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广州亿钻通非开挖工程有限公司
所属行业
线路、管道安装业
联系电话
13302214001
覃流云(总经理)
办公电话
020-34060006
地址:广州市海珠区南洲路142号二栋
电子邮件:yizuantong@163.com
经营范围:通信、自来水、煤气、电力等地下大、中、小型管道工程的敷设
 
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复杂条件下的管线探测方法
  发布者:admin 发布时间:2011-3-18 11:11:17 阅读:2485


1、前言
     地下管线探测的复杂条件,通常是指管线密集。由于常用的管线探测仪,是针对理想条件(自由空间中的单条载流无限长导体)设计的,当探测对象是单条管线或虽有多条管线但间距较大时.观测参数不论是磁场水平分量Hx,还是磁场水平分量垂直梯度△Hx,它们的异常形态都较为规则,一条管线对应只有一个单峰对称的异常,此时探测精度较高。但实际作业中,往往遇到的是多条管线并行且间距较小,由于磁场的叠加,致使异常形态畸变,多条管线对应可能只有一个。单峰异常,峰值也可能偏离管线中心位置,造成探测误差较大,甚至会带来错误的结果。因此,只有掌握复杂条件下的管线探测方法,才能达到提高探测精度的目的。管线密集条件下的探测主要有两类情况:一是近间距并行管线,二是多电缆管道,下面分别作些讨论:
2、近间距并行管线的探测
2.1近间距并行管线的异常特征根据理论正演计算的结果,地下多条近间距并行管线异常主要特征如下:
H和AH。异常往往不是多峰而是单峰,因此不能简单地利用多少个峰来判断是否存在名,爹条管线:(2)除个别情况外,Hx、△Hx一般具有不对称性.这也是判断是否单一管线的主要依据;f3)当管线的电流为同向时,受干扰影响的半边异常相对变宽变缓,异常峰值向干扰一侧位移。干扰异常愈强,位移愈大;f4)当各管线的电流方向为反向时,受干扰影响的半边异常相对变窄变陡,峰值往受干扰方向的反方向位移,干扰异常愈强,位移也愈大;f5)相邻管线电磁异常的相互影响,Hx相对△H)【要大些,如峰值偏离管线中心位置要大些,次级异常弱些,异常的分异性也差些。
2.2探测方法
’ 对于近间距并行管线,常用的方法有选择激发法、压线法、直接法、夹钳法等。
2.2.1选择激发法
选择激发法就是利用发射线圈面与干扰管线正交不激发,发射线圈面与干扰管线斜交弱激发,发射线圈远离干扰管线而无激发等特点。达到只选择目标管线激发的目的。
2.2.2压线法
压线法是通过改变发射线圈与管线的相对位置。达到既能抑制干扰信号,又能增强目标信号的目的。包括水平压线法、倾斜压线法和垂直压线法,后两种方法是我院于1996年在广州市地下管线普查过程中研究总结的成果。 (1)水平压线法,发射线圈水平放在干扰管
线的正上方,此时干扰管线不激发或激发最弱,可起到抑制干扰信号,探出目标管线的目的。(2)倾斜压线法,选择在靠近目标管线的上方附近,通过倾斜发射线圈并使其与干扰管线不激发或激发最弱,就可以达到既能抑制干扰信号,又能增强目标信号的目的。
(3)垂直压线法,发射线圈垂直放在干扰管线的水平方向,此时干扰管线不激发或激发最弱,可起到抑制干扰信号的目的。
2.2-3直接法 。
直接法也即充电法,就是利用管线出露部:份,直接向管线充电,并通过改变接地或充电方式。尽量让电流沿目标管线流动。包括单端充电,双端充电等,此方法的探测深度较大。
2.2.4夹钳法
夹钳法就是利用专门的感应钳,使被钳管线产生感应磁场。
2.2.5计算机正反演解释方法计算机正反演解释方法就是利用整条观测剖面的信息,通过计算使得理论曲线和实测曲线的充分拟合,达到提高复杂管线条件下的探测精度。这是中国地质大学1996年的研究成果。
正演解释:
以人为给定地下管线的位置、埋深、电流为参数,通过理论计算求解理论场值并进行动态显示,通过动态调整管线的参数值以达到拟合观测剖面曲线.从而求解出地下管线的空间分布情况。
(2)反演解释:
根据观测剖面数据和人为给定的初始参数f包括初始模型参数和各种附加条件),按最小二乘的算法迭代计算模型参数的修正量,使得理论曲线和实测曲线之间的拟合误差达到最小,从而求解出地下管线的分布参数。
2.3探测要点
2.3.1 了解现场情况
探测前,要认真收集和分析探测地段的地下管线现况资料。即使是盲测,也要先对将要探测地区分段进行踏勘、粗扫,以求对地下管线分布有所了解,便于灵活进行有效方法的选择。
2.3.2掌握方法应用条件
(1)选择激发法:
①要有分叉、拐弯、三通等可供选择激发之
处(如图1):

