地下管線探測(cè)技術(shù)和探測(cè)設(shè)置

...wd......wd......wd...城市地下管線探測(cè)技術(shù)與探測(cè)設(shè)備2012年8月摘要：本文分析了地下管線探測(cè)的特點(diǎn)及其工作原則，闡述了目前城市地下管線探測(cè)主要技術(shù)方法、特點(diǎn)及其工作原理，介紹了地下管線探測(cè)相關(guān)設(shè)備。隨著我國(guó)城市建設(shè)現(xiàn)代化的開(kāi)展，地下管線探測(cè)工程也越來(lái)越多，特別是大量非金屬管線的使用對(duì)于地下管線探測(cè)技術(shù)提出了更高的要求，進(jìn)展地下管線探測(cè)技術(shù)研究是一個(gè)長(zhǎng)期的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：管線探測(cè)技術(shù)；電磁法；探地雷達(dá)；管線儀1引言地下管線是城市最重要根基的設(shè)施，長(zhǎng)期以來(lái)，它擔(dān)負(fù)著傳輸信息，輸送能量及排放廢液的工作。它是城市賴以生存與開(kāi)展的根基和保障，是保障城市功能正常發(fā)揮和人民安居樂(lè)業(yè)的神經(jīng)和血管，因此被稱為城市的地下生命線。但是由于種種原因，我國(guó)許多城市的地下管網(wǎng)分布資料不全，管線檔案管理不標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，隨著城市建設(shè)飛速開(kāi)展，在施工過(guò)程中因損壞管線而引起的停水、停電、人員傷亡等重大事故在許多城市屢見(jiàn)不鮮。因此探測(cè)地下管線對(duì)于城市的正常運(yùn)營(yíng)和改擴(kuò)建具有重要的意義。2我國(guó)地下管線探測(cè)技術(shù)開(kāi)展簡(jiǎn)介使用物探方法進(jìn)展地下管線探測(cè)我國(guó)開(kāi)場(chǎng)于上世紀(jì)80年代末期。在此之前，獲取地下管線資料的手段主要以向管線權(quán)屬單位搜集已有的管線資料和開(kāi)經(jīng)調(diào)查為主，這時(shí)期獲取的管線資料準(zhǔn)確性、全面性都比較差。進(jìn)入90年代，我國(guó)的地下管線探測(cè)技術(shù)得到迅速的開(kāi)展，在地下管線普查工程中逐步使用了“內(nèi)外業(yè)一體化〞的作業(yè)模式和探測(cè)技術(shù)，一批專業(yè)化的探測(cè)公司相繼成立，國(guó)內(nèi)許多大中型城市相繼開(kāi)展了城市地下管線普查工作。1994年原冶金部組織制訂的《地下管線電磁法探測(cè)規(guī)程》YB／I9027—94和1995年公布實(shí)施的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》CJJ61—94，推動(dòng)了城市地下管線探測(cè)技術(shù)開(kāi)場(chǎng)走向標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)志著以物探技術(shù)為根基的城市地下管線探測(cè)技術(shù)開(kāi)場(chǎng)走向標(biāo)準(zhǔn)化和應(yīng)用推廣階段。1996年成立了原建設(shè)部科技委地下管線管理技術(shù)專業(yè)委員會(huì)，為我國(guó)地下管線探測(cè)技術(shù)的開(kāi)展和應(yīng)用做了大量的工作。進(jìn)入2l世紀(jì)以來(lái)，隨著數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的開(kāi)展與應(yīng)用，“內(nèi)外業(yè)一體化〞探測(cè)技術(shù)得到了較快開(kāi)展和應(yīng)用推廣。這一時(shí)期我國(guó)許多城市均采用“內(nèi)外業(yè)一體化〞探測(cè)技術(shù)組織進(jìn)展了地下管線普查，提高了探測(cè)作業(yè)的工作效率，保證了普查工作成果的質(zhì)量。2003年修訂后的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī))CJJ61—2003，系統(tǒng)總結(jié)了“內(nèi)外業(yè)一體化〞技術(shù)經(jīng)歷和成果，為標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一技術(shù)的應(yīng)用推廣起到重要作用。3地下管線探測(cè)的特點(diǎn)和根本原則3.1地下管線探測(cè)的特點(diǎn)〔1〕工作環(huán)境復(fù)雜，地下管線探測(cè)不僅受管線本身材質(zhì)影響，同時(shí)也受到當(dāng)?shù)氐穆裨O(shè)狀況等地質(zhì)條件影響；〔2〕地下管線種類繁多，主要有：給水管、排水管、燃?xì)夤?、電力電纜和路燈電纜、電訊電纜、供熱管道、人防通道等。由管線所形成的物理場(chǎng)的種類和變化較大；〔3〕對(duì)探測(cè)設(shè)備具有較高的要求，必須滿足規(guī)程的需要。既要經(jīng)濟(jì)實(shí)用，能夠?qū)芫€進(jìn)展連續(xù)追蹤，快速、準(zhǔn)確定位、定深；同時(shí)要具備多種頻率，適用不同的工作環(huán)境，有較高的分辨率和較強(qiáng)的抗干擾性能。