浅析地下PE管道的探测方法

浅析地下PE管道的探测方法针对城市地下管线敷设过程中使用越来越多的PE管线，通过自身的探测实践，谈谈自己在PE管线探查中的体会。标签：PE管；管线探测；示踪线1前言近年来，PE管广泛应用于燃气、给水管道的敷设。PE管主要优点是施工方便、造价低、污染小。缺点是埋入地下后，用仪器很难确定它的具体位置，从而造成施工过程中挖断、挖漏现象时有发生，损失巨大。因此，探测PE管道的位置意义重大。PE管为惰性材料，非金属、不导电、不导磁。埋入地下后，目前还没有较好的方法直接在地面探测到其在地下的空间位置。目前主要有两种方法可以探测到PE管：示踪线探测；雷达探测。2PE管道的探测方法2.1示踪线探测PE管前提是PE管有示踪线，一般是在管道施工中紧贴PE埋入一条金属导线（简称示踪线），并在阀门等明显处有出露点。探测原理是给示踪线加上一定强度的电流，通过探测示踪线电流产生的电磁场来确定示踪线的空间位置，从而确定埋地PE管道的位置。其电磁强度和分布规律符合下式：式中：B-磁场感应强度（单位T）式中：I-导体的电流强度（单位A）式中：r-远离电磁场中心的距离（单位m）由上式可见：示踪线产生的磁场强度大小B与信号电流强度I成正比，与远离示踪线中心位置的距离r成反比。当选用的材料确定后，影响探测信号强度的因素就是信号电流的大小和探测距离。探测方法主要有两种：（1）直接法：直接法也称为充电法，是利用示踪线的出露点，直接向示踪线充电。直接法包括双端充电法、远接地单端充电法和单端充电法三种方式。此方法信号强，定位、定深精度高，易区分相邻管线，但示踪线必须要有出露点和良好的接地条件。（2）感应法：该方法不要求示踪线有出漏点，根据实地条件又可分为以下两钟情况a.直接感应法：把发射机直接放到示踪线的正上方施加信号，该方法优点是探测效率高、不需要有出露点，但易受临近管线的干扰。b.压线法：利用发射机发射线圈正交于干扰管线，不向干扰管线施加信号的特性，灵活改变发射机的放置位置，抑制非示踪线信号，达到加强示踪线信号的方法。该方法对与多条管线交叉以及近距离平行等疑难管线探测具有较好的效果。该方法根据管线的埋设特点又可分为水平压线法、倾斜压线法和垂直压线法。水平压线法：将发射机侧立于地面，使发射机线圈正交于干扰管线，此方法适用于间距稍大的、埋深相近的平行管线，如果管线间距较小，水平压线虽然可以抑制干扰管线的信号，但是目标管线的信号往往较弱。倾斜压线法：将发射机放置于两管线之间，并倾斜于地面，使发射机线圈正交于干扰管线，达到既能抑制干扰管线信号又能向目标管线施加信号目的。此方法适用于两平行管线间距小埋深相近的情况。主要应用于水平压线法不好时使用。对于上下重叠管线不宜使用此方法。垂直压线法：将发射机水平置于干扰管线旁，使发射机线圈正交于干扰管线，起到抑制干扰管线信号，增强目标管线信号的目的。此方法适用于两平行管线间距小埋深相差较大的情况，但必须有可供垂直压线的条件。探测中存在的问题：①示踪线的横截面积过小。一般有两种情况：一是施工单位购买的金属导线截面积小（小于1mm2）；二是PE管厂家配送的示踪线通常在警示标志带里面夹带一条金属丝，其截面积过小，会造成电磁信号不强，且导线本身及接头处也容易折断，不利于探测。②随管埋设示踪线时，施工单位没有严格执行统一的标准。示踪线有时在管道的左边或右面，有时沿管道直线或螺旋状埋设，有时贴着管道或又与管道有一定距离埋设等，造成难于根据示踪线来判断管道的位置。③在下管、回填时示踪线偏位，但没有做好检查和纠正工作。④示踪线接头处没有做好绝缘和防腐处理就回填，造成示踪线漏电，接头处示踪线直接裸露在外也容易折断和被腐蚀，不利于PE管探测。⑤在PE管非开挖顶管施工中，经常发生绑在PE管上的示踪线在随管拖动中折断的现象，造成时候无法探测。2.2地质雷达探测PE管2.2.1工作方法及原理地质雷达是一种使用高频电磁波探测地下介质分布的非破坏性探测仪器。它通过剖面扫描的方式获得地下剖面的扫描图像（见右图）。雷达通过在地面上移动的发射天线向地下发射高频电磁波，在地下旅行的电磁波遇到不同的电性界面时，就会发生反射、透射和折射。电介质间的电性差异越大，反射回波能量也越大。反射到地面的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过雷达主机精确地记录下反射回波到达的时间、相位、振幅、波长等特征，再通过信号叠加放大、滤波降噪、图像合成等数据加工处理手段，形成地下剖面的扫描图像。通过对雷达图像的判读，便可得到地下目标物的分布位置和状态。地质雷达探测是一种高效、快速的浅层地质勘探方法，是目前具有最高分辨率的物探方法之一，是工程地质勘察领域中探查岩溶、裂隙的一种有效手段（见图1）。2.2.2相关参数的设定雷达波速的设定：在测区内地电条件比较有代表性的地方选取几处能产生清晰异常反映的有明显点的管线做实验剖面，用假定波速V。先扫描出雷达图象，由于明显点的深度（H）可直接量取，通过读取雷达图象中明显点异常的埋深（H。），由公式2H。/V。=2H/V即可计算出实际波速V，求取其平均值。实际探测时，如果目标管线的探测剖面上有明显点异常可以用来反算波速，我们就直接采用该反算波速作为设定值；如果没有，我们可以将平均波速作为设定值。图1是我们在某市采用瑞典RAMAC/GPR地质雷达，天线工作频率250MHz进行探测PE300燃气管道的雷达图像。根据场地条件及以往工作经验，相对介电常数取11，取采样时窗为100.6ns，采样频率4968.2MHz，样点数500，触发间隔2cm。2.3其他方法对于条件允许的地段可直接采用开挖或钎探的方法，对于仪器无法探查也不具备开挖和钎探条件的，则要根据地面的走向标志和调绘资料以及了解情况的技术人员进行定位和定深。3结束语对于PE管线的探查方法：一是认真分析、查阅资料、研究调绘图，摸清其分布和走向在进行探测；二是采用多种方式、方法交叉探测，从中找出较可靠的异常值在定位；三是向权属单位直接参与敷设管线的人员