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管線探測

地下管線探測作業指導書

本站     2018-5-7 10:18:04    

地下管線普查基本技術要求

1.1地下管線點探查精度


地下管線點探查精度

地下管線中心埋深cm

水平位置限差(cm)

埋深限差(cm)

h100

±10

±15

h100

±0.1h

±0.15h

注:上表中h為管線中心埋深值,單位為cm



地下管線點測量精度



地下管線點測量精度

平面位置中誤差

(相對鄰近平面控制點)

高程測量中誤差

(相對鄰近高程控制點)

±5cm

±3cm



1.3地下管線圖測繪精度


實際管線的線位與鄰近的地上建筑物、構筑物及相鄰管線的間距中誤差不應大于圖上±0.5mm。



2
地下管線調查


地下管線調查應在地下管線現況調繪圖所標示各類地下管線位置的基礎上,通過對所出露的地下管線及附屬設施按下表的調查項目要求詳細核查地下管線及其附屬物的各屬性,做好記錄和量測。  

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注:表中“△”為調查項目


2.1管線點埋深測量的具體要求


1)管線點埋深宜采用經檢驗的鋼尺直接開井量測,不能用鋼尺直接量測時,應采用L尺在地面進行量測,L尺的長軸方向應保持與地面線垂直,讀數時應在地面拉水平線,水平線與L尺長軸方向的交點即為讀數起始位置;

2)管線點深度的計量單位為,讀數時精確到小數點后兩位。埋深位置應為閥門與主管接合處;

3)當檢查井被掩埋物、淤泥等覆蓋(包括給水管線的閥門手孔、煤氣管線的抽水缸等),不能直接量測埋深時,應采用儀器探測、打樣洞等方法查明地下管線的埋深。

4)偏距量測宜用十字形井中器套卡在打開井蓋的井口上,十字交叉點即為井口中心,交叉點掛鉤懸一垂球,用尺量出垂球至管道中心線的水平垂距,即為偏距。


2.2 管線規格測量的具體要求


1)管線規格用鋼卷尺下井量測。電纜管塊或管組的計量單位用表示。

2)圓形斷面量測其內徑;排水管溝量測矩形斷面內壁的寬和高;電纜溝道量測溝道斷面內壁的寬和高;電纜管塊或電纜管組量測其外包尺寸的寬和高;地下綜合管廊(溝)量測矩形斷面內壁的寬和高;直埋電纜的管線規格用條數表示;

3)量測結果應與地下管線現狀調繪圖進行對照,當兩者不一致時,應以實地量測內容為準;

4)同一規格的地下管線其管線規格記錄應統一。

5)地下管道和以管塊、管組形式埋設的電力、電信電纜應查明管道或管塊、套管的材質。材質的記錄應采用中文全稱。

6)埋設于地下管溝或管組、管塊中的電力或電信電纜,宜查明電纜的根數或管組、管塊孔數。


2.3應當查明的建(構)筑物和管線點


明顯管線點和新建管線點應按下表所示內容查明管線上的建(構)筑物和管線點。

地下管線探查查明與測注的項目

640.webp (1).jpg



2.4實地調查中對特殊情況的處理


    1)壓力井、沉井、電力、電信、電話、倒虹吸等大井(1m×1m以上)應實測井的范圍,其管線點應設在管線進、出井的實際位置;

2)在管線的變坡或變徑處,如果坡度和直徑是漸變的,則應在變化的起點和終點分別設置管線點。管線點間距小于75米,當管線長度超過75米無特征點時,在其直線段上增設直線點,以控制管線走向。




3
不同專業地下管線探查


       儀器探查是在現況調繪和實地調查的基礎上,根據不同的地球物理條件,選用不同的方法進行。

探查地下管線應符合下列原則:

A、應從已知到未知;

B、應從簡單到復雜;

C、應優先采用輕便、有效、快速、成本低的方法; 

D、復雜條件下宜采用多種探查方法相互驗證。


3.1對探測儀器的要求


1)有較高的分辨率、較強的抗干擾能力; 

2)探查精度應符合《規程》規定的精度要求; 

3)有足夠大的發射功率(或磁矩); 

4)有多種發射頻率可供選擇;

5)輕便、性能穩定、重復性好,操作簡便,應有良好的顯示功能。非電磁感應類專用地下管線探測儀應符合相應物探技術標準; 

6)應有快速定位、定深的操作功能; 

7 結構堅固、應有良好的密封性能。


3.2探查施工的主要方法和應具備的條件


1)探查的主要方法

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。

 工頻法

利用載流輸電電纜中所載有的5 06 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。

 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。

 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。

4)燃氣管線

燃氣管線管徑一般情況都不大,其材質分為金屬和非金屬兩種。

對于金屬材質的燃氣管線,我們一般用感應法探查,管徑較細的管線,我們還可采用夾鉗法探查。其探查方法同上面所述,為了安全考慮,燃氣管線一般不用直接法。

對于非金屬材質的燃氣管線,利用地質雷達來解決,具體方法見本標書在下一節《重點、難點解決方案(UPVC探測技術等》中做出了詳細的闡述。

5)熱力管線

熱力管線材質一般都為鋼管,儀器探查信號比較好,熱力管徑變化比較大,其外部有保護材料。

熱力管線一般可以采用直接法、感應法和夾鉗法來探查,其具體操作也同上述的操作過程。

6)工業管線

工業管線一般包括石油、酸、堿等管線,此類管線探查過程中需要注意安全問題。這部分管線材質有金屬的(如鋼等)和非金屬的(如砼等),其探查方法和前面所述一樣,對于金屬管線一般采用感應法,對于非金屬管線一般采用地質雷達進行探查。