3.2地下管線探測(cè)的根本原則地下管線探測(cè)技術(shù)特點(diǎn)決定了工作原則，對(duì)于不同的管線，不同的環(huán)境需要采用相應(yīng)的技術(shù)方法。根據(jù)《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》的要求，結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)歷，在地下管線探測(cè)過(guò)程中需遵循以下根本原則：〔1〕從到未知。在儀器探查工作開(kāi)場(chǎng)前應(yīng)首先在區(qū)內(nèi)的管線敷設(shè)情況的地方進(jìn)展方法試驗(yàn)，以確定方法技術(shù)和選用儀器有效性、精度和有關(guān)參數(shù)。通過(guò)方法實(shí)驗(yàn)確定最小收發(fā)距、最正確收發(fā)距、最正確發(fā)射頻率和功率，并確定定深修正系數(shù)。不同類型的管線儀器在不同的地球物理?xiàng)l件的地區(qū)，方法技術(shù)的效果不同，因此應(yīng)分別進(jìn)展試驗(yàn)，然后推廣到整個(gè)測(cè)區(qū)開(kāi)展探查工作。在探查過(guò)程中遇到不同的管線材質(zhì)或疑難問(wèn)題，應(yīng)隨時(shí)進(jìn)展方法試驗(yàn)，提高探測(cè)的精度?！?〕由易到難，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜。開(kāi)展探查工作時(shí)，應(yīng)首先選擇管線少、干擾少、條件比較簡(jiǎn)單的區(qū)域進(jìn)展，然后逐步推進(jìn)到相對(duì)復(fù)雜條件的地區(qū)；在城市綜合管線探測(cè)過(guò)程中，應(yīng)首先選擇明顯點(diǎn)調(diào)查較多、探測(cè)難度較小的管線種類開(kāi)場(chǎng)，一般順序?yàn)椋号潘艿?--通訊電纜---路燈電力電纜---供熱管道---給水管道---燃?xì)夤艿?。?〕管線探測(cè)的技術(shù)方法有很多種，實(shí)際應(yīng)用時(shí)在保證探測(cè)質(zhì)量的前提下，應(yīng)優(yōu)先選擇簡(jiǎn)單、快捷、安全有效、本錢低的方法，這是由技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)所決定的?！?〕在管線分布復(fù)雜區(qū)域，通過(guò)單一的技術(shù)方法是很難或無(wú)法區(qū)分管線的敷設(shè)狀況，需要根據(jù)相對(duì)的復(fù)雜程度采用適當(dāng)?shù)木C合方法，以提高對(duì)管線的分辨率和探測(cè)結(jié)果的可靠程度。4目前地下管線探測(cè)的主要技術(shù)方法4.1地下管線按其物理性質(zhì)可大致分為三類：〔1〕由鑄鐵、鋼材構(gòu)成的金屬管線；〔2〕由銅、鋁材料構(gòu)成的電纜，如電力電纜、通訊電纜等和有線電視電纜等；〔3〕由水泥、陶瓷和塑料材料構(gòu)成的非金屬管道，如排水、工業(yè)管道或某些給水管、燃?xì)夤艿?。上述管線與周圍介質(zhì)在電性、磁性、密度、波阻抗和導(dǎo)熱性等方面均存在物性差異，因此，可以利用導(dǎo)電率、導(dǎo)磁率、介電常數(shù)和密度等物理參數(shù)，選擇不同的地球物理方法進(jìn)展探測(cè)。地下管線探測(cè)方法一般分為兩種，一種是井中調(diào)查與開(kāi)挖樣洞或簡(jiǎn)易觸探相結(jié)合的方法。這種方法工作效率低、本錢高、成果質(zhì)量低，是物探技術(shù)引入到管線探測(cè)技術(shù)之前主要采用的方法，目前僅在在某些管線復(fù)雜地段和檢查驗(yàn)收中采用。另一種是儀器探測(cè)與實(shí)地調(diào)查相結(jié)合的方法．這是目前應(yīng)用最為廣泛的方法。在各種物探方法中．就其應(yīng)用效果和適用范圍來(lái)看，依次為電磁法、電磁波法〔地質(zhì)雷達(dá)法〕、直接法和釬探法、聲波法、紅外輻射法、地震波法等。4.2電磁法電磁法具有探測(cè)精度高、抗干擾能力強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、工作方式靈活、本錢低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此是目前國(guó)內(nèi)外最常用的探測(cè)方法。電磁法的根本原理是利用交變電磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)電性或?qū)Т判曰蚪殡娦缘奈矬w有感應(yīng)作用，從而產(chǎn)生二次電磁場(chǎng)，通過(guò)觀測(cè)分析所激發(fā)的二次電磁場(chǎng)來(lái)確定地下管線的位置。應(yīng)用電磁法探測(cè)地下管線，通常是先使導(dǎo)電性好的地下管線帶電，然后在地面上測(cè)量由此電流產(chǎn)生的電磁異常，從而來(lái)到達(dá)探測(cè)地下管線的目的。其前提是必需滿足以下地電條件：〔1〕地下管線與周圍介質(zhì)之間有明顯的電性差異?！?〕管線長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于管線埋深。