地下管线探测作业指导书[教学试题]

地下管线探测作业指导书1. 地下管线普查基本技术要求1.1 地下管线点探查精度地下管线点探查精度地下管线中心埋深（cm）水平位置限差(cm)埋深限差(cm)h1001015h1000.1h0.15h注：上表中h为管线中心埋深值，单位为cm。1.2 地下管线点测量精度地下管线点测量精度 平面位置中误差（相对邻近平面控制点）高程测量中误差（相对邻近高程控制点）5cm3cm1.3 地下管线图测绘精度实际管线的线位与邻近的地上建筑物、构筑物及相邻管线的间距中误差不应大于图上0.5mm。2. 地下管线调查地下管线调查应在地下管线现况调绘图所标示各类地下管线位置的基础上，通过对所出露的地下管线及附属设施按下表的调查项目要求详细核查地下管线及其附属物的各属性，做好记录和量测。 管线类型埋深断面电缆根数材质保护材料构筑物附属物传输物体埋设年代权属单位外顶内底管径宽高压力流向电压给水排水燃气电力直埋沟道通讯直埋管块热力工业管道注：表中“”为调查项目。2.1管线点埋深测量的具体要求1）管线点埋深宜采用经检验的钢尺直接开井量测，不能用钢尺直接量测时，应采用L尺在地面进行量测，L尺的长轴方向应保持与地面线垂直，读数时应在地面拉水平线，水平线与L尺长轴方向的交点即为读数起始位置；2）管线点深度的计量单位为，读数时精确到小数点后两位。埋深位置应为阀门与主管接合处；3）当检查井被掩埋物、淤泥等覆盖（包括给水管线的阀门手孔、煤气管线的抽水缸等），不能直接量测埋深时，应采用仪器探测、打样洞等方法查明地下管线的埋深。4）偏距量测宜用十字形井中器套卡在打开井盖的井口上，十字交叉点即为井口中心，交叉点挂钩悬一垂球，用尺量出垂球至管道中心线的水平垂距，即为偏距。2.2 管线规格测量的具体要求1）管线规格用钢卷尺下井量测。电缆管块或管组的计量单位用表示。 2）圆形断面量测其内径；排水管沟量测矩形断面内壁的宽和高；电缆沟道量测沟道断面内壁的宽和高；电缆管块或电缆管组量测其外包尺寸的宽和高；地下综合管廊（沟）量测矩形断面内壁的宽和高；直埋电缆的管线规格用条数表示；3）量测结果应与地下管线现状调绘图进行对照，当两者不一致时，应以实地量测内容为准；4）同一规格的地下管线其管线规格记录应统一。5）地下管道和以管块、管组形式埋设的电力、电信电缆应查明管道或管块、套管的材质。材质的记录应采用中文全称。6）埋设于地下管沟或管组、管块中的电力或电信电缆，宜查明电缆的根数或管组、管块孔数。2.3应当查明的建（构）筑物和管线点明显管线点和新建管线点应按下表所示内容查明管线上的建（构）筑物和管线点。地下管线探查查明与测注的项目 管线种类地面建（构）筑物管线点量注项目测注高程位置特征点附属物给水水源、净化池、泵站、水塔、水池、取水构筑物弯头、三通、四通、变径点、直线点、管堵阀门、消防栓、检修井、水表管径、材质管顶及地面高程雨水污水化粪池、泵站、暗沟、地面出口、出口闸进出水口、交叉口井、转折点井、预留口各种窨井、排水装置管径（断面尺寸）、流向、埋深、材质管底、方沟底及地面高程、流向电力变电室、配电房、地沟、高压线杆弯头、分支、电力沟、直线点变压器、塔、各种检井、路灯、上杆电压、材质、断面尺寸、电缆条数管顶（沟底）及地面高程通讯控制室、差转台、发射塔、放大器、槽道直通、分支、直线点、弯头接线箱、各种检查井、电话亭、上杆芯线材质、保护材质、总孔数/已用孔数管块（缆）顶及地面高程煤气煤气站、调压阀、储气柜、地沟弯头、三通、预留口、四通、直线点排气装置、各种检查井、阀门管径、材质、压力管顶及地面高程工业管道锅炉房、动力站、冷却塔、支架弯头、三通、四通、直线点排液、排污装置、各种检修井、 阀门管径、材质、载体、名称、压力管顶及地面高程热力锅炉房、换热站弯头、三通、四通、直线点各种检修井、阀门管径、材质、压力管顶及地面高程2.4实地调查中对特殊情况的处理1）压力井、沉井、电力、电信、电话、倒虹吸等大井（1m1m以上）应实测井的范围，其管线点应设在管线进、出井的实际位置；2）在管线的变坡或变径处，如果坡度和直径是渐变的，则应在变化的起点和终点分别设置管线点。