管線探測儀校驗及方法試驗報告

1、*地下管線普查項目物探儀器校驗及方法試驗報告二0六年八月*地下管線普查項目物探儀器校驗及方法試驗報告編寫單位：（蓋草）*編寫人：審核人：審定人：二0六年八月 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1試驗目的1 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 2測區(qū)范圍及地球物理特征1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 測區(qū)范圍1 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 地球物理特征1 HYPERL

2、INK l bookmark20 o Current Document 3主要依據(jù)3 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 4儀器校驗3 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 參加試驗的儀器3 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 試驗方法4 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 管線探測儀性能校驗5 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 最小收發(fā)距試驗7 HYPER

3、LINK l bookmark58 o Current Document 最佳收發(fā)距試驗10最佳發(fā)射頻率選擇13 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 激發(fā)方式，定位、定深方法的選擇145試驗結論161試驗目的受*委托，*承擔*地下管線三維信息管理系統(tǒng)建設 及*以外主要道路地下管線普查項目第*標段工作任務。為順利完 成此項工作，確保工程質量，我單位技術人員在工程開工前對測區(qū)進 行了現(xiàn)場踏勘，在充分了解測區(qū)情況的基礎上，于2016年8月01 04日在*路、*路、*和*路投入兩臺RD8000管線儀進彳丁 了儀 器檢驗和方法試驗。試驗目的：一是對生產中所

4、使用的探測方法實施控制，確保該種 方法、儀器設備的有效性及探測精度和有關參數(shù)符合規(guī)定的要求；二 是對使用的地下管線探測儀實施控制，要求投入使用的儀器不但性能 穩(wěn)定，而且各項性能指標偏離值符合要求；三是對不同管線、不同介 質條件、不同的地電環(huán)境采用不同的地下管線探測技術方法，確保儀 器精度滿足規(guī)定要求。主要試驗人員：*、*、*、*、*等。2測區(qū)范圍及地球物理特征測區(qū)范圍*地下管線三維信息管理系統(tǒng)建設及*以外主要道路地下管 線普查項目第*標段探測范圍為：*以外主要道路地下管線普查(*),約*km；探測管線帶狀圖測繪，約*平方公里。地球物理特征測區(qū)位于位于*，土層較厚，主要為第四紀沖積粘土層，潛水

5、面較淺，一般在1米以下，測區(qū)道路多為瀝青和水泥鋪裝層，人行道 多為花磚覆蓋，其下多為混凝土層。測區(qū)內地下管線材質主要為金屬 材質構成，或含有金屬網、鋼筋骨架（如大部分光纜含鋼筋加強芯） 等。管線材質與覆土的物性差異，是管線探測的前提條件。（1）金屬管線與周圍介質具有明顯的電性差異。測區(qū)內管線多 為金屬材質，分布在主要道路及其它次干道上。金屬管線具有良好的 導電性，與周圍高阻介質之間有明顯的電性差異，這種差異是用電磁 法探查地下金屬管線的物性基礎。（2）非金屬管道與周圍介質存在一定的物性差異。測區(qū)內部分 給水管線的材質為砼管、部分燃氣管道材質為PE管。非金屬管線與 周圍松散、硬度不一的介質之間存

6、在著介電性等物性差異，利用高頻 電磁波法（如探地雷達）可達到探查非金屬管線的目的。（3）高阻金屬管線與周圍介質在一定條件下亦能呈現(xiàn)電性差異。 電性較好的金屬管之間用絕緣物（墊圈）隔開或銹蝕嚴重的金屬管，其 在一定情況下表現(xiàn)出高阻現(xiàn)象，但采用穿透性較好的高頻電磁法能有 效地分辨其與周圍介質的電性差異。（4）地表游散電流、高速行駛的汽車，能產生一定頻率的干擾 電磁波，地面混凝土中的金屬網、金屬護欄、隔離欄是非連續(xù)電磁干 擾體。這些干擾因素有時會產生較強的假異常，影響探查效果和探查 質量，應在探查工作中避開或消除。綜上所述，本測區(qū)地下管線與周圍介質存在明顯的物性差異，具備用物探方法施工的前提條件。3