在此前提下，無(wú)論采用充電法或感應(yīng)法，都會(huì)探測(cè)到地下管線所引起的異常。從原理上講，在感應(yīng)激發(fā)條件下，管線本身及導(dǎo)電介質(zhì)均會(huì)產(chǎn)生渦流。對(duì)于那些直徑與埋深可比較的管道而言，在地表所引起的異常既決定于管線本身所產(chǎn)生的渦流，也決定于大地一管線一大地這個(gè)回路中的電流，以及管線所聚集的、存在于導(dǎo)電介質(zhì)中的感應(yīng)電流。金屬管線的導(dǎo)電性遠(yuǎn)大于周圍介質(zhì)的導(dǎo)電性，所以管線內(nèi)及其附近的電流密度就比周圍截止的電流密度大。這就好似在管線處存在一條單獨(dú)的線電流。對(duì)一般平直的長(zhǎng)管線，可近似將其看成由無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁異常。在距管線中心r(單位:m)處，其磁場(chǎng)強(qiáng)度(單位;A/m)由畢奧一沙伐爾定律求得：式中，I為流經(jīng)管線的交變電流強(qiáng)度(單位:A)[s]電磁法通過(guò)其場(chǎng)源的不同可分為被動(dòng)源法和主動(dòng)源法兩種方法。4.2.1主動(dòng)源法主動(dòng)源法是指可受人工控制的場(chǎng)源，通過(guò)人工向被探測(cè)管線發(fā)射一定頻率的交變電磁場(chǎng)，使被測(cè)管線產(chǎn)生感應(yīng)電流，在被測(cè)管線周圍產(chǎn)生二次場(chǎng)，通過(guò)觀測(cè)、分析這個(gè)二次場(chǎng)來(lái)確定地下管線的位置。根據(jù)給地下管線施加信號(hào)的方式不同又可分為：直接充電法、感應(yīng)法、夾鉗法及示蹤法。〔1〕直接充電法適用于有出露點(diǎn)的金屬管線探測(cè)。直接法有三種連接方式：雙端連接、單端連接及遠(yuǎn)接地單端連接。即將發(fā)射機(jī)專用輸出電纜的一端與被探測(cè)的金屬管線相連接，另一端接地或接到金屬管線的另一端，利用接收機(jī)搜索被探測(cè)金屬管線產(chǎn)生的電磁信號(hào)，對(duì)管線進(jìn)展追蹤定位。該方法能使接收機(jī)接收到較強(qiáng)的電磁信號(hào)，對(duì)管線的定位及定深精度都相對(duì)較高，但管線必須有出露點(diǎn)，并具備良好的接地條件。4.2-1圖雙端連接法示意圖4.2-2圖單端連接法示意圖〔2〕感應(yīng)法感應(yīng)法是利用發(fā)射機(jī)發(fā)射本身的諧變電磁場(chǎng)，使被探測(cè)的地下管線產(chǎn)生感應(yīng)電流而形成電磁場(chǎng)，通過(guò)接收機(jī)在地面接收地下管線所形成的電磁場(chǎng)，到達(dá)對(duì)被探測(cè)管線進(jìn)展搜索、追蹤、定位之目的。感應(yīng)法適用于出露點(diǎn)稀少而不便使用直接法探測(cè)的金屬管線或電纜，該方法操作簡(jiǎn)單靈活，但容易耦合相鄰其他管線上面，增加探測(cè)的難度。4.2-3圖感應(yīng)法原理示意圖SHAPE〔3〕夾鉗法是利用專用的的夾鉗〔亦稱耦合環(huán)〕夾住被探測(cè)的管線，通過(guò)耦合環(huán)把電磁信號(hào)加載到被探測(cè)的管線上，以到達(dá)對(duì)管線追蹤定位之目的。此方法信號(hào)強(qiáng)，定位定深精度高，適用于管線直徑小且不宜使用直接法探測(cè)的金屬管線或電纜，如電力、電信類電纜、燃?xì)馊霊艄芫€等，但管線必須有出露點(diǎn)，而且被探測(cè)管線的直徑必須小于夾鉗的大小。4.2-4圖夾鉗耦合示意圖〔4〕示蹤法示蹤法原理是通過(guò)發(fā)射機(jī)將信號(hào)加載到導(dǎo)電線上，通過(guò)探測(cè)導(dǎo)電線輻射到地面的電磁信號(hào)來(lái)確定目標(biāo)管線的位置和埋深。示蹤法一般只適用于開(kāi)放式的管道，還要有能讓導(dǎo)電線進(jìn)入目標(biāo)管道的觀察孔、檢修井等設(shè)施，且檢修井的設(shè)置間距不能太遠(yuǎn)，目前主要多用于排水管道。4.2-5示蹤加載信號(hào)示意圖4.2.2被動(dòng)源法被動(dòng)源法不需要人工對(duì)被探管線施加場(chǎng)源，場(chǎng)源來(lái)自電纜所載有的50Hz/60Hz交變電流或空間存在的電磁波信號(hào)，只需用接收機(jī)承受該信號(hào)。被動(dòng)源法操作簡(jiǎn)單方便，但只能對(duì)地下管線進(jìn)展追蹤和初步定位，不能探測(cè)管線的埋深，進(jìn)一步準(zhǔn)確地定位、定深還需要主動(dòng)源法進(jìn)展?！?〕工頻法工頻法利用電力電纜中載有的50/60Hz交變電流或游散電流匯入金屬管線的電流形成的電磁場(chǎng)進(jìn)展探測(cè)。載有電流的電纜與大地之間具有良好的電容耦合，在其周圍形成交變電磁場(chǎng)。地下金屬管線在電磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流在管線周圍形成二次磁場(chǎng)。使用接收機(jī)這個(gè)二次磁場(chǎng)從而確定地下管線的位置。