一、  地下管線探測(cè)的基本概念

         廣義的地下管線探測(cè)是指通過一種或者多種探測(cè)方法、按照一定的步驟將地下管線的信息全面完整地再現(xiàn)出來的過程。詳細(xì)地說就是指采取適用的物探方法（如電磁法、地質(zhì)雷達(dá)法等等），通過信息資料的收集整理、現(xiàn)場(chǎng)踏勘、儀器校驗(yàn)及方法試驗(yàn)、工作設(shè)計(jì)、明顯管線點(diǎn)的調(diào)查及地下隱蔽管線點(diǎn)的探測(cè)、管線點(diǎn)測(cè)量、數(shù)據(jù)處理和編制成果報(bào)告等一整套工作方法及流程，將埋藏在地下的各種管道或者電纜的種類、特征點(diǎn)性質(zhì)、規(guī)格、材質(zhì)、位置、走向、埋深、空間坐標(biāo)、敷設(shè)年代及產(chǎn)權(quán)單位等信息再現(xiàn)出來的過程。再現(xiàn)的結(jié)果根據(jù)需要可以是簡單的實(shí)地標(biāo)繪加靶圖記錄形式、圖件加成果表形式、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)資料形式、或者采取綜合形式等等。

        地下管線探測(cè)的核心是對(duì)地下隱蔽管線點(diǎn)的探測(cè)。狹義的地下管線探測(cè)概念就主要是指對(duì)地下隱蔽管線點(diǎn)的探測(cè)。在現(xiàn)階段更多地是指應(yīng)用電磁法進(jìn)行的對(duì)金屬管線地下隱蔽管線點(diǎn)的探測(cè)。

二、  地下管線探測(cè)的技術(shù)前提

         地下管線可以被探測(cè)到是由于它與其周圍土壤介質(zhì)之間存在有明顯的物性差異。一切地下管線與其周圍介質(zhì)之間最明顯的物性差異就是其空間上的線性延續(xù)特征。地下管線在空間上的線性延續(xù)特征是幾乎所有探測(cè)方法能夠區(qū)分地下管線和其它介質(zhì)的最基本的物性前提。也就是說，我們只有在追蹤信號(hào)具有明確的線性延續(xù)特征時(shí)，才能說它有可能是一個(gè)地下管線信號(hào)。不同的探測(cè)方法可以依據(jù)不同的物性差異方面對(duì)這個(gè)線性特征加以檢測(cè)。比如：地下金屬管道的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、介電常數(shù)等與大地土壤之間存在著較大的差異，于是我們可以應(yīng)用電磁法針對(duì)其線性特征進(jìn)行探測(cè)；地下管線的波阻抗與其周圍大地土壤之間存在著較大的差異，而且管線頂部一般具有弧形的空間形態(tài)，于是我們可以應(yīng)用電磁波的折射和反射原理來對(duì)其進(jìn)行探測(cè)。我們還可以利用地下非金屬管道的中空結(jié)構(gòu)，應(yīng)用電磁示蹤法對(duì)其進(jìn)行探測(cè)等等。

         物性差異是探測(cè)可以實(shí)現(xiàn)的前提，但是要獲得明顯的探測(cè)成果還取決于差異的強(qiáng)度與技術(shù)手段之間的適應(yīng)程度、以及人們對(duì)成果期望值的水平。

三、地下管線探測(cè)技術(shù)方法

        常用的和較為有發(fā)展前景的探測(cè)方法包括電磁法、電磁波（地質(zhì)雷達(dá)）法、磁梯度法、釬探法、綜合分析法、聲波法、紅外輻射法、以及其它方法等等。其中，前五種是現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的最基本的探測(cè)方法，后兩種是我個(gè)人認(rèn)為今后可能會(huì)有一定的發(fā)展的探測(cè)方法。

        1、電磁法：簡單地說就是交變電磁場(chǎng)（一次場(chǎng)）可以在地下金屬管線上感應(yīng)產(chǎn)生次級(jí)交變電磁場(chǎng)（二次場(chǎng)），由于一次場(chǎng)在空氣中的傳播距離有限，而二次場(chǎng)則可以沿金屬管線傳播很遠(yuǎn)，所以我們可以在離開一次場(chǎng)的地方通過測(cè)量二次場(chǎng)來確定地下管線的位置。當(dāng)然，我們也可以把交變電磁信號(hào)直接施加在地下金屬管線上進(jìn)行探測(cè)。電磁法應(yīng)用的是電磁感應(yīng)原理，主要適用于地下各種金屬管道及金屬電纜的探測(cè)，而其中的示蹤法則專們用來探測(cè)開放式的地下非金屬管道。電磁法是目前最為主要的、應(yīng)用最為廣泛的、也是最為精確高效的地下金屬管線探測(cè)方法。