7、主要依據(jù)（1）中華人民共和國行業(yè)標準城市地下管線探測技術規(guī)程 CJJ61-2003；（2）山東省工程建設標準地下管線探測技術規(guī)程DB37/T5088 2017；（3）山東省工程建設標準地下管線信息管理系統(tǒng)建設標準DB37/T50892017；（4）*市地下管線探測技術規(guī)程以下簡稱技術規(guī)程；4儀器校驗在進行試驗前，首先對兩臺英國產RD8000管線探測儀進行了開箱 檢查。檢查結果:儀器各按鍵、顯示屏等狀態(tài)良好，附件齊全；發(fā)射 機、接收機自檢正常，可以進行方法試驗。參加試驗的儀器參與校驗的儀器統(tǒng)一編號，保證儀器與校驗數(shù)據(jù)一一對應。投入 的2臺RD8000型管線探測儀，編號為1,2 （詳見表）。項目R

8、D8000型管線探測儀表表、儀器編號 發(fā)射機接收機型號出廠編號型號出廠編號編號1RD8000PXL*2RD8000PXL*以上系列管線探測儀是管線探測專用儀器，其具有探測精度高、 抗干擾性強、效率高、性能穩(wěn)定等特點，在國內專業(yè)隊伍中普遍使用。發(fā)射機可采用直接、夾鉗、感應等不同激發(fā)方式連續(xù)發(fā)射8kHz. 33kHz. 65kHz等不同工作頻率的信號共探測者選用。接收機具有多種 探測方式與變頻探測功能。除接受發(fā)射機的工作信號外，還具有根據(jù) 發(fā)射機發(fā)射的信號來指示管線負載電流方向，從而判別探測管線外， 還可以利用50Hz被動源做工頻法搜索探測電纜及部分金屬管線，區(qū)分 相鄰管線的功能。試驗方法管線儀在

9、探測管線時有三個方面可供選擇：探測方法、定位定深 方法、探測頻率，本次方法試驗通過對各類管線采用不同的探測方法 和探測頻率選擇出適合本測區(qū)的探測方法，本次試驗使用的探測方法 主要有：低頻磁偶極法（感應法）、直連法和夾鉗法。1、低頻磁偶極法主要用于較長距離范圍內對管線進行追蹤和定 位。它有兩種激發(fā)方式，水平線圈激發(fā)和直立線圈激發(fā)。前者主要用 于管線走向不明的地區(qū)管線追蹤及管線密集區(qū)實行壓線法時使用，后 者多用于管線走向較清楚時的長距離追蹤探測。本次方法試驗僅對直 立線圈激發(fā)進行了探測試驗。2、直連激發(fā)有單連和雙連兩種，單連是一端接明顯點，另一端 無窮遠接地與管線形成回路；雙連是導線兩端接管線兩端

10、的明顯點形 成回路，儀器在其中對管線進行探測。因受可供激發(fā)點少，接地電極 等環(huán)境限制，主要用于一些明顯點附近走向復雜及地下管線出地點附 近的探測工作（譬如給水的三通點，管線密集處）。本次方法試驗僅 對單端連接進行了探測試驗。3、感應環(huán)（夾鉗）激發(fā)法是一種輔助方法，當上述方法使用效 果不佳時可使用之。引起激發(fā)信號較強，探測距離較遠，主要用于通 信和電力電纜的探測。定位和定深方法：（1）定位方法此次試驗采用定位精度最高的水平分量垂向差值最大值來定位， 也就是被測目標體電磁場水平分量 Hxmax所處的位置。（2）定深方法主要采用“特征值法”，即為“70%法”。70%法就是測出一個峰值，峰值點則為管線

11、的平面位置。峰值點 兩側的兩個70%峰值的點如果兩邊對稱,則兩個70%值點間距就是管 線的中心埋深。管線探測儀性能校驗所有參與性能校驗的儀器及操作人員嚴格按操作規(guī)程操作。管線 激發(fā)方式采用夾鉗法和感應法。平面位置測定采用極大值法，深度測 定采取70%衰減法。按照城市地下管線探測工程監(jiān)理導則（RISN-TG011-2010）的 第條規(guī)定，管線探測儀校驗應符合以下要求：1校驗剖面的選擇應具有合理性和代表性；2校驗的管線點不應少于20個；3現(xiàn)場記錄數(shù)據(jù)完整，精度統(tǒng)計正確；4投入探查的每臺管線探測儀均方誤差不應大于探查精度限差的 1/3；5應編制儀器檢驗報告。本項目探測儀器性能校驗測點總觀測次數(shù)100