4.2-6工頻法原理示意圖〔2〕甚低頻法甚低頻法是利用甚低頻無(wú)線電臺(tái)所發(fā)射的甚低頻電磁波信號(hào)〔14～26kHz〕，在金屬管線中感應(yīng)的電流所產(chǎn)生的二次場(chǎng)進(jìn)展探測(cè)。其原理是電臺(tái)發(fā)射的電磁波在傳播過(guò)程中，將會(huì)使管線及周圍介質(zhì)極化而產(chǎn)生二次場(chǎng)，由于管線與周圍介質(zhì)存在物性上的差異，使二次場(chǎng)及其總場(chǎng)均有一定的差異，通過(guò)測(cè)量這些差異可發(fā)現(xiàn)引起差異的高阻或低阻管線。許多國(guó)家為了通訊及導(dǎo)航目的，設(shè)立了強(qiáng)功率的長(zhǎng)波電臺(tái)，其發(fā)射頻率為15～26kHz,在無(wú)線電工程中，將這種頻率成為甚低頻。能為我國(guó)利用的電臺(tái)有：日本愛(ài)知縣NDT臺(tái)，頻率為：17.4kHz；澳大利亞的NWC臺(tái)，頻率為22.3kHz；莫斯科UMS電臺(tái)，頻率為：17.1kHz；美國(guó)的NAA電臺(tái)，頻率為17.8kHz。這些電臺(tái)的發(fā)射功率一般為500～1000kW，發(fā)射功率大，電磁波傳播遠(yuǎn)，即使在320～4800km處也可以將這些電臺(tái)作為發(fā)射場(chǎng)源。4.2-6甚低頻法原理示意圖4.2.3電磁法的定位定深技術(shù)〔1〕平面位置確實(shí)定電磁法確定管線平面位置有極大值法和極小值法兩種。a、極大值法：亦稱為峰值法,地下管線在場(chǎng)源激發(fā)下產(chǎn)生一定強(qiáng)度電流時(shí)，在管線正上方，地下管線形成的磁場(chǎng)水平分量值最大，即在管線的地面投影位置上出現(xiàn)極大值。極大值法又分為雙水平天線〔窄峰法〕和單水平天線〔寬峰法〕。4.2-7極大值法定位原理圖b、極小值法：亦稱零值法,在地下金屬管線的正上方，管線所形成磁場(chǎng)垂直分量最小,即為“0〞，也就是說(shuō)地下金屬管線所形成的磁場(chǎng)垂直分量在管線的地面投影位置上出現(xiàn)零值點(diǎn)，在垂直管線走向的方向上，用管線儀的水平線圈接收此垂直分量，根據(jù)極小值點(diǎn)位來(lái)確定管線的平面位置。極小值法只能確定管線的平面位置，無(wú)法測(cè)量管線的深度。4.2-8極小值法定位原理圖〔2〕埋深確實(shí)定a、70%法測(cè)深〔特征點(diǎn)法〕：利用垂直管線走向剖面，測(cè)得的管線磁場(chǎng)異常曲線峰值兩側(cè)某一百分比值處兩點(diǎn)之間的距離與管線埋深之間的關(guān)系，來(lái)確定地下管線埋深的方法。測(cè)定時(shí)，先用極大值法定位，保持接收機(jī)的垂直狀態(tài)，沿垂直管線方向向兩側(cè)移動(dòng)，直到幅值降為定位點(diǎn)處，量測(cè)兩點(diǎn)之間的距離即為地下管線的中心埋深。4.2-9極小值法定位原理圖b、直讀法：直讀法是利用接收機(jī)中上、下兩個(gè)垂直線圈〔線圈面垂直〕測(cè)定管線產(chǎn)生的磁場(chǎng)水平分量梯度，而磁場(chǎng)水平分量梯度與管線埋深直接相關(guān)，通過(guò)在接收機(jī)中設(shè)置的按鈕，將埋深數(shù)據(jù)顯示在接收機(jī)表盤上，探查人員可從表盤上直接讀出管線的埋深。4.2-10極小值法定位原理圖4.3電磁波法----探地雷達(dá)探地雷達(dá)〔GroundPenetratingRadar，簡(jiǎn)稱GPR〕，與對(duì)空雷達(dá)在原理上十分相似，是基于地下介質(zhì)的電性差異，向地下發(fā)射高頻電磁波，并接收地下介質(zhì)反射的電磁波進(jìn)展處理、分析、解釋的一項(xiàng)工程物探技術(shù)。其工作過(guò)程是由置于地面的發(fā)射天線送入地下一高頻電磁脈沖波〔主頻為數(shù)十兆赫至數(shù)千兆赫〕，當(dāng)其在地下傳播過(guò)程中遇到不同的目標(biāo)體〔管線、空洞、裂縫、巖土體、溶洞等〕的電性介面時(shí)，就有局部電磁能量被反射折向地面，被接收天線所接收并由主機(jī)記錄，得到從發(fā)射經(jīng)地下目標(biāo)體界面反射回到接收天線的雙程走時(shí)t。當(dāng)?shù)叵陆橘|(zhì)的波速V時(shí)，可根據(jù)測(cè)到的準(zhǔn)確t值求得目標(biāo)體的埋深Z。地質(zhì)雷達(dá)發(fā)射天線與接收天線的距離X通常很小，甚至合二為一。當(dāng)?shù)貙觾A角不大時(shí)，反射波的路徑幾乎與地面垂直。這樣，可對(duì)各測(cè)點(diǎn)進(jìn)展快速連續(xù)的探測(cè)，并根據(jù)反射波組的波形與強(qiáng)度特征，通過(guò)數(shù)據(jù)處理得到地質(zhì)雷達(dá)剖面圖象。而通過(guò)多條測(cè)線的探測(cè)，則可了解現(xiàn)場(chǎng)目標(biāo)體平面分布情況。Z2=1/4(t2v2-x2)4.3-1地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)原理圖式中：z—目標(biāo)體埋深t—雙程走時(shí)v—電磁波在介質(zhì)中的傳播速度4.3-2地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)原理圖探地雷達(dá)既可以探測(cè)金屬管線，也可以探測(cè)非金屬管線。