就基于电（磁）法技术在地下管线探测中的应用分析.docx

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1、地下管线是城市重要的基础设施，它担负着传输信息、输送能量和排放废液的功能，是城市赖以生存的物质基础。在地下管线探测中，应用最多的物探方法是电（磁）法，尤其是在现今全国范围内开展的城市地下管线普查中，电（磁）法技术以其快速、高效、准确地特点被广泛应用。本文介绍了电（磁）法探测地下管线的原理，并对电（磁）法技术在地下管线探测中的应用前景进行了展望，指出电（磁）法技术在地下管线探测中拥有巨大的应用空间。标签：电（磁）法探地雷达地下管线探测1电（磁）法技术探测地下管线的原理电（磁）法是探查地下管线的主要方法，它是利用地下管线与周围介质的导电性及导磁性差异为主要物性基础，根据电磁感应原理观测和研究电（磁

2、）场空间与时间分布规律，从而达到寻找地下管线的目的。地下管线探测时，依靠主动或被动的场源激发，在管线中形成电流，管线中的电流就会在其周围空间产生同频率的交变电磁场，利用物探仪器在地面观测电磁场的空间分布，根据电磁场的分布特征，确定管线空间位置。因此，要取得理想的地下管线探测效果，必须满足下列条件：（1）在地下管线上形成的电磁场，其分布规律或分布特征能够被探测和计算；（2）场源在目标管线上能激发出一定强度的电流，并使电流尽可能少地在非目标管线、干扰物和介质中通过，以压制或消除干扰因素；（3）使用的探测仪器必须先进，尽可能丰富地提供物理场的真实信息，保证探测精度。在地下管线探测中，电（磁）法技术均

3、可应用。这些方法主要有：充电法、高密度电法、甚低频法、电磁感应法和电磁辐射法（探地雷达）等。2电（磁）法技术的应用2.1 直流充电法的应用山东望儿山金矿在采空区回填孔的钻探过程中，至地下38Om时，由于钻孔倾角误差，孔位偏离了巷道。为了找到井孔（钢管）的准确位置以便回填，采用充电法沿巷道进行探测，使用的仪器为北京地质仪器厂的DWJ2A型微机激电仪，在地表，供电电极A直接接到钢质井壁管上，B极为远极；在井下巷道内，测量电极M,N（点距1m）沿巷道进行电位梯度测量，将实测的电位梯度曲线反演计算，并消除巷道不规则地形影响，得出井孔下端离巷道最近距离15m,经掘进验证，结果准确。湖北神龙工勘院运用常规

4、直流充电法，解决了武汉一住宅楼因地下供电电缆发生故障致使断电2天的难题。2.2 高密度电法的应用在地下管线探测中，高密度电法不仅可以探测低阻特性的金属管道，还可以探测高阻特性的非金属管道。天津的刘万恩等人在某中学的改扩建工程中，利用非金属管道的高阻特性，采用高密度电法，有效地探测到了深度1.5m左右、直径2.2m的给水砂管和深度2.8m、直径5m的雨水碎管。他们在子牙河北岸探测埋深为2.5m、直径为2.5m的给水管道时，尽管管道材质为钢，但视电阻率却呈现高阻反映，这是因为管道表面包裹塑料涂层以及管道周围埋设大量碎石、杂土所致。刘晓东等在新余市地下管线调查中，根据管道为混凝土质，其电限率远高于围

5、岩而易形成高阻异常，从而利用高密度电法发现了下水管道的管顶。2.3 电磁感应法的应用电磁感应法是当前地下管线探测中使用最为广泛的物探技术，尤其是在现今全国范围内开展的城市地下管线普查中，电磁感应法以其独有的技术特点发挥着巨大的优势。针对城市地下管线探测现状，国内外许多单位研制和开发了专用的地下管线探测仪器，如：英国雷迪公司的RD400,4000系列管线探测仪、MALA公司的易捷管线探测仪EaSyLOCatOr和玛拉X3M型雷达、美国RY2COM公司的地下管线探测仪2.4 电磁波法的应用非金属地下管线的探测一直是地下管线探测的难点，在解决非金属管线探测问题时，使用最多的物探方法是探地雷达。在胶州

6、市地下管线探测中，位于某道下的600mm给水管道（材质为碎），管线仪探测没有信号。采用瑞典RAMAC/GPR型雷达，中心工作频率250MHZ天线进行探测，取道间隔为0.03m,采样时窗为79ns,剖面图如图1、图2所示。雷达剖面上60Omm给水管道异常明显，目标管线拱形反映清楚，由雷达剖面图像分析得：此处的给水管道管顶埋深1.30mo经钎探验证，给水管道实际埋深1.35m,精度较高。2.5 展望3.1 电（磁）法技术在地下管线探测中的应用空间巨大数字城市作为社会信息化建设的重要环节，正在日益成为国家高科技发展和城市建设关注的重点，城市地下管线探测所取得的信息数据是数字城市建设的重要基础数据之一

7、。目前，全国已有上百个城市进行了地下管线普查，还有一大批城市正在进行或计划进行地下管线普查，电（磁）法技术是地下管线探测最主要的手段，所以城市地下管线普查为电（磁）法技术提供了巨大的应用空间。3.2 电（磁）法技术的进步拓宽了电磁法技术的应用范围电（磁）法技术的进步突出表现在仪器的更新换代及其性能的提高方面。城市建设、规划和管理需要有准确的地下管线属性数据，这就要求探测地下管线的仪器具有较高的精度。随着电子技术和计算机技术的发展，电（磁）法仪器也迅速更新换代，大量的理性化、系统化、快速化和高精度的电（磁）法仪器涌现出来。如：英国雷迪公司的RD4000地下管线探测仪采用的是世界上最先进的技术和工

8、艺，在功能、性能和应用范围上都远远超越了其他类型地下管线探测仪，是探测城市地下管线的最有效的仪器；GPR近年来发展很快，超宽分离天线及双静态多频天线等的研制成功，使探地雷达的工作频宽达0l-100MHz,时距在。20000ns。另外，仪器的体积变小、重量变轻、价格变低，但性能却变得更好。计算机数据处理技术的迅猛发展推动了电（磁）法技术的进步，众多对地球物理数据进行处理的程序也随之出现。在这些数据处理程序中，许多新理论、新算法被采用，最近几年或几十年发展起来的小波理论、分形理论、混沌理论、模式识别等或多或少都有体现。例如：吴畏等人利用小波变换去除城市地下管线探测中探地雷达的信号噪音，有效地提高了探地雷达探测地下管线的精度。4结束语电（磁）法技术是地下管线探测最主要的手段，它以其独有的特点被广泛的用于地下管线探测，尤其是在城市地下管线普查中，电（磁）法技术不但用于金属管线的探测，还可用于非金属管线的探测，且探测精度较高。随着电子技术和计算机技术的发展，电（磁）法技术在地下管线探测中的应用更加广泛，具有很大的应用前景。