12、次。試驗結果詳見附表一：管線探測儀校驗報告將試驗測定數(shù)據(jù)按一下公式進行統(tǒng)計計算，結果如下:儀器性能校驗定位比對均方差：M均S= 土m - n儀器性能校驗定位比對均方差：M均S= 土m - n3儀器性能校驗定深比對均方差：Mh= 土m - nh式中：* 一在第i點上各單次觀測值與該點實際中心位置之差;七一在第i點上各單次觀測值與該點實際深度之差;M一總觀測次數(shù)，即參加校驗的所有點上全部觀測次數(shù)之和;N參與校驗的點數(shù)。管線探測儀校驗結果顯示:參與試驗的2臺儀器的探查埋深限差為7cm，探查平面位置限差為 12cm。中誤差儀器編號、平面中誤差（厘米）埋深中誤差（厘米）12各探測儀中誤差統(tǒng)計表表由記錄表

13、數(shù)據(jù)可見，2臺儀器平面、深度差值較小，波動范圍窄， 各數(shù)據(jù)趨近一致。探測儀一致性校驗結果顯示同點兩臺探測儀測深最 大誤差為7cm,平面位置最大為5cm,均在限差要求之內。一致性定位、 定深均方差均小于*規(guī)程規(guī)定限差，各探測儀中誤差均小于* 規(guī)程規(guī)定限差，精度滿足要求。經檢驗儀器性能穩(wěn)定，誤差波動幅 度較小，滿足本工程要求。最小收發(fā)距試驗1、試驗場地選擇地形平坦、有足夠的長度；地下無管線、空中無 電線、電纜等干擾。本著上述原則在測區(qū)內選擇試驗場地。2、場地探查對場地采用P波、R波進行掃描，發(fā)現(xiàn)地下有管線存在，然后用 有源法搜索將地下管線的實際位置標出，試驗時最大限度地遠離地下 管線，劃分出試驗區(qū)

14、域。3、試驗步驟（1）在選定的位置固定發(fā)射機，沿發(fā)射機走向方向距發(fā)射機中 心5m開始每過1m畫定一接收機采集數(shù)據(jù)的位置，保證采集的數(shù)據(jù)準 確、可比性好。（2）根據(jù)經驗，接收機的自動增益在30以下使用較少，而增 益70以上因信噪比過大，用來定位、定深精度較差，所以我們選用 了管線探測儀常用的自動增益50進行試驗。理論上電磁波在無限遠 處衰減為零，本次由于場地等因素限制收發(fā)距最大在25m左右，通過 試驗可以達到本次試驗的目的。本著按均勻、合理、科學的原則進行 了下列收發(fā)距試驗：A、發(fā)射功率25%，接收機增益50，頻率為8kHz、33kHz、65kHz。B、發(fā)射功率50%,接收機增益50,頻率為8k

15、Hz、33kHz、65kHz。C、發(fā)射功率25%、50%、75%、接收機增益50，頻率為8kHz。4、數(shù)據(jù)處理：經過對試驗數(shù)據(jù)進行分析、對比，將比較有代表性的三組數(shù)據(jù)輸 入計算機自動繪出一次場隨收發(fā)距增大衰減圖（詳見圖、）。圖最小收發(fā)距試驗曲線（發(fā)射率25%）圖最小收發(fā)距試驗曲線（發(fā)射率25%）圖最小收發(fā)距試驗曲線（發(fā)射率8KHz）說明：圖一為發(fā)射功率25%、增益50,頻率分別為8kHz、33kHz、65kHz, 次場隨收發(fā)距變化的對比圖。圖為發(fā)射功率50%、增益50，頻率分別為8kHz、33kHz、65kHz， 一次場隨收發(fā)距變化的對比圖。圖為發(fā)射頻率8kHz、增益50,發(fā)射功率分別為25%