尤其在探測(cè)非金屬管線時(shí)具有快速、高效、無(wú)損及實(shí)時(shí)展示地以下列圖像等特點(diǎn)，是目前探測(cè)非金屬管線的首選工具。需要注意的是在進(jìn)展地下管線探測(cè)時(shí)，首先要了解管線的類型、走向和大致埋深，以便合理選擇天線頻率，設(shè)置最正確時(shí)窗和選擇濾波參數(shù)。影響雷達(dá)探測(cè)三個(gè)最重的參數(shù)是：環(huán)境電導(dǎo)率、介電常數(shù)和探測(cè)頻率?！?〕、環(huán)境電導(dǎo)率σ是表征介質(zhì)導(dǎo)電能力的參數(shù),它決定了電磁波在介質(zhì)中的穿透深度,其穿透深度隨電導(dǎo)率的增加而減小,并與土壤中的含水量有密切的關(guān)系;當(dāng)σ10-7S/m,并滿足介電極限條件時(shí),電磁波衰減小,最適宜發(fā)揮地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用效果?！?〕、介電常數(shù)是影響應(yīng)用效果的另一個(gè)重要因素,高頻電磁波在介質(zhì)中的傳播速度主要取決于介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù),而反射信號(hào)的強(qiáng)弱取決于介電常數(shù)的差異?！?〕、探測(cè)頻率制約著探測(cè)的效果，雷達(dá)的探測(cè)深度和分辨率是一個(gè)矛盾的關(guān)系，天線中心頻率高，探測(cè)深度小，分辨率高，反之，則分辨低。因此可見(jiàn)雷達(dá)在探測(cè)時(shí)受到管線材質(zhì)與周圍回填物導(dǎo)電性差異、土壤含水率的影響。并且雷達(dá)不同于電磁法探測(cè)儀，不能對(duì)管線進(jìn)展追蹤探測(cè)，只能做剖面探測(cè)或網(wǎng)格狀探測(cè)，容易受到非目標(biāo)物的干擾。這是雷達(dá)探測(cè)的技術(shù)缺點(diǎn)。目標(biāo)管線目標(biāo)管線4.3-3地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)原理圖雷達(dá)圖形是以脈沖反射波的波形形式記錄。圖像豎軸顯示探測(cè)目標(biāo)物的埋深，圖像上方顯示雷達(dá)行進(jìn)的距離，波形以黑白色表示。圖像4.3-3為是北京埃德?tīng)柟驹诨茨蠔|淮村小區(qū)測(cè)得的雷達(dá)探測(cè)圖像，圖中管線深度為0.55米，為PE管道。4.4直接法和釬探法直接法用于對(duì)于管線上的閥門、窨井、消防井等附屬設(shè)施的調(diào)查，通過(guò)直接開(kāi)井量取以獲得相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，這是一種可行又直觀的簡(jiǎn)便方法。在通過(guò)其他物探手段無(wú)法確定管線位置和埋深時(shí)，可用釬探法〔使用鋼釬直接接觸管線〕進(jìn)展探測(cè)，使用釬探法探測(cè)時(shí)應(yīng)注意在嚴(yán)禁在易燃易爆的危險(xiǎn)管道或電纜上進(jìn)展，以免發(fā)生危險(xiǎn)。如燃?xì)?、電力電纜、各種通訊電纜，釬探法目前主要在非金屬管道疑難問(wèn)題解決時(shí)使用，該方法具有一定的危險(xiǎn)性和破壞性，要求具有釬探經(jīng)歷的技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指揮操作。4.5聲波法聲波法的根本工作原理是利用發(fā)射機(jī)發(fā)出一定頻率的聲波信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)與管線出露局部連接的振動(dòng)器傳輸?shù)焦艿郎?，聲波信?hào)在沿地下管道向兩端傳遞的同時(shí)，有局部聲波信號(hào)能傳遞到地面，接收機(jī)通過(guò)專用的探頭在地面承受該聲波信號(hào)，從而確定目標(biāo)管線的位置。聲波法適用于內(nèi)部流體為氣態(tài)或液態(tài)、硬質(zhì)小口徑非金屬管道，具有一定的局限性?！?〕探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)要有管道的出露點(diǎn)以便安裝振動(dòng)器發(fā)射信號(hào)?！?〕受探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境噪音影響很大?！?〕由于聲波的衰減特性，該方法只適用于小口徑管道的探測(cè)，大口徑管道由于聲波的衰減太快，探測(cè)效果極差；并且管道埋設(shè)越深難度越大。聲波法只能對(duì)管道進(jìn)展平面定位，而不能探測(cè)管道的埋深，且使用時(shí)受環(huán)境影響因素較大，在實(shí)際工作中較少應(yīng)用。4.6紅外輻射法紅外線輻射探測(cè)的理論根基是斯蒂芬定律：I=εkT4〔2.5-18〕式中I為物體的輻射通量；ε為發(fā)射率；k為常數(shù)；T為絕對(duì)溫度。在實(shí)際工作中，把大氣背景的影響作為恒定狀態(tài)，覆蓋物是均勻穩(wěn)定的。那么在一天的某一段時(shí)間內(nèi)，大氣背景可認(rèn)為是不變的，所測(cè)得的溫度差異是由地下不同介質(zhì)如水、鐵管、水泥管等熱特性的差異所造成的。