        電磁法是目前地下管線探測(cè)的最核心的技術(shù)方法。它探測(cè)結(jié)果精確、探測(cè)方法多種多樣，可以適用于絕大多數(shù)情況下的地下金屬管線探測(cè)，是在包括技術(shù)理論、儀器生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用等方面都最為成熟的地下管線探測(cè)技術(shù)。

        電磁法探測(cè)的技術(shù)核心在于地下管線信號(hào)（即二次場(chǎng)）的激發(fā)方式上。通過試驗(yàn)找到能夠清晰有效地激發(fā)出目標(biāo)信號(hào)的方法，是實(shí)際工作的重點(diǎn)。一般主要通過變換工作頻率與信號(hào)施加方法這兩者的組合來完成。

        2、電磁波（地質(zhì)雷達(dá)）法：將寬頻帶高頻短脈沖電磁波通過發(fā)射天線向地下發(fā)射，由于地下不同的介質(zhì)往往具有不同的物理特性（介電性、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性等等差異），其對(duì)電磁波具有不同的波阻抗，進(jìn)入地下的電磁波在穿過地下各地層或某一目標(biāo)體時(shí)，由于界面兩側(cè)的波阻抗不同，電磁波在介質(zhì)的界面上會(huì)發(fā)生反射和折射，反射回地面的電磁波脈沖，其傳播路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨著所通過介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化，因此，從接收到的雷達(dá)反射回波走時(shí)、幅度及波形資料可以推斷地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)地下管線應(yīng)用的是電磁波的反射和折射原理，適用于地下金屬和非金屬管道及電纜的探測(cè)。它不僅可以探測(cè)位置和埋深，甚至可以探測(cè)地下管線的規(guī)格。我個(gè)人認(rèn)為由于可以廣泛適用于地下金屬和非金屬管道的探測(cè)，地質(zhì)雷達(dá)法是目前最需要通過技術(shù)提升以適應(yīng)未來廣泛的地下非金屬管線探測(cè)的技術(shù)方法。

         3、磁梯度法：通過測(cè)量單位距離內(nèi)地磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，可以發(fā)現(xiàn)近地表的金屬物體。主要用于探測(cè)被掩埋的金屬井蓋，缺點(diǎn)是易磁性體干擾。

        4、釬探法：沿管道可能的走向上垂直布設(shè)釬探點(diǎn)，在各個(gè)釬探點(diǎn)上先用沖擊鉆鉆透堅(jiān)硬路面，再將鋼釬逐漸打下，直到超過管道可能的深度再換下一點(diǎn)重新開始，一直到打到管道為止。釬探需要避開地下電纜和其它地下重要設(shè)施，具有一定的危險(xiǎn)性和破壞性，要求具有釬探經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指揮操作。當(dāng)其它方法均不奏效時(shí)，釬探法往往是最后的選項(xiàng)。它也被事實(shí)證明是一種非常有效的探測(cè)方法，對(duì)解決難點(diǎn)幫助巨大。

        5、綜合分析法：搜集一切可以搜集的直接證據(jù)、間接證據(jù)以及相關(guān)參考，通過綜合的邏輯分析來判斷地下管線的真實(shí)情況，從而對(duì)地下管線精確定位。以供水管道為例，直接證據(jù)包括在明顯管線點(diǎn)上調(diào)查的閥門、消火栓、排氣閥、排污閥、預(yù)留口、減壓閥、檢修井、變徑、蓋堵、管徑、材質(zhì)、埋深、管道出露位置以及用戶情況等等。間接證據(jù)則包括各種管網(wǎng)資料圖、各種探測(cè)方法所提供的信號(hào)信息等等。相關(guān)參考則包括探測(cè)方法的基本原理及技術(shù)理論、管道施工及管網(wǎng)布設(shè)的一般規(guī)律及本地特殊規(guī)律、干擾因素的估判、個(gè)人探測(cè)經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)人士提供的管道信息等等。直接證據(jù)是最根本有效的探測(cè)依據(jù)，間接證據(jù)和相關(guān)參考都必須和直接證據(jù)存在邏輯關(guān)系才能成為探測(cè)依據(jù)。綜合分析法是地下管線探測(cè)中最根本最普遍的技術(shù)方法，它始終貫穿于各種探測(cè)方法之中，是探測(cè)得以實(shí)現(xiàn)的根本原因。