管线点间距小于75米，当管线长度超过75米无特征点时，在其直线段上增设直线点，以控制管线走向。3. 不同专业地下管线探查仪器探查是在现况调绘和实地调查的基础上，根据不同的地球物理条件，选用不同的方法进行。探查地下管线应符合下列原则：A、应从已知到未知；B、应从简单到复杂；C、应优先采用轻便、有效、快速、成本低的方法； D、复杂条件下宜采用多种探查方法相互验证。3.1对探测仪器的要求1）有较高的分辨率、较强的抗干扰能力； 2）探查精度应符合规程规定的精度要求； 3）有足够大的发射功率（或磁矩）； 4）有多种发射频率可供选择；5）轻便、性能稳定、重复性好，操作简便，应有良好的显示功能。非电磁感应类专用地下管线探测仪应符合相应物探技术标准； 6）应有快速定位、定深的操作功能； 7） 结构坚固、应有良好的密封性能。3.2探查施工的主要方法和应具备的条件1）探查的主要方法地下管线探查物探方法主要包括被动源法和主动源法，被动源法包括工频法、甚低频法等；主动源法包括直接法、感应法、夹钳法等。我们一般采用的是主动源法。 工频法利用载流输电电缆中所载有的5 06 0Hz交变电流所产生的工频信号或金属管线感应电流所产生的电磁场进行管线探测。 甚低频法利用甚低频无线电台所发射的无线电信号，在金属管线中感应的电流所产生的电磁场进行的探测方法称甚低频法。此法在实际工作中应用较少。 直接法直接法有三种连接方式：单端连接、双端连接和远接地单端连接。三种连接方式都是将发射机电磁信号直接加到被查金属管线上。该法信号强，定位、定深精度高，易分清近距离管线，但金属管线必须有出露点，且需良好的接地条件。选用直接法时，无论那种连接方式，连接点必须接地良好，应将金属的绝缘层浔刮干净，接地电极尽量布设在垂直管线走向的方向上，距离大于1 0倍埋设深度的地方，力尽量减小接地电阻。直接法严禁在易燃、易爆管道上使用。 感应法通过发射机发射谐变电磁场，使地下金属管线产生感应电流，在其周围形成二次场。通过接收机在地面接收二次场，从而对地下管线进行搜查、定位。感应法分为磁感应法和电偶极感应法。磁偶极感应法：分水平磁偶极子和垂直磁偶极子两种形式。 水平磁偶极子：发射机呈直立状态，发射线圈面垂直地面，这是发射线圈与管合最强，可有效地突出地下管线异常，并可压制邻近管线的干扰。 垂直磁偶极：发射机的发射线圈在管线正上方呈平卧状态，发射线圈面水平，发射线圈与被压管线不产生耦合，被压管线不产生异常，此法可有效地市分平行管线电偶极感应法：是利用发射机两端接地产生的一次电磁场对金属管线感应产生二次场，从而达到探测目的，此法受接地条件影响，在管线探测中相对用得较少。 夹钳法利用夹钳把发射机信号加到金属管线上的方法。该法信号强，精度高，普遍用于电信、电缆和小口径的煤气、给水管道探测。2）实施物探方法应具备的条件 被探查的地下管线与其周围介质之间应有明显的物性差异； 被探查的地下管线所产生的异常场有足够的强度，应能在地面上用仪器观测到； 应能从干扰背景中清楚地分辨出被查地下管线所产生的异常； 探查精度应符合规程规定的要求。3.3不同专业地下管线探测技术方法1）给水管线给水管线一般分为金属给水管线的探查和非金属给水管线的探查；金属给水管线的探查可以采用感应法和直接法进行探查，非金属管线探查可以利用地质雷达进行探查，或者利用钎探、开挖方法直接取定管线位置和深度。A、感应法的具体探查操作方法 利用明显给水管线点（如阀门井等）确定给水管线的大致走向。 沿管线大致走向，放置管线探测仪的发射机，发射机的放置方向应与管线走向一致。选择适当频率（针对给水管线，一般利用小于16K频率进行追踪，确定方位；利用大于30K频率进行详细探查，确定其平面位置和深度。）进行发射信号。 利用接收仪器接收有效信号。有效信号应确定为给水管线受发射机发出信号而产生二次感应磁场信号，在发射机与接收机相距较近的情况下（根据发射机发射频率决定间距），接收机接受到的是发射机发射的一次磁场信号，此时不能将该信号作为确定管线的有效信号。 