測(cè)量不同地段、不同時(shí)間的輻射溫度，通過(guò)不同時(shí)相了解地表發(fā)射溫度與與自然背景的區(qū)別，尋找不同區(qū)域、不同介質(zhì)輻射溫度的差異，從而間接尋找地下管道的位置及發(fā)現(xiàn)漏水部位。它可以用于探測(cè)那些對(duì)測(cè)深精度要求不高的某些金屬及非金屬管道，在實(shí)際工作應(yīng)用較少。4.7地震波法地震波法是利用彈性波在地下介質(zhì)的傳播過(guò)程中，遇到地下管線后產(chǎn)生反射、折射和繞射波，使彈性波的相位、振幅及頻率等發(fā)生變化，在反射波時(shí)間剖面上出現(xiàn)畸變，從而確定地下管線的存在。它包括淺層地震勘探法和面波法。這種方法受環(huán)境和地下介質(zhì)的影響較大，要求具體操作人員具有較強(qiáng)的理論水平及實(shí)踐經(jīng)歷，在實(shí)際應(yīng)用中有待進(jìn)一步研究。5地下管線探測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)介目前在地下管線探測(cè)中廣泛應(yīng)用并取得良好效果地下管線探測(cè)設(shè)備主要是是地下金屬管線探測(cè)儀〔簡(jiǎn)稱探測(cè)儀〕和探地雷達(dá)。前者用于地下金屬管線快速追蹤、準(zhǔn)確定位，后者不僅可以探測(cè)金屬管線，還可以探測(cè)非金屬管線，二者結(jié)合起來(lái)是目前地下管線探測(cè)最有效的工具。從地下管線探測(cè)儀器的開(kāi)展歷史看，國(guó)外起步較早，技術(shù)水平高，品種多，已有許多成熟的產(chǎn)品在不同測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。1915年至1920年，美國(guó)、英國(guó)和德國(guó)先后生產(chǎn)了探測(cè)地下管線的專用儀器，這些儀器和技術(shù)源于尋找地雷和未引爆的炸彈等金屬探測(cè)器。第二次世界大戰(zhàn)后，隨著電磁理淪和電子技術(shù)的開(kāi)展，研制出了應(yīng)用電磁感應(yīng)原理的地下金屬管線探測(cè)儀。20世紀(jì)80年代后，由于采用了新型磁敏元件、各種濾波技術(shù)及天線技術(shù)，使儀器的信噪比、精度和分辨率大為提高，并更加輕便和易于操作，實(shí)現(xiàn)了地下管線的高精度和高效率的探測(cè)。主要知名的品牌有英國(guó)RADIODETECTION公司生產(chǎn)的RD系列產(chǎn)品、美國(guó)RYCOM公司的地下管線探測(cè)儀8850/8875/8878、美國(guó)Subsite70/300/95OR/T型地下管線探測(cè)儀、德國(guó)豎威生產(chǎn)的探管儀EI-/G1、日本富士公司生產(chǎn)的PL系列產(chǎn)品等。國(guó)內(nèi)地下管線儀器的生產(chǎn)起步較晚，技術(shù)水平較低，發(fā)射頻率單一、發(fā)射功率較小，穩(wěn)定性、分辨率較查，因此生產(chǎn)的產(chǎn)品很難在實(shí)際工作中得以廣泛的應(yīng)用。西安華傲通訊技術(shù)有限責(zé)任公司的GXY系列地下管線檢測(cè)儀，是國(guó)產(chǎn)管線探測(cè)儀器的首選品牌，其中GXY一2000型地下管線探測(cè)儀是國(guó)內(nèi)唯一全數(shù)字式地下管線探測(cè)儀。英國(guó)RADIODETECTION公司生產(chǎn)的RD地下管線探測(cè)儀一直是管線探測(cè)行業(yè)領(lǐng)軍產(chǎn)品，RD8000智能型管線探測(cè)儀采用了世界上先進(jìn)的技術(shù)和工藝，核心技術(shù)為Centros?搜索引擎〔中央處理器〕，提高了探測(cè)的精度和重現(xiàn)性，具有互聯(lián)網(wǎng)接入功能的，可以實(shí)現(xiàn)在線注冊(cè)、遠(yuǎn)程故障診斷、頻率下載、軟件升級(jí)等。RD8000的羅盤指示功能顯示管線走向，能使探測(cè)者準(zhǔn)確的清晰判斷出管線走向，特別對(duì)初學(xué)者具有很大的幫助；它具有藍(lán)牙?無(wú)線技術(shù)，可以使用SurveyCERT?〔專用的測(cè)繪應(yīng)用平臺(tái)〕和iLOC?〔無(wú)線連接〕功能，將數(shù)據(jù)從RD8000傳輸?shù)郊嫒莸腜DA或計(jì)算機(jī)上，并繪制測(cè)繪圖，將管線探測(cè)儀探測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)進(jìn)展了有機(jī)的結(jié)合，是探測(cè)信息重現(xiàn)；特有的被動(dòng)躲避功能，能同時(shí)使用電力模式和無(wú)線電模式進(jìn)展快速探測(cè)被測(cè)管線，并且實(shí)現(xiàn)了在電力模式下測(cè)深功能。RD8000管線探測(cè)儀是探測(cè)煤氣、電力、電信、自來(lái)水、排水和有線電視等各類地下管線的最有效的儀器。PL-1000是日本專業(yè)管線和漏水探查設(shè)備制造公司--富士地探株式會(huì)社最新推出的金屬管線及電纜測(cè)位器，是用于探測(cè)供水、煤氣、通訊、電力等各種金屬管線的埋設(shè)位置、方向及深度的新型探測(cè)儀器。