        6、聲波法：由于聲音在大地土壤中的傳播與沿地下管道傳播存在著差異，如果使一定頻率和強(qiáng)度的聲波沿管道傳播，通過儀器在地面尋找并接收這個(gè)聲波，就可以推斷出地下管道的位置和走向。它應(yīng)用的是波的傳播原理，可以用于探測(cè)那些對(duì)測(cè)深精度要求不高的、或者深度數(shù)據(jù)可以通過調(diào)查彌補(bǔ)的金屬及非金屬管道。這一方法目前還有待于進(jìn)一步的研究和開發(fā)。

        7、紅外輻射法：在有些地區(qū)、或者在某個(gè)季節(jié)里，地下供水管道中水的溫度較其周圍土壤偏低，使得我們有可能通過熱輻射檢測(cè)來確定地下管道的平面位置以及發(fā)現(xiàn)漏水。應(yīng)用的是熱交換原理。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，具有一定的發(fā)展前景。

        8、其它可選方法：其它可選的物理探測(cè)方法還有：電阻率法、充電法、磁場(chǎng)強(qiáng)度法、淺層地震勘測(cè)法、面波法等等。這些也都具有良好的應(yīng)用開發(fā)前景。也許，將來還會(huì)有一些前所未知的新技術(shù)、新方法也逐漸進(jìn)入人們的視野，為我們提供更多的選擇。

        四、地下管線探測(cè)的技術(shù)特點(diǎn)

        地下管線探測(cè)技術(shù)一般具有經(jīng)濟(jì)性、局限性和模糊性等幾個(gè)特點(diǎn)。    

        1、經(jīng)濟(jì)性：經(jīng)濟(jì)性是一種探測(cè)技術(shù)能否得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)前提條件。它包括使用的經(jīng)濟(jì)性和購置的經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面。從使用的經(jīng)濟(jì)性方面說，它要求儀器既要靈敏精確，又要小巧輕便，有較高的使用效率。購置的經(jīng)濟(jì)性是指儀器的價(jià)格適合當(dāng)時(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件。經(jīng)濟(jì)性是制約地下管線探測(cè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵性因素（例如地質(zhì)雷達(dá)）。

        2、局限性：地下管線探測(cè)技術(shù)的局限性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)使得探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是不充分的，因此在探測(cè)技術(shù)方法的選擇上存在著一定的局限。二是任何探測(cè)方法都是有一定的適用條件的，具有其本身固有的局限性。三是探測(cè)結(jié)果往往是依據(jù)模糊的間接證據(jù)（探測(cè)信號(hào)）作出的，各種未知因素會(huì)對(duì)它造成干擾，依據(jù)它得出的結(jié)論往往有一定的局限性。四是探測(cè)者的知識(shí)水平和工作經(jīng)驗(yàn)往往會(huì)對(duì)結(jié)果造成一定的影響。在實(shí)際探測(cè)工作中，各種局限性相互交織在一起，共同對(duì)探測(cè)結(jié)果發(fā)揮作用。

        3、模糊性：在實(shí)際的地下管線探測(cè)過程中，探測(cè)人員對(duì)其所處的工作環(huán)境中的電磁背景、地電條件、目標(biāo)及非目標(biāo)管線的狀況、以及它們之間的相互干擾關(guān)系等等是難以完全準(zhǔn)確判斷預(yù)知的，探測(cè)方法是有局限性的，探測(cè)信號(hào)作為一種間接證據(jù)對(duì)其作出的判斷是有主觀性的，因此，整個(gè)探測(cè)工作是在一種模糊的狀態(tài)下進(jìn)行的，探測(cè)結(jié)果也會(huì)因此帶有一定的模糊性。

        五、地下管線探測(cè)的工作原則

        工作原則是由技術(shù)特點(diǎn)所決定的。進(jìn)行地下管線探測(cè)，應(yīng)該遵循以下四項(xiàng)基本原則：

        1、  從已知到未知，從未知到已知；

        2、  從簡單到復(fù)雜；

        3、  優(yōu)先選擇簡單、快速、有效的方法；

        4、  通過方法試驗(yàn)及信息綜合來解決探測(cè)疑難點(diǎn)。

        從已知到未知，從未知到已知：由于探測(cè)信號(hào)為我們提供的是地下管線位置的間接證據(jù)，它需要和直接證據(jù)發(fā)生明確的因果關(guān)系才能夠作為判斷的依據(jù)來使用，這就需要我們從已知出發(fā)、根據(jù)已知和未知的關(guān)系對(duì)未知做出判斷。而當(dāng)我們得到一個(gè)探測(cè)信號(hào)的時(shí)候，也需要追索到已知來判斷它所代表的具體情況。