16、、50%、75%, 一次場隨收發(fā)距變化的對比圖。通過試驗可以看出：（1）、發(fā)射同等功率的電磁波在頻率較低時場強較強，傳播距離 遠，亦即接收機的讀數(shù)大，收發(fā)距相應增大，因此8kHz較33kHz、 65kHz的最小收發(fā)距要大。同樣，頻率相同時功率越大的電磁波場強 較強、傳播距離遠，最小收發(fā)距越大；接收機的增益越大，最小收發(fā) 距越大。因此，發(fā)射頻率為33kHz、65kHz時其最小收發(fā)距依照發(fā)射 頻率為8kHz時的最小收發(fā)距即可滿足要求。（2）、根據(jù)物探理論結合本地區(qū)的特點，確定的最小收發(fā)距（詳 見表）。最小收發(fā)距一覽表表發(fā)射功率（%）發(fā)射頻率（kHz）增益增益最小收發(fā)距（m）258508508501

17、07585014以上確定的最小收發(fā)距僅表示在該距離時一次場的強度較小，對 平面、深度的探測精度的影響較小，但是在此距離內當?shù)叵鹿芫€埋設 較深時、二次場較弱的情況下，一次場的影響較大，因此進行地下管 線探測時收發(fā)距要大于該距離。最佳收發(fā)距試驗最佳收發(fā)距試驗在最小收發(fā)距確定后進行，將發(fā)射機放置在無干 擾（受干擾很弱）的已知單根管線上，通過在管線正上方施加激發(fā)信 號，沿管線的走向觀測接收機的讀數(shù)，依據(jù)背景值低、異常明顯的位 置確定最佳收發(fā)距。1、試驗場地的選擇場地要求地勢平坦、無干擾、無障礙物且有一定的長度。2、管線選擇管線單一周圍無干擾，管線埋深較淺且變化小、管徑、埋深、材 質等已知且無彎曲、多通

18、的給水管線作為本次最佳收發(fā)距目標管線。3、試驗步驟按發(fā)射機功率25%、50%、75%依次進行，首先固定發(fā)射機在管線 中心上方，沿管線中心作一直線，每次試驗時確保發(fā)射機點位一致， 從發(fā)射機中心起每兩米劃一刻度，作一垂直管線走向方向的剖面，從 管線中心每向左右兩邊畫刻度，然后沿剖面觀測電磁場水平分量，并 記錄試驗數(shù)據(jù)，再按發(fā)射功率大小依次進行觀測。根據(jù)觀測結果繪制 最佳收發(fā)距試驗曲線圖（詳見圖、）：最佳收發(fā)距實驗曲線發(fā)射功率25%增益60讀數(shù)二m605040302010A15m 120m*25m 10123456789101112131415161710m5.68.4,9.913.521.329.

19、 6,42.2,52.254.9,51.5,39.8,28.420.9,12.8,9.4 ,7.86.015m4.25.77.08. 813.220. 729.137.440.236.228.721.412.99.47.85.14.020m2.73.54.96. 210.715. 924.529.433.128.723.014.59.85.94.73.02.625m2 12 93 54 77 711 615 121 324 420 514 510 27 34 23 12 52 2圖最佳收發(fā)距試驗曲線（發(fā)射功率25%增益60）圖最佳收發(fā)距試驗曲線（發(fā)射功率50%增益50）圖最佳收發(fā)距試驗曲線（發(fā)

20、射功率50%增益50）4、數(shù)據(jù)處理將觀測結果分類整理并選擇有代表性的幾組數(shù)據(jù)輸入計算機，自 動生成對比曲線圖（見圖五至圖七），根據(jù)曲線圖結合探測精度確定 的最佳收發(fā)距（詳見表）：最佳收發(fā)距一覽表表功率（）發(fā)射頻率（kHz）最佳收發(fā)距（m）笛 注253310503315753320最佳發(fā)射頻率選擇在確定最佳收發(fā)距后，固定發(fā)射機在最佳發(fā)射距的位置，依次改 變發(fā)射機的頻率記錄下接收機的讀數(shù)，通過比較接收機的讀數(shù)和靈敏 度，以異常明顯，深度、平面位置較接近實際值的頻率為最佳發(fā)射頻率，圖為發(fā)射功率50%，收發(fā)距=15m時的頻率對比圖。頻率為33kHz 時曲線完整，探測精度最高。圖最佳發(fā)射頻率試驗曲線因此

