大数据、惯性定位等新技术获取城市地下管线空间位置信息和运营信息，解决城市地下管线本体数据和运营信息的融合难题，实现城市地下管线数据融合技术创新与突破，为城市地下管线时空信息获取提供新的技术支撑，也为城市地下管线安全运行与时空信息分析奠定基础。

3.3展人才培养，为城市地下管线探测行业提供人才支撑

目前城市地下管线探测行业已不再是依托传统调查和管线仪探测就能满足当今社会发展的需求，城市地下管线探查不仅要能够实现探查目标，同时还需具备相关专业技术知识和技能，城市地下管线探测技术人才就需要了解和掌握城市地下管线探查、测量、数据处理、数据融合、病害检测、信息化系统建设、数据传输与共享、动态更新、动态监测、智慧管理、人工智能等方面专业技术知识和技能，这就需要加强地下管线探测技术人才培养，开展城市地下管线专业技术人才培养，为城市地下管线探测行业提供人才支撑。

3.4定期校准和维护设备，确保其正常的工作状态

要确保城市地下管线探测精度的持续优化，设备的定期校准和维护是一项不可或缺的关键措施。随着时间的推移及使用频率的增加，探测设备可能会因环境影响、磨损、老化等原因而产生偏差，从而影响其测量准确性及稳定性。因此定期对设备进行校准及维护，可确保其正常工作状态，这是保障地下管线探测成果质量的重要环节。设备的定期校准是通过与已知标准进行比对，调整设备测量参数，使其输出结果更加精准及可靠。校准过程可检测出设备是否存在漂移或误差，对其进行及时修正。例如，地电法或地磁法设备可使用标准校准物体模拟地下管线，对设备进行校正，确保其输出的电阻或磁场数值与实际情况相符。校准过程能够提高测量的一致性和可比性，确保管线探测数据的准确性。定期维护可延长设备使用寿命，保持正常工作状态。维护包括设备清洁、零部件的更换、连接线路的检查等。

结束语

城市地下管线探测精度检测技术方法选择应根据具体情况进行，不同的技术方法各有优缺点，可以根据实际情况进行选择和组合使用，以达到高效地获取地下管线信息的目的。随着科技不断发展，相信未来城市地下管线探测精度检测技术方法将会更加先进和完善。

参考文献

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