根据接收到的有效信号进行分析，确定管线平面位置和深度。B、直接法的具体操作方法 直接法就是将发射机与裸露的给水管线直接连接起来，对金属给水管线直接加载电流，使管线和发射机地线形成一个电流回路，产生电磁场，使金属给水管线感应电流后产生二次磁场。 同感应法一样，利用接收机接收信号而分析确定管线的平面位置和深度。利用地质雷达解决非金属给水管线的探查的问题，本标书在下一节重点、难点解决方案（UPVC探测技术等）中做出了详细的阐述。2）电信管线电信管线包含了电信、联通、网通、移动、铁通等权属单位管线，其埋设方式一般分为直埋、管埋和沟埋。电信管线的仪器传输信号一般都比较好，由于其直径都比较小，因此，探查方法主要是夹钳法。夹钳法是利用管线探测仪器的夹钳设备，直接夹在电信管线上，夹钳设备本身产生较强的环形磁场，使被夹住的电信管线产生较强的感应电流，从而产生二次感应场。3）电力管线电力管线探查一般可采用工频法或夹钳法来进行探查。利用载流输电电缆中所载有的交流电流所产生的工频信号或金属管线中的感应电流所产生的电磁场进行管线探测。工频法不需要建立人工场源，方法简便，成本低，工作效率高，但分辨率不高，深度精确率较低，用于电缆探查的初探，在地下管线盲探中非常实用。夹钳法的使用同电信管线中的夹钳法使用方法一样。电力管线使用夹钳法信号相对比较好，探查精度比较高，一般情况下，完全满足规程规定的精度，是电力管线探查的主要方法。4）燃气管线燃气管线管径一般情况都不大，其材质分为金属和非金属两种。对于金属材质的燃气管线，我们一般用感应法探查，管径较细的管线，我们还可采用夹钳法探查。其探查方法同上面所述，为了安全考虑，燃气管线一般不用直接法。对于非金属材质的燃气管线，利用地质雷达来解决，具体方法见本标书在下一节重点、难点解决方案（UPVC探测技术等中做出了详细的阐述。5）热力管线热力管线材质一般都为钢管，仪器探查信号比较好，热力管径变化比较大，其外部有保护材料。热力管线一般可以采用直接法、感应法和夹钳法来探查，其具体操作也同上述的操作过程。6）工业管线工业管线一般包括石油、酸、碱等管线，此类管线探查过程中需要注意安全问题。这部分管线材质有金属的（如钢等）和非金属的（如砼等），其探查方法和前面所述一样，对于金属管线一般采用感应法，对于非金属管线一般采用地质雷达进行探查。7）综合管沟综合管沟一般情况包含的管线比较复杂，而且也比较难以统一定论，要根据实际情况进行市分探查，除了可以利用综合管沟内各种管线探查方法外，由于综合管沟在地下形成了一定的空间，利用地质雷达可以比较明显的探查其走向和深度。8）不明管线这种管线需要根据实际情况而定，需查明管线相关属性后才可进行探查。总之，管线探查的主要决定因素是其材质的变化，对于金属管线来说，目前的地下管线探测仪基本完全可以进行探查；对于非金属来说，目前比较好的解决办法就是利用地质雷达进行探查。4. 重点、难点解决方案（UPVC探测技术等） 在地下管线普查过程中，往往会遇到非金属（UPVC等）管线及相邻较近且走向一致的地下管线埋设方式，由于目前的地下管线探测仪是利用金属管线对电磁波产生感应的物理特性而获取信号异常值的办法确定管线的位置和深度的，因此，对于非金属（UPVC等）管线没有该物性的现象，是目前地下管线普查过程中存在的一个重点难点。同时，由于该物理特性的存在，使相邻平行的金属管线产生互感现象且都会产生信号异常，因此，相邻平行的管线探测也是地下管线普查过程中存在的另一个重点难点。4.1 非金属（UPVC等）管线的探测技术通过调查发现，PE、PVC、混凝土等非金属管线在临汾市政建设中应用比较普遍，而非金属管线的探测也逐渐成为管线管理部门和管线探测单位的一大难题，而解决这个问题目前比较有效的探测方法就是利用地质雷达进行管线探查。目标管线埋深1.26米SIR-20雷达探测砼管线断面图采用目前国际上最进的SIR-20探地雷达，利用宽带高频时域电磁脉冲波从地面向地下发射，通过在地面上接收地下目标体电磁波反射波的传播时间及强度，再经过计算机系统的解析处理形成地下断面的影象，从而准确定地查明地下管线位置。