        從簡單到復(fù)雜：從復(fù)雜開始的探測(cè)往往交織著技術(shù)本身固有的局限性和模糊性以及探測(cè)信號(hào)的復(fù)雜性，常常會(huì)使探測(cè)變得了無頭緒。而從簡單開始的探測(cè)則降低了模糊性和復(fù)雜性的干擾，使推理判斷變得簡單易行，同時(shí)也提高了判斷的準(zhǔn)確性。隨著探測(cè)由簡單向復(fù)雜的深入，復(fù)雜的問題也就迎刃而解了。

         優(yōu)先選擇簡單、快速、有效的方法：這是由技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)所決定的。因?yàn)椴痪邆浣?jīng)濟(jì)性的工作是無法長久持續(xù)下去的。

         通過方法試驗(yàn)及信息綜合來解決探測(cè)疑難點(diǎn)：這是由技術(shù)的局限性和模糊性特點(diǎn)所決定的。由于地下管線探測(cè)方法往往都或多或少帶有局限性，探測(cè)的過程又帶有一定的模糊性，而探測(cè)疑難點(diǎn)往往或者具有信息復(fù)雜的特點(diǎn)、或者具有信息缺失的特點(diǎn)，多種情況的交織往往使得我們無法直接準(zhǔn)確判斷應(yīng)該采用那種方法最為有效。在這種情況下，進(jìn)行各種各樣的現(xiàn)場(chǎng)方法試驗(yàn)和信息綜合就成了我們無奈之下的理想選擇。實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)證明，通過現(xiàn)場(chǎng)方法試驗(yàn)和信息綜合方法解決疑難點(diǎn)的原則是行之有效的。

        六、地下管線探測(cè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向

        地下管線探測(cè)技術(shù)服務(wù)作為一個(gè)行業(yè)，在我國已經(jīng)發(fā)展了整整十五年了。到目前為止，地下管線探測(cè)的核心技術(shù)仍然以電磁法探測(cè)為主。這主要是由于兩個(gè)方面的原因：一方面是我國早期地下管線除排水外絕大多數(shù)是金屬材質(zhì)的；另一方面是由于電磁法探測(cè)原理最好地適應(yīng)了當(dāng)時(shí)技術(shù)發(fā)展條件，較其它種種方法率先實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用儀器的輕便化、探測(cè)結(jié)果的靈敏化和精確化、以及設(shè)備生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)化，從而使得效率高、經(jīng)濟(jì)性好的探測(cè)服務(wù)行業(yè)得以生存和發(fā)展。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，新材料技術(shù)迅猛發(fā)展，在供水管道發(fā)面，除了傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、石棉水泥管以外，玻璃鋼管以及如PVC管、PE管、PP-R管等高分子聚合物管材紛紛大行其道，目前大有勢(shì)不可擋的勢(shì)頭。在地下管線探測(cè)中，地下非金屬管線探測(cè)這一軟肋越來越成為制約整個(gè)行業(yè)發(fā)展的瓶頸。發(fā)展地下非金屬管道探測(cè)技術(shù)、并使其探測(cè)儀器靈敏精確、輕便高效和價(jià)格合理化，已經(jīng)成為迫待解決的技術(shù)問題以及整個(gè)行業(yè)的發(fā)展方向。由于地質(zhì)雷達(dá)法不僅可以準(zhǔn)確確定地下非金屬管道的平面位置，而且可以測(cè)定埋深，甚至還可以確定其規(guī)格大小，具有精度高、功能全的優(yōu)勢(shì)，今后只要提高其在數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析和顯示速度方面、儀器輕便化方面、以及降低制造成本方面等三個(gè)重要環(huán)節(jié)取得突破，地質(zhì)雷達(dá)法將是解決地下非金屬管道探測(cè)問題的最佳選擇。此外，由于聲波法只需要開發(fā)出一種可以簡單方便地固定在管道附屬設(shè)施上的聲源發(fā)生器，就可以通過地面拾音實(shí)現(xiàn)管道的平面位置探測(cè)，因此也是一種十分有吸引力的選擇。由于聲源發(fā)生器單調(diào)變化的指示音可以和持續(xù)的漏水噪音區(qū)分開來，它還可以在要求精確的漏水聽音中發(fā)揮重要作用。其它如紅外輻射檢測(cè)法在查找熱力管道泄漏方面具有特殊優(yōu)勢(shì)，因而具有一定的發(fā)展?jié)摿?。此外，另外一個(gè)可以大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)力的技術(shù)進(jìn)步應(yīng)該是在與探測(cè)同步的全球衛(wèi)星定位方面，粗略的估算可以節(jié)約外業(yè)勞動(dòng)力或勞動(dòng)時(shí)間在百分之三十以上。（全文完）



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