PL-1000的接收機(jī)天線采用的是富士公司獨(dú)家專利的雙線圈差動(dòng)天線，其設(shè)計(jì)原理是利用A/B兩支線圈接收電磁感應(yīng)信號(hào)，兩支線圈輸出電流方向相反并形成一個(gè)平衡回路，利用兩者的電流差值，即雙線圈感應(yīng)的平衡點(diǎn)來(lái)判斷管線位置。專利的差動(dòng)天線具有以下特性：一、使儀器在探測(cè)過(guò)程中的抗環(huán)境電磁干擾能力明顯增強(qiáng)，這種特殊的天線構(gòu)造可以很好的濾除非探測(cè)信號(hào)的環(huán)境電磁波干擾。二、將接收機(jī)得到的被測(cè)管線上方感應(yīng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度反映曲線變窄變尖，從而使被測(cè)管線水平位置的探測(cè)更加容易、更加明顯，準(zhǔn)確度更高。同時(shí)，提高了相臨管線的探測(cè)分辨能力。專利的差動(dòng)天線和特有的二次測(cè)量方式，使得PL-960的測(cè)深精度在普通直讀法測(cè)深的根基上有了很大提高。DP-LD6000全頻管線探測(cè)儀由上海雷迪公司的推出的新型管線探測(cè)儀。它采用電磁法探測(cè)地下管線的位置、埋深、走向和信號(hào)電流強(qiáng)度，實(shí)用于探測(cè)大埋深管線，并可選配多種功能擴(kuò)展附件，實(shí)現(xiàn)管線外護(hù)套接地故障定位、密集電纜識(shí)別、非金屬管線定位功能。DP-LD6000具有超高靈敏度的新型接收線圈：動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)140dB，能夠探測(cè)更深的管線和更遠(yuǎn)的距離；特殊圈接收技術(shù)：壓縮信號(hào)響應(yīng)范圍，提高探測(cè)信號(hào)的分辨率和密集管線的定位準(zhǔn)確度，利用雙線圈技術(shù)消除或抑制空間及地下鄰近管線的電磁干擾。20世紀(jì)90年代初期，探地雷達(dá)技術(shù)的開(kāi)展應(yīng)用，進(jìn)一步拓寬了地下管線的探測(cè)范圍，一定程度上彌補(bǔ)了非金屬管線探測(cè)的技術(shù)難點(diǎn)。一些公司相繼生產(chǎn)出了專門用于探測(cè)地下管線的探地雷達(dá)，體積較小、便于操作、經(jīng)濟(jì)適用，而且性價(jià)比都比較高。主要品牌有：英國(guó)雷迪公司的RD1000型、MALA公司的易捷EASYLOCATOR和瑪拉X3M型雷達(dá)、加拿大Sensors&Software公司生產(chǎn)的EKKOI00及EKKO1000型新一代數(shù)字式探地雷達(dá)、德國(guó)豎威的探地雷達(dá)PulseEKKO1000型。RD1000?是RADIODETECTION公司生產(chǎn)的專門用于地下管線探測(cè)的探地雷達(dá)，它采用了先進(jìn)的數(shù)字濾波可濾除干擾信號(hào)，從而大大提高了定位準(zhǔn)確度，具有強(qiáng)大的數(shù)字信息處理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)、清楚地顯示地下地像。多種數(shù)字顏色可選和強(qiáng)大地增益調(diào)整極大地提供了定位的質(zhì)量。RD1000?操作簡(jiǎn)單，LCD顯示屏配有直觀的鍵盤和菜單系統(tǒng)，為操作人員提供各種應(yīng)用功能。定位只需向后拉動(dòng)雷達(dá)車，便可進(jìn)展定位，定位模式可抓拍到地下各種狀況圖，光標(biāo)顯示地下管道的深度和位置。采用單鍵式錄制模式，圖象存儲(chǔ)在閃存卡上，同時(shí)閃存卡界面還可讓用戶進(jìn)展固件升級(jí)。RD1000?是進(jìn)展非金屬管線探測(cè)的理想工具。目前國(guó)內(nèi)幾種常用的管線探測(cè)儀性能比照表萬(wàn)能精細(xì)管線定位儀RD8000LD6000全頻管線探測(cè)儀富士金屬管線和電纜測(cè)位器PL-1000(最新型)英國(guó)RADIODETECTION上海雷迪公司日本富士根本特點(diǎn)●多種定位方法和多種測(cè)深方法確保測(cè)試效果；●多達(dá)24種可選的探測(cè)頻率，操作者可自行設(shè)定小于1KHZ的頻率，可使用不同種類金屬管線的探測(cè)；●具有藍(lán)牙?無(wú)線技術(shù)，可以使用SurveyCERT?〔測(cè)繪應(yīng)用平臺(tái)〕和iLOC?〔無(wú)線連接〕功能；●高比照度LCD顯示屏，任何光線下都清晰可見(jiàn)；●自動(dòng)測(cè)深：當(dāng)儀器正確置于管線垂直上方時(shí)，自動(dòng)給出目標(biāo)管線最準(zhǔn)確的深度；●電流指示功能：利用電流方向指示箭頭來(lái)區(qū)分相鄰平行管線；●羅盤指示功能：指示被測(cè)管道或電纜的走向，便于管線追蹤探測(cè)；●故障查找功能：用來(lái)定位電纜外護(hù)套破損點(diǎn)；●被動(dòng)躲避：同時(shí)使用電力和無(wú)線電探測(cè)模式快速勘測(cè)；●自動(dòng)背景光，當(dāng)光線缺乏時(shí)，自動(dòng)翻開(kāi)背景光。