如采用远距离激发,则要求发射线圈的有效磁矩要足够大,工作频率要低!
水平压线法(如图2所示)适用于间距稍大的并行管线,如果间距较小,水平压线虽可压制干扰信号,但目标信号往往亦较弱,此方法的探测深度较小。

②倾斜压线法(如图3所示),适用于近间距的并行管线,往往是水平压线法效果不好时使
用,但近于上下并行的管线不宜使用。

倾斜压线法操作步骤如下:
首先,发射机直立激发,接收机在干扰管线上方测得极大值。

然后,接收机不动,发射机往目标管线移动(不用确切位置,大致在干扰管线和目标管线之
间,稍靠近目标管线效果好些),倾斜摆动发射机.观测干扰管线上方的接收机直至出现极小值,用小方木条或砖块撑住发射机。
最后.发射机不动,接收机往目标管线移动,
就可测得目标管线的位置和埋深。
③垂直压线法(如图4所示),适用于近于上下
并行的管线,但必须要有可供垂直压线的条件。

场激发时,就会产生反向电流;直接法由于充电位置、方法或接地位置等原因,使并行管线构成电流回路,也会产生反向电流;夹钳法有时也会遇到反向电流问题。反向电流形成的异常一般有如下特征:峰值往受干扰反方向位移(同向电流的峰值往干扰方向位移),异常曲线形态在受干扰的一侧变窄变陡(同向电流的异常形态是在受干扰的一侧变宽变缓);如果按异常的峰值或宽度直接判定目的物的位置和埋深,结果相对于实际偏浅(同向电流则偏深)。因此,无论是同向电流还是反向电流形成的异常,在对地下多条并行管线进行定深时.只能采用没有受到干扰或干扰较小的半边异常为依据,否则难以满足精度要求。
3、多电缆管道的探测
3.1夹钳法
在地下多电缆管道的探i贝0中,如电信管道探测.大部分人习惯用夹钳法,往往是根据所钳电缆的相对位置推断电信管道的埋深和位置。必须提醒的要点是,当电缆条数较少时,夹钳法作首选的探测方法没错。但如果电缆条数较多时,由于电缆条数和电缆排列等因素的变化,这时若仅仅根据所钳电缆的相对位置推断电信管道的埋深和位置,有时探测误差往往较大(见实例九)。
4.1直接法和夹钳法
实例一
广州越秀北路,电信和给水斜交并行(如图5所示),电信是8孔400x200五条电缆,h85cm;给水200.h108cm。

RD432-PDI.用二种方式的探测结果如下:.
(1)夹钳法测电信,夹钳于窨井内激发,经开挖验证:定位误差2cm,定深。75cm,误差10cm。
(2)直接法测给水,利用消防栓充电,受电信的干扰较少.经开挖验证:定位误差为0,定深为120cm.误差12cm。
4.2选择激发法和倾斜压线法
实例二
广州素社新村,煤气与给水并行(如图6所示),间距约40cm,煤气59,h57cm;给水中150,
h46cm。

RD400一PL用三种方式的探测结果如下:
(1)采用选择激发法测给水,在旁侧无煤气干扰之处激发,经开挖点1验证:定位误差5cm,定深48cm.误差2cm。
(2)采用选择激发法测煤气,在旁侧无给水干扰之处激发,经开挖点2验证:定位误差5cm,定深为47cm,误差lcm。
(3)采用倾斜压线法再测煤气,给水干扰完全消除,经开挖点3验证:定位误差为0,定深
52cm,误差为6cm。倾斜压线法的精度同样较高。
实例三
广州麓湖路.三条电信(D)与一条给水管并行(如图7所示),其中:Dl为4孔200x200二条电
缆'h’70cm;D2为600x600十一条电缆,h80cm;D3为600x400四条电缆,h90cm。Dl与给水间距只有15~40cm,D1与D2的间距为95cm。而且Dl手孔井被埋,因此探测D1的难度较大。

RD400一PL用二种激发方式探测并经开挖验
证.结果如下:
(1)在D1上方直立激发,由于受到旁侧给水和电信影响,定位误差15cm,定深58cm,误差12cm。
(2)倾斜压给水测Dl,定位误差4cm,定深6lcm,误差9cm。可见定位与定深精度都有所提高。
实例四
广州前进路,煤气、电信和给水并行(如图8所示),煤气89,h43cm;电信18孔600x300十一条电缆,h102cm;给水400,h68cm。煤气与电信的间距是55cm,与给水的间距是90cm。