对给水砼管线等非金属管线探测时，根据现场条件、管径的大小及目标管线与周围介质的差异等特性，采用示踪电磁法、探地雷达断面扫描探测及钎探、开挖验证等方法。具体做法为：先将管线上的明显点（阀门井、排气阀井、测压井等）定位，再利用金属分支管线采取示踪法确定其与非金属管道的连接点。对过桥、穿路、拐弯等特殊地带的局部金属管线用探测仪探测定位。利用上述方法确定的管线点可大致将管线走向及所在范围圈定，根据已探明管线的情况，在需要确定管线点的地段，用探地雷达进行断面扫描探测。在具备钎探或开挖条件的地带，进行了钎探或开挖验证。对于水泥、PVC、PE等非金属材质的地下管道，工作中无法采用管线探测仪进行探测。为了解决对这些特殊材质的地下管道的探测，确保管线普查的探测质量及普查的完整性，我们在工作中采用美国生产的最先进的SIR20型探地雷达进行探测。因PVC、PPE材质的管道 的特殊性与周围介质的电性差异较小，使管道在雷达剖面上的异常很弱，为解决这一问题，采取增大两者电性差异的方法进行探测，如雨后管道周围土层变的湿度较大，使其与管道的电性差异增大，使管道在剖面上的异常较为明显，通过异常分析能够较为准确的确定管道理的平面位置和埋深。通过试验和在其它工区的应用取得了较好的效果，解决了这些特殊材质的地下管道，用其它探测方法难以解决的问题。4.2 复杂、疑难管线的探测技术方法对管线分布密集，管线上下重叠、相互平行、相互叠交干扰的地段，探查时往往需要从已知到未知，从外围到局部，多种方法综合探测。1）直接法将信号直接加到目标管线上，其特点目标管线信号得以强, 且信号不易受邻近管线的干预,管线的定位、定深精度高，主要用于金属管线有出露点时的定位、定深及追踪各类金属管线。2）夹钳法通过夹钳上的的感应线圈将信号直接加到目标管线上，其特点信号强定位、定深精度高，且不易受邻近管线的干预。主要用于管线直径较小且有露点的金属管线的定位、定深或追踪。3）水平压线法将发射机侧立于邻近干扰管线正上方，利用垂直偶极子施加信号时，使其发射机正下方的管线信号为零,压制地下干扰管线，突出邻近目标管线信号，是区分平行管线的有效手段。(如图)4）倾斜压线法根据目标管线与干扰管线的空间分布位置选择发射机的位置和倾斜角度，在保持发射线圈轴向对准干扰管线的前提下，尽量将发射机置于目标管线上方附近 ，增强目标管线的信号,压制干扰管线。从而区分目标管线和干扰管线, 达到对目标管线准确定位、定深的目的。5）电流值法当用直接法工作时，被施加信号的目标管线上电流最大，而其它并行管线电流为感应电流，电流值较小，通过测量出电流值大小方法区分出目标管线。（如图）6）电流方向法用直接法工作时，被施加信号的目标管线上 电流方向是指向前方(指向远离信号源的向方),而邻近管线上电流方向是指向后方(指向信号源的向方)，通过测量电流方向区分出目标管线。7）三通（T形支管）定位法在目标管线上的分支管线施加信号，通过对目标管线上与分支管线的三通的定位，在复杂地段来区分目标管线。施加在分支管线的信号从支管流向主管，然后又向主管线二边流动，在三通位置会出现峰谷响应（零值），沿主管两侧信号会增加。根据这一特性来用以区分目标管线。4.3探测过程中避免和压制干扰信号方法管线的定位、定深是通过接收管线上的信号而完成的，但在探测过程中信号常常会遇到各种因素干扰，如人行道边的隔离栏、金属护栏、广告牌的金属框架、构件、架空电缆、路灯线、信号灯线、水泥路面下的钢筋网、机动车辆等，均会对接收的信号形成干扰。工作中避免、压制干扰的主要方法有：尽可能的避开有干扰源的地段，进行探查。对机动车辆造成的干扰，应尽可能避开车辆高峰时间进行探查。对金属防护栏、隔离栏造成的干扰，探测时将接收机提高，使接收机下端的内部天线与与金属防护栏、隔离栏持平，从而达到压制干扰的目的。由于泥路面下的钢筋网的应响，探测时信号会有明显的消失以信号扩展到更大的范围，这时可将接收机提起0.5米,将仪器的灵敏度调低, 从而达到压制干扰的目的。5.