發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)●三種功率：1瓦,3瓦,10瓦●8K〔FF〕故障點(diǎn)查找：定位故障點(diǎn)，從短路到2兆歐●電流方向〔CDFF〕：適用遠(yuǎn)距離故障查找●4對(duì)低頻電流方向●30V或更高電壓模式下的電流〔90V電壓用于高阻抗〕●主動(dòng)頻率范圍：200Hz---200KHz●可選模式支持RD7000和RD8000特定型號(hào)定位儀的●●頻率范圍●iLOC(只Tx-3B和Tx-10B兩種型號(hào)有)●自動(dòng)頻率微調(diào)，短路保護(hù)，萬(wàn)用表功能●配件箱：地釬，直連線，接地延長(zhǎng)線●支持外接12V直流電源操作●高比照度LCD顯示屏●接地電阻報(bào)警接收機(jī)特點(diǎn)：●被動(dòng)探測(cè)方式：電力50Hz和無(wú)線電，有線電視，陰極保護(hù)電流；●主動(dòng)測(cè)量方式：320/640Hz，8-33-65-131-200KHz等多種頻率；●定位方法：極大值法，極小值法，極大值/極小值法；●測(cè)深方法：70%測(cè)深法，直讀法；●電流指示功能：在管線復(fù)雜的區(qū)域也可以快速準(zhǔn)確地識(shí)別目標(biāo)電纜，接收機(jī)屏幕上顯示目標(biāo)管線的電流的方向；●配有A支架可定位電纜外護(hù)套故障點(diǎn)。技術(shù)參數(shù)：靈敏度：6E-15Tesla.每米5üA〔33HZ〕動(dòng)態(tài)范圍：140dBrms/√HZ可選性：120dB/HZ測(cè)深精度：管線：誤差±2.5％0.1m-3m探棒：誤差±2.5％0.1m最大可測(cè)深度：管線6米，探棒18米定位精度：±2.5％電流方向故障點(diǎn)查找〔CDFF〕頻率范圍：220HZ-4kHZ故障點(diǎn)查找FF：用A型支架，診斷短路到2M歐姆的電纜故障工作溫度：-10～+50℃電池?cái)?shù)量：接收機(jī)：2節(jié)〔LR20〕發(fā)射機(jī)：8節(jié)〔LR20〕電池壽命：接收機(jī)：30小時(shí)連續(xù)性工作發(fā)射機(jī)：正常15小時(shí)，視信號(hào)條件而定質(zhì)保：注冊(cè)后36個(gè)月動(dòng)態(tài)過(guò)載保護(hù)：30dB(自動(dòng))符合標(biāo)準(zhǔn)在；FCC,RSS.310RoHs.WEEE支持：CE藍(lán)牙重量：發(fā)射機(jī)：=2.84kg〔含電池〕4.2kg〔含配件〕接收機(jī)：=1.87kg〔含電池〕防護(hù)等級(jí)：IP54特點(diǎn)：●兼容各種管線儀的工作頻率●軟件免費(fèi)升級(jí)●全天候高亮度TFT彩色顯示屏●內(nèi)置雙核高速處理器●管線探測(cè)更深、更遠(yuǎn)、更準(zhǔn)確

全頻接收機(jī)預(yù)設(shè)50個(gè)接收頻率兼容各種品牌管線儀的發(fā)射機(jī)用戶可免費(fèi)定制50Hz～200kHz之間的任意頻率軟件升級(jí)特殊線圈構(gòu)造

自動(dòng)過(guò)濾干擾信號(hào)

顯著提高定位信號(hào)的抗干擾能力

超高靈敏度、超強(qiáng)穩(wěn)定性

雙核高速處理器

提高信號(hào)處理與運(yùn)算速度

定位和測(cè)深更快

高度集成化電路維修與更換簡(jiǎn)單、方便峰值信號(hào)標(biāo)識(shí)TFT真彩顯示屏大功率發(fā)射機(jī)信號(hào)輸出效率極其出色直連法和感應(yīng)法輸出性能高于同類10W發(fā)射機(jī)接收機(jī)技術(shù)參數(shù)用途；探測(cè)地下管道和電纜的位置、深度、電流、路徑等定位模式；峰值模式，谷值模式，寬峰模式預(yù)設(shè)接收頻率50----200KHZ增益范圍0-140dB定位精度深度+-2.5%測(cè)深精度深度的+-2.5%電流測(cè)量精度實(shí)際電流+-2.5%測(cè)深范圍0-10m顯示屏3.52英寸液晶彩屏附件端口2個(gè)USB端口，1個(gè)充電端口外殼高強(qiáng)度碳纖維，高密度熱塑電源充電電池工作時(shí)間>=45小時(shí)重量2.6kg質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)歐盟CE認(rèn)證，美國(guó)FCC認(rèn)證發(fā)射機(jī)技術(shù)參數(shù)功能對(duì)管線施加特定頻率的定位信號(hào)輸出模式感應(yīng)模式，直連模式，夾鉗模式。輸出方式自動(dòng)阻抗匹配輸出頻率感應(yīng)模式：33K，38K，80K直連模式：512Hz，640Hz，8K，9.5k，33K，38k，65K80k最大輸出功率10W最大輸出電流1A

RMS電源充電電池工作時(shí)間>=20小時(shí)重量3.2kg工作環(huán)境-20oC-50oC，IP54，NEMA4質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)歐盟CE認(rèn)證，美國(guó)FCC認(rèn)證特點(diǎn)：●大屏幕液晶顯示器操作過(guò)程清晰明了，使操作者在現(xiàn)場(chǎng)毫不遲疑地使用面板上的鍵盤選擇正確的工作方式；●可單手操作重量?jī)H2公斤的接收機(jī)鍵盤，長(zhǎng)時(shí)間工作不會(huì)感到疲勞；●綜合國(guó)際先進(jìn)技術(shù)