探测的难点是煤气和电信,根据管线分布情况,首先利用煤气的分支,采用RD400—PL选择激发进行煤气探测。再应用倾斜压线探测电信,效果良好:
(1)选择激发测煤气,经开挖验证:定位误差为2。定深44cm,误差为1cm。
(2)倾斜压线测电信,经开挖验证:定位误差为5,定深90cm,误差为12cm。
4.3选择激发法和垂直压线法
实例五
广州淘金路,电信与煤气并行(如图9所示),电信为9孔300x300二条电缆,h190cm;煤气qb57,
h61cm.两管的水平间距只有30cm,几乎是上下并行。根据管线分布情况,对于煤气管道,采用选择激发进行探测,对于电信管道,则利用电信窨井,采用垂直压线法。

RD400一PL的探测结果如下:
(1)选择激发测煤气,经开挖验证:定位误差0m.定深61cm,误差Ocm。
(2)垂直压线测电信,经开挖验证:定位误差8cm.定深197cm,误差7cm。
本例提示我们,遇到近于上下垂直的并行管线,要充分利用现场的窨井、陡坎等条件,采用垂直压线技术进行探测。
4.4计算机正反演解释
实例六
广州前进路,煤气、电信和给水并行(如图10所示),煤气89,h50cm;电信18孔600×300十一条电缆,h122cm;给水400,h81cm。

在电信上方直立激发,Hx呈二级宽缓异常(图11),经开挖验证反演结果:

给水:定位误差9cm,定深误差7cm。
煤气:定位误差10cm,定深误差14cm。
电信:定位误差8cm,定深误差11cm。
案例七
_广州塞坝路,给水与两电信并行(如图12所
示),给水为中200,h71cm;电信两条都是直埋电
缆,一条74cm,另一条深110cm。

于电信外侧水平激发,Hx异常呈双峰(如图
13所示),经开挖验证,反演效果良好:
电信1:定位误差0,定深误差7cm。
电信2:定位误差3cm,定深误差8cm。
给水:定位误差4cm,定深误差5cm。

4.5多电缆电信管道的探测
孝:衾江路,屯.信6孔200×200六条电缆,顶深广州滨江路,电信6孔200×200六条电现,顶深83cm.襁甜电缆中心埋深88cm,等效中心埋深3cm。RD40IO—PxL几种方法探测异常如图14所示,探测结果:
夹钳法:直读57cm,误差3lcm;70%定深75cm,误差13cm。等效中心修正法:直读103cm,误差10cm;70%定等效中心,92cm,误差1cm,不用修正。被动源(P):70%定深102,误差9m。
实例九
广州芳村大道,电信12孔400x300十二条电缆.顶深85em,1号被钳电缆中心埋深100cm,2号被钳电缆中心埋深90em,等效中心埋深100cm。
RD400一PXL几种方法探测异常如图15所示,探测结果:

夹钳法1:直读73cm,误差27cm;70%定深82cm.误差18cm。
夹钳法2:直读84cm,误差6cm;70%定深82cm.误差8cm。
等效中心修正法:直读126cm,误差26cm;70%定等效中心109cm,误差9cm。不用修正。
被动源(P):70%定深108cm,误差8cm。
, 本例夹钳法有一个值得注意的现象:钳深的电缆测的结果比钳浅的缆的浅,这是由于旁侧电缆同样受感应.当它比被钳电缆浅时,对探测结果的影响较大,当它比被钳电缆深时,影响较小。
5、结语
复杂条件下的管线探测,归结起来主要是近间距并行管线探测和多电缆管道探测,探测要点如下:
(1)对于近间距并行的管线,可以通过改变激发方式或解释方式来进行探测,不同的方法各有所长,亦有局限之处,在操作时应用结合现场条件和仪器情况灵活运用。相比之下,倾斜压线法受条件限制最少,效果也比较好,非常简便实用。而选择激发法也是很实用有效的技术。
(2)近间距并行管线的Hx和△Hx异常形态,往往不太复杂.但对应的管线组合是很复杂的,
不能简单地用异常有多少个峰来判断有多少条管线。
(3)盲测时,在峰值的65—85%段,要多测几个等值点,看是否对称,以此判断是否为单一管线,或受干扰的程度。
(4)探测时,除了利用现场管线条件外,还要考虑应用仪器的类型。.同时必须注意,不论那种方法,都不宜采用直读定深。定深宜采用百分比定深法,70%定深法.80%或50%定深法等,注意不同类型的仪器有与其相适应的定深方法。
(5)近间距并行管线的条件下,用旁侧感应激发精度不易保证,慎用。
(6)使用直立感应激发,并行管线的水平间距相对于较深的管线埋深应大于1.5倍(测△Hx)或2倍(测Hx)。
(7)对多电缆管道的探测,当电缆条数较少时,夹钳法作首选;当管道内紧密排列有多条电缆时应使用等效中心修正法。
(8)管线密集条件下的探测,还要重视反向电流的影响。

 
 

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