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市政设计

城市地下电力管线探测

本站     2018-5-8 10:36:01    

地下管线是城市基础设施的重要组成部分,是城市赖以生存和发展的物质基础,地下空间资源的利用和开发是城市现代化发展的需要,城市地下管线担负着输送能量的重要任务,因而被称为城市的“生命线”。随着我国城市的不断扩大,其作用也越来越重要。然而,现今我国城市地下电力管线的管理存在着比较多的问题,由于我国地下电力管线及其管理一直比较薄弱,不少城市存在地下电力管线分布情况不明,管线档案资料不完整、不准确、不规范,资料分散保管,城市建设缺少档案资料可供查询,造成管线事故不断发生。这对城市地下电力管线的维修、更新以及工作状况是极为不利的。中国城市化的发展、城市居民大幅度增加、城市工业建设等等都在考验着城市地下电力管线系统。 
 1 电力管线探测概述 
  1.1 电力管线探测工作内容及基本程序 
  1)地下电力管线资料的收集和地下管线现状调绘 
  2)地下电力管线实地调查和探查 
  3)地下管线成果表编制及管线图编绘 
  4)地下管线数据库的建立 
  1.2 地下电力管线探测的基本程序 
  接受任务(委托),收集资料,现场踏勘,编写技术设计书和项目实施作业计划,实地调查,地下管线探查,控制测量,地下管线测量,地下管线数据处理,地下管线图编绘,权属单位确认,工程监理单位检查,数据验收,地下管线数据入库,成果验收。 
  1.3 地下管线探测的基本原则 
  根据《城市地下管线探测技术规程》可按照以下原则对地下管线实施探测: 
  1)先易后难、先明显点后隐蔽点、先钢管后铸铁、先浅后深、先简单后复杂、从已知到未知。 
  2)方法要有效、快捷、轻便,若在某地区存在多种探测区域地下管线的方法时,应首先选择效果好、轻便、快捷、安全和成本低的方法。 
  3)相对复杂条件下,根据复杂程度宜采用相应的综合方法;在管线分布相对复杂的地区,应根据相对复杂程度采用适当的综合物探方法, 以提高对管线的分辨率和探测结果的可靠程度。 
  4)探测过程中的验证:在探测中要注意寻找易被验证的位置点。 
  1.4 地下管线探测的主要方式 
  地下管线探测尤其是较为复杂条件下的地下管线探测,继续发挥出物理探测方法技术的优势,除积极研究开发高精度、高智能和抗干扰能力强的仪器设备外,应针对城市特点和不同地质条件、不同埋设条件、不同材质进行探查方法技术研究,为克服单一物探方法的局限性和探测结果的多解性,采取综合物探方法将是提高地下管线探测结果可靠性的必然选择。GPS、RTK技术以及内外一体化作业方法将进一步提高城市地下管线测量与管线竣工测量的作业效率。加强管线智能检测与定量评价技术应用研究,将丰富地下管线信息,推进管线信息链的完善。基于PDA的前端采集与成图软件系统以及数据传输技术的开发使用,将会进一步提高作业自动化程度和便于后期的信息交换与管理。 
  2 探地雷达在电力管线探测中的应用 
  2.1 现场踏勘及方法试验 
  在城市地下管线探测中,由于城市地形条件复杂,浅部地下介质极不均匀,管线布置密集,因此探地雷达探测及解释工作变得相当复杂。为更好地实施探地雷达探测工作,在布置探地雷达测线前,应通过收集资料和现场踏勘尽可能详细了解探测目标管线的管径、材质及埋设情况;通过已探查的明显管线点、分支管线了解目标管线的大致走向、位置和埋深;现场了解场地条件、环境状况(如温度、湿度)及可能存在的强干扰源(如微波发射塔等)。针对地下管线的埋设状况,在测区内选择不同种类不同埋深的已知管线进行方法试验,以便了解所使用设备和采用的探测方法的有效性及选择最佳工作参数。同时,通过方法试验,了解各类管线反射异常的形态、规模及波形特征,目标管线所在地段的道路结构、地下介质及其它管线对目标管线探测的影响。当管线埋设密集时,现场了解其他管线的规格、材质、埋深及其相对目标管线的位置,有助于目标管线异常的判别。 
  2.2 剖面探测 
  探地雷达探测地下管线采用剖面法,即发射天线和接收天线以固定间隔距离沿测线同步移动探测。在了解探测目标管线大致走向和位置的基础上,选择合适的场地布置测线,标志起始位置,测线方向应垂直目标管线走向。每一测点处应至少布置2到3条测线,测线间距视现场条件而定,通常取1到2m。测线布置应避开地下管线检修井及其他可能产生强反射的非目标体,以免影响仪器参数的调节及目标管线异常的判识。当目标管线附近存在其它平行布置的已知管线时,应尽可能横跨已知管线,以便进行深度校正。对于管线分支或转折,应在不同管线方向或分支方向布置测线,确定管线位置。在管线变深、变径及终止点等,应加密剖面探测。当管线规格较大且位置走向已知时,可沿走向位置布置测线探测。对掩埋的建(构)筑物及附属设施,亦可采用此方法查明。在管线密集地段及不均匀反射干扰严重时,应尽可能选择非目标管线位置已知且干扰小的地段施测剖面,以便有效异常的识别。 
  2.3 探地雷达反射波组的识别标志 
  探地雷达是通过位于地表的发射天线在沿测线移动过程中每隔固定距离向地下发射电磁波,由接收天线接收来自地下界面的反射并通过数字采样记录下来,以波形或彩色(灰阶)显示在屏幕上,形成完整的探测雷达剖面图像。在雷达剖面上,来自同一界面的反射波组通常具有以下特性: 
  同相性:同一波组的相位特征沿剖面基本不变,同相轴为一平滑曲线; 
  相似性:同一波组波形特征基本保持不变; 
  特定波形特征:同一波组具有特定波形特征,不同波组波形特征差异较大。根据以上识别标志可以从雷达剖面图像识别来自同一地质界面的反射波组。 
  2.4 地下管线异常的基本特征 
  从电磁波反射原理可知,当测线垂直管线走向、地下介质均匀的条件下,圆形截面管线管顶反射呈现拱形曲线形态,拱形曲线顶点位置即为管线中心所在位置;顶部为平直面的管线(如管沟、管块等),反射波形态呈现平直线形态,其中心位置为顶板中心。目标管线管径大,反射波曲线平缓;管径小,曲线尖锐。管线埋深大,反射波异常幅度减弱,曲线形态趋向平缓。管线材质与周围介质电性差异愈大,反射愈强,波形幅度大;反之,反射弱,波形幅度小。当顶板宽度相对埋深很小时,呈现类似圆形截面的反射异常形态。顶部不规则断面呈现不规则异常形态。 
   
  3 结束语 
  城市地下电力管线因其隐蔽性,地下空间多样性等特点,决定了城市地下电力管线探测的复杂性,因此管线探测技术成为了物探工作者一个长期探讨的问题。要获取高质量的地下管线探测数据,除操作人员熟练掌握探测方法与探测技术外, 已有的管线数据资料的参考价值也不容忽视。 


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