建立管线资料数据库外业探查成果数据外业管线测量数据建立管线成果表属性数据建库空间数据处理叠加、合成管线数据库建立管线数据库AutoCAD图形处理，错误检查数字化地形底图1:500AutoCAD管线图最终提交成果资料（*.dwg *.xls *.mdb）5.1数据处理软件为方便内业数据处理我单位在AUTOCAD基础上，开发了地下管线数据处理系统。数据处理软件是地下管线图形编绘中非常重要的技术工具，是保证地下管线数据成果质量的有力保证。数据处理系统，共分为三个部分：1）数据录入把外业数据传输到计算机中（mdb格式数据库），并进行查错，能输出各种成果资料。2）实用工具包括管线普查中经常用到的一些物探和测量程序，方便外业人员简化数据处理。3）管线成图管线成图系统是在AutoCAD下二次开发的产品，是与上述管线数据录入系统配套使用的，本系统对比以前成图系统具有如下特点：直接利用数据库（mdb格式）成图；真正实现自动化成图。5.2管线数据库处理1）建立数据库将物探数据库和测量数据库合并成一个数据库，数据库格式应以规定的格式，即mdb格式。mdb格式数据文件应以测市为单位，其文件命名为测市名+分市号。mdb文件包括管点表、管线表、注记表和辅助线表，其管点表名为tbPoint，管线表名为tbLine，注记表名为tbText,辅助线表名为tbAss。2）数据库检查与更正数据库查错是对数据库数据运用程序进行数据校对，根据预设条件，查找数据库中逻辑、拓补、遗漏等数据错误，同时也可以查找类似管线编码、格式错误的数据错误，经过数据查错的数据库完全符合规程规定的数据要求，可以满足数据在信息系统中的稳定运行。数据查错在城市地下管线普查工作中是非常重要的一部分，其质量直接关系到管线普查成果资料的数据可靠性。数据查错的结果再重新反馈到物探和测量外业组，对问题进行及时的更正，保证数据库的正确性。5.3地下管线成图、编绘1）管线成图利用数据处理软件，选取经过数据差错的mdb数据库，进行管线成图操作，生成地下管线图。2）图形编绘 管线分幅可以分出单个图幅，也可以分出多个图幅，其中的图幅号调用的是规定的内容和格式，即地下管线图采用5050cm的1:500比例尺正方形分幅，图号沿用临汾已有1:500比例尺地形图图号。 管线图切边“管线分幅”模块分出的图幅是没有整饰的，利用软件整饰图幅。 追加数据库扩展记录在管线成图时，程序已把数据库的路径及名称保存在图形中，在操作数据查询、扯旗等功能时，程序就会自动读取“管线成图”时的数据库内的数据，如果数据库已经移动，不在图形中扩展记录所保存的路径，程序不会查询到数据，功能就会失去作用，此时可以利用本模块重新写数据库扩展记录。经过数据库扩展记录操作，地下管线图本身就附加了属性参数。满足规定的具体要求。 管线加点在线上加管线点，本模块自动把所加的点追加到数据库点表中，并修改线表中相关线段的连向。真正实现了图库联动。 绘制管线点 在屏幕上所选取的点插入管线点，同时在数据库点表中追加记录，所绘制的管线点只有坐标和物探点号属性，其它属性可利用“属性复制”配合“属性查询与修改”模块来完成属性录入，具体用法见下。 属性查询与修改在屏幕上选取管线，程序通过起始点号和终止点号读取数据库相应线表的属性，可以修改各项内容，同时修改数据库。 管线图的其他编绘图上点号注记、专业管线标注、管线扯旗、插入排水流向、加图廓等图形编绘工作均可以通过软件自动生成，然后再进行手工整饰，即保证了图形的准确性，同时也使图形更加美观。5.4 资料的整理与提交1）文件的命名数据库文件以测区为单位整理，命名方式为xx.mdb xx为测区号。xx.mdb文件包括管线点属性表和管线线段表，按不同管类分别成表，同时也用于存贮测区描述信息表。2）提交数据说明管线图编绘工作完成后，提交的计算机数据文件包括mdb格式和dwg格式的数据文件各一份。Mdb格式数据文件以测区为单位提交，其文件命名为测区号+分区号。Mdb文件包括管点表、管线表、注记表和辅助线表，其管点表名为tbPoint，管线表名为tbLine，注记表名为tbText，辅助线表名为tbAss。15教学#类别