21、最佳發(fā)射頻率確定為33kHz。另外根據(jù)以往的管線探測工作實踐及經驗總結：33kHz使用范圍廣，精度相對較高；其次是65kHz、8kHz。激發(fā)方式，定位、定深方法的選擇（1）、激發(fā)方式通過試驗確定的激發(fā)方式：給水管線采用直接法最好，信號強、傳播距離遠、異常明顯，定深、定位較其它方法精度高。感應法在單一管線的情況下效果較好，在管線密集的情況下要慎重、靈活使用，可通過改變發(fā)射機的感應方式避開鄰近管線干擾，如：壓線法等。電信類、電力等電線、電纜優(yōu)先采用夾鉗法，該方法信號強度大、 傳播距離遠、鄰近干擾小。因該類管線多以集束狀態(tài)埋設，線與線之 間距離較近，采用感應法時精度較低，因此應優(yōu)先采用夾鉗法。（2）

22、、定位方法的選擇極大值法的定位精度相對較高，極小值法的定位誤差較大，因此 探查作業(yè)中盡量采用極大值法定位，同時輔以極小值法驗證。（3）、定深方法的選擇70%法的定深精度較高。因此探查作業(yè)中盡量采用70%法定深，同時 輔以直讀法。探查作業(yè)中要不斷通過已知點、開挖點的深度來校驗 70%法的準確性，提高探查精度。管線探測方法試驗（詳見表）:管線探測方法試驗表1、經試驗參加施工的2臺儀器主機及配件齊全，性能穩(wěn)定，一試驗點號管線類別激發(fā)方式工作頻率定位方法定深方法實際深度(中心)儀器測定備注測定深度深度差曷平面差s1路燈直接法33 kHz極大值直讀48557370%4533極小值極值59115感應法33

23、kHZ極大值直讀535470%5132極小值極值581062供電直接法33 kHz極大值直讀867610470%8422極小值極值9484感應法33 kHz極大值直讀824570%8823極小值極值93763聯(lián)通夾鉗法33 kHz極大值直讀746113470%7221極小值極值8065感應法33 kHz極大值直讀6212670%7132極小值極值8065致性較好。由本次試驗可以看出：在不受其它鄰近管線干擾的情況下,各儀器的定位和定深精度均較高，只需要把探測的中心埋深校正到管 頂埋深即可。校檢結果達到城市地下管線探測技術規(guī)程(CJJ61 2003)要求，可投入本區(qū)施工生產。2、管線探測激發(fā)方式應

24、盡量選擇對鄰近管線感應小、突出目標管線異常的方式為主。給水管線等宜采用直接法、感應法；埋深大時， 優(yōu)先采用直接法。電力、通訊類管線因其多以管塊、套管或溝道等形 式埋設，線纜之間距離又很近，相互之間互感較強，所以應盡量采用 夾鉗法。3、平面定位應以極大值法為主，同時輔以極小值法或通過開挖 等方式來提高探測精度；深度測定以70%法為主，直讀法為輔。4、收發(fā)距的選擇應根據(jù)管線的埋設方式、材質、周圍介質等實 際情況確定，一般以1025米為宜，或改變接收機的增益達到要求。5、方法試驗工作主要是在較為理想的條件下進行的，而各地段 地下管線的埋設方式、材質、埋深及周圍的地電條件各異，現(xiàn)場應根 據(jù)實際情況綜合運用多種方法，采用多種頻率，綜合分析以得出符合 實際的成果數(shù)據(jù)。6、遇有特殊情況時（更換儀器、儀器經過維修、調試后）適時 進行檢驗，以滿足工作要求。林*管線探測儀校驗報告儀器名稱:管線探測儀型號：RD8000儀器名稱:管線探測儀型號：RD8000編號：*點號管類管徑/斷面尺寸(mm)探測深度(cm)實際深度(cm)深度差值(cm)平面差值(cm)地點備注1路燈100576033*2路燈100646224*3聯(lián)通200X100787443*4聯(lián)通200X100767242*5移動200X10