行業(yè)資訊
非開挖管線探測(cè)的方法有哪些?如何應(yīng)用?
1 探測(cè)方法選擇
根據(jù)探測(cè)任務(wù)和目的,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘和實(shí)地工作條件,選定本工程物探方法。
2 電磁感應(yīng)法
金屬管線一般具有中等以上強(qiáng)度的磁性(K值一般在100×4π×SI~1000×10-6×4π×SI),其電阻率一般為0.23×10-4ΩM~0.89×10-4ΩM,具有較好的導(dǎo)電性,導(dǎo)磁性。地下管線一般敷設(shè)在地表以下5米以內(nèi)的淺表土層中,表土層一般無磁性,其電阻率在幾歐姆米~幾十個(gè)歐姆米,由此可見地下管線與其周圍介質(zhì)存在著明顯的電性、磁性差異。因此,用電磁感應(yīng)原理制作的地下管線探測(cè)儀能比較正確地探明地下金屬管線的分布狀況,具備了探測(cè)所必要的地球物理前提。
對(duì)目標(biāo)管線施加一定頻率和適當(dāng)強(qiáng)度的交變電磁場(chǎng),該目標(biāo)管線與大地之間便有相應(yīng)的交變電流通過,該交變電流在其周圍空間產(chǎn)生相同頻率的交變電磁場(chǎng),即在目標(biāo)管線周圍形成二次交變電磁場(chǎng)異常,用接收裝置檢測(cè)該異常,便能確定目標(biāo)管線的位置,達(dá)到探測(cè)地下管線之目的。
探測(cè)方法分為主動(dòng)源和被動(dòng)源方法,其中主動(dòng)源法包括直接法、夾鉗法、感應(yīng)法。
根據(jù)各類管線特征采用相應(yīng)的方法。例如對(duì)電力電纜可采用被動(dòng)源法;而追蹤地下管線走向或區(qū)分地下管線時(shí),可采用主動(dòng)源法(直接法、夾鉗法),該方法相對(duì)于被動(dòng)源法探測(cè)精度更精確。
3 示蹤電磁法
非開挖及有出入口的非金屬管線探測(cè)是用穿纜器將固定頻率的傳感器穿入孔內(nèi),在地面用接收器接收傳感器發(fā)射的電磁波信號(hào),從而確定傳感器距地面的深度及平面位置,即可確定信息管線的埋深及平面位置。
4 慣性陀螺儀法
螺旋儀是基于角動(dòng)量守恒的理論設(shè)計(jì)出來的裝置。陀螺儀主要是由一個(gè)位于軸心且可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成。陀螺儀一旦開始旋轉(zhuǎn),由于轉(zhuǎn)子的角動(dòng)量,陀螺儀有抗拒方向改變的趨向。
陀螺儀和加速度計(jì)分別測(cè)量定位儀的相對(duì)慣性空間的的3個(gè)轉(zhuǎn)角速度和3個(gè)線加速度延定位儀坐標(biāo)系的分量,經(jīng)過坐標(biāo)變換,把加速度信息轉(zhuǎn)化為延導(dǎo)航坐標(biāo)系的加速度。并運(yùn)算出定位儀的位置、速度、航向和水平姿態(tài)。陀螺儀三維精確定位技術(shù)作為新的地下管線定位方法,具有以下技術(shù)特點(diǎn):
(1)測(cè)量不受地形限制,不受深度限制,不受電磁干擾;
(2)定位精度高;
(3)適合于任何材質(zhì)的地下管道;
(4)自動(dòng)生成三維空間曲線圖,并與GIS無縫兼容;
(5)可用于探測(cè)電力、燃?xì)?、給水、排水等各種材質(zhì)的大埋深非開挖管道。
5 井中電阻率跨孔CT法
電阻率法是利用地殼中不同巖石間導(dǎo)電性(以電阻率表示)的差異,通過觀測(cè)與研究在地下人工建立的穩(wěn)定電流場(chǎng)的分布規(guī)律,來達(dá)到解決有關(guān)地質(zhì)問題的一種電法勘探方法。
高密度電法及超高密度電法是指通過電極陣列排列方式來觀測(cè)人工建立的地下穩(wěn)定電流場(chǎng)的分布規(guī)律,進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)地下目標(biāo)體探測(cè)的一種電阻率法。超高密度電法具有如下幾大特點(diǎn):
(1)首先超高密度電法打破了常規(guī)電法勘探中數(shù)據(jù)采集方式的限制,而采用自由無限制的組合方式來采集數(shù)據(jù),正是基于這種超高密度方法可采集到幾十倍與常規(guī)電法數(shù)據(jù)采集方式采集不到的數(shù)據(jù)。例如同在一個(gè)64電極的排列中,常規(guī)的數(shù)據(jù)采集方式僅可采集到1000多個(gè)數(shù)據(jù),而用這種超高密度的方法,就可采集到60000多個(gè)數(shù)據(jù)。如此多的數(shù)據(jù)大大提高了反演結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。也避免了常規(guī)數(shù)據(jù)采集方法中數(shù)據(jù)采集的片面性(有些偏重于橫向分辨率,有些偏重于縱向分辨率等等)而導(dǎo)致在同一地點(diǎn)采用不同數(shù)據(jù)采集方式采集的數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的反演結(jié)果不同的缺點(diǎn)。
(2)其次,該方法將所測(cè)得的大量數(shù)據(jù)利用現(xiàn)代的反演技術(shù)直接反演成真電阻率剖面圖。此圖可直接用于地下巖土分布及地下異常體的分析和解釋。
(3)此方法的另一個(gè)特點(diǎn)就是它的64道通道技術(shù)。例如使用常規(guī)高密度電法要測(cè)得6萬個(gè)數(shù)據(jù),就需要3整天,而利用64道儀器,采集6萬多個(gè)數(shù)據(jù)僅需要1個(gè)小時(shí)。
6 工業(yè)內(nèi)窺鏡可視化影像法
內(nèi)窺鏡是一種多學(xué)科通用的工具,其功能是能對(duì)彎曲管道深處探查,能觀察不能直視到的部位,能在密封空腔內(nèi)觀察內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)與狀態(tài),能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離觀察與操作。
工業(yè)內(nèi)窺鏡的原理是利用轉(zhuǎn)像透鏡光學(xué)技術(shù)來傳送影像,并由光導(dǎo)纖維提供傳光照明。為了傳送清晰圖像,該窺鏡的有效不銹鋼插入部分內(nèi)設(shè)計(jì)若干光學(xué)元件的轉(zhuǎn)像透鏡系統(tǒng)。內(nèi)置光纖把需照相光線從獨(dú)立的冷光源直接傳送至工作位置上。通過物鏡成像傳至CCD 耙面上,然后CCD 再把光像轉(zhuǎn)變成電子信號(hào),把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至視頻內(nèi)窺鏡控制組,再由該控制組把影像輸出至監(jiān)視器或計(jì)算機(jī)上的原理。內(nèi)窺鏡是一種最為直觀的觀察管道位置的探測(cè)手段,其具有精度高,探測(cè)準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
結(jié)語:隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,以非開挖方式敷設(shè)的地下管線越來越多,常規(guī)的地下管線探測(cè)方法已無法完全滿足地下管線數(shù)據(jù)的采集要求,文章引用的示蹤電磁法、慣性陀螺儀法、井中電阻率跨孔CT法和工業(yè)內(nèi)窺鏡可視化影像已在多個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用,并確定較好效果。希望在本文的論述下,可以為設(shè)計(jì)及施工提供有價(jià)值的信息。
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