7)綜合管溝

綜合管溝一般情況包含的管線比較復雜,而且也比較難以統一定論,要根據實際情況進行市分探查,除了可以利用綜合管溝內各種管線探查方法外,由于綜合管溝在地下形成了一定的空間,利用地質雷達可以比較明顯的探查其走向和深度。

8)不明管線

這種管線需要根據實際情況而定,需查明管線相關屬性后才可進行探查。

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,PEPVC、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。

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對給水砼管線等金屬管線探測時,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)

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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)

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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。

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



5
建立管線資料數據庫



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5.1數據處理軟件


為方便內業數據處理我單位在AUTOCAD基礎上,開發了地下管線數據處理系統。數據處理軟件是地下管線圖形編繪中非常重要的技術工具,是保證地下管線數據成果質量的有力保證。

數據處理系統,共分為三個部分:

1)數據錄入

把外業數據傳輸到計算機中(mdb格式數據庫),并進行查錯,能輸出各種成果資料。

2)實用工具

包括管線普查中經常用到的一些物探和測量程序,方便外業人員簡化數據處理。

3)管線成圖

管線成圖系統是在AutoCAD下二次開發的產品,是與上述管線數據錄入系統配套使用的,本系統對比以前成圖系統具有如下特點:

直接利用數據庫(mdb格式)成圖;真正實現自動化成圖。



5.2管線數據庫處理


1)建立數據庫

將物探數據庫和測量數據庫合并成一個數據庫,數據庫格式應以規定的格式,即mdb格式。mdb格式數據文件應以測市為單位,其文件命名為測市名+分市號。mdb文件包括管點表、管線表、注記表和輔助線表,其管點表名為tbPoint,管線表名為tbLine,注記表名為tbText,輔助線表名為tbAss

2)數據庫檢查與更正

數據庫查錯是對數據庫數據運用程序進行數據校對,根據預設條件,查找數據庫中邏輯、拓補、遺漏等數據錯誤,同時也可以查找類似管線編碼、格式錯誤的數據錯誤,經過數據查錯的數據庫完全符合規程規定的數據要求,可以滿足數據在信息系統中的穩定運行。

數據查錯在城市地下管線普查工作中是非常重要的一部分,其質量直接關系到管線普查成果資料的數據可靠性。數據查錯的結果再重新反饋到物探和測量外業組,對問題進行及時的更正,保證數據庫的正確性。



5.3地下管線成圖、編繪


1)管線成圖

利用數據處理軟件,選取經過數據差錯的mdb數據庫,進行管線成圖操作,生成地下管線圖。

2)圖形編繪

①管線分幅

可以分出單個圖幅,也可以分出多個圖幅,其中的圖幅號調用的是規定的內容和格式,即地下管線圖采用50×50cm1:500比例尺正方形分幅,圖號沿用臨汾已有1:500比例尺地形圖圖號。

②管線圖切邊

“管線分幅”模塊分出的圖幅是沒有整飾的,利用軟件整飾圖幅。

③追加數據庫擴展記錄

在管線成圖時,程序已把數據庫的路徑及名稱保存在圖形中,在操作數據查詢、扯旗等功能時,程序就會自動讀取“管線成圖”時的數據庫內的數據,如果數據庫已經移動,不在圖形中擴展記錄所保存的路徑,程序不會查詢到數據,功能就會失去作用,此時可以利用本模塊重新寫數據庫擴展記錄。

經過數據庫擴展記錄操作,地下管線圖本身就附加了屬性參數。滿足規定的具體要求。

④管線加點

在線上加管線點,本模塊自動把所加的點追加到數據庫點表中,并修改線表中相關線段的連向。真正實現了圖庫聯動。

⑤繪制管線點 

在屏幕上所選取的點插入管線點,同時在數據庫點表中追加記錄,所繪制的管線點只有坐標和物探點號屬性,其它屬性可利用“屬性復制”配合“屬性查詢與修改”模塊來完成屬性錄入,具體用法見下。

⑥屬性查詢與修改

在屏幕上選取管線,程序通過起始點號和終止點號讀取數據庫相應線表的屬性,可以修改各項內容,同時修改數據庫。

⑦管線圖的其他編繪

圖上點號注記、專業管線標注、管線扯旗、插入排水流向、加圖廓等圖形編繪工作均可以通過軟件自動生成,然后再進行手工整飾,即保證了圖形的準確性,同時也使圖形更加美觀。



5.4資料的整理與提交


1)文件的命名

數據庫文件以測區為單位整理,命名方式為xx.mdb  xx為測區號。

xx.mdb文件包括管線點屬性表和管線線段表,按不同管類分別成表,同時也用于存貯測區描述信息表。

2)提交數據說明

管線圖編繪工作完成后,提交的計算機數據文件包括mdb格式和dwg格式的數據文件各一份。

Mdb格式數據文件以測區為單位提交,其文件命名為測區號+分區號。Mdb文件包括管點表、管線表、注記表和輔助線表,其管點表名為tbPoint,管線表名為tbLine,注記表名為tbText,輔助線表名為tbAss


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