随着我国科学技术的高速发展,也进一步推动了我国现代化城市的建设进程。因此,当下城市地下的管线规模和复杂程度越来越高,在城市建设过程中,特别是在地下空间的整体布局过程中,经常会出现管线被损坏的问题,因此只有做好日常的运维工作,才可以促进城市的建设和发展。1管线探测技术面临着的挑战在现阶段的发展中,科学技术也处于不断发展中,管道材料的种类越来越多,大量的非金属材料使用,对当下电磁感应法的传统管线探测技术提出了更高的要求。一些非开挖技术的使用,使得城市中出现了较多类型的深埋管线,管线建设方式依然使用传统的地面探测方法,已经无法满足探测的实际需求。现代化城市的建设过程中,地面建筑越来越多,道路建设越来越密集,导致探测工作无法顺利开展。此外地下建筑群数量的增加,使探测的过程中也会受到各种类型的干扰。在实际的探测过程中,干扰因素没有得到有效排除,会严重影响管线的探测效果。基于目前地下管线的探测问题,需要进行探测技术方面的创新,妥善利用超深地下管线提升探测的效果。2探测超深地下管线的技术目前超深埋设的管线主要是顶部埋深超出3 m的管线,在敷设的过程中使用非开挖的铺设技术。2.1电磁感应法在金属管线的探测过程中,主要采用电磁阀感应法。在具体的使用过程中,主要利用管线与周围土质环境的导电特征,与磁性之间存在较大差异,可以利用感应电磁场的实际分布特征,对管线的实际位置进行确定。例如,市面上RD系列管线探测仪就是利用这种方式进行管线的位置确定。该技术在使用的过程中,仅能够作用于一些导电性能良好的金属管线,对于非金属管线无法起到良好的探测效果。2.2探地雷达法探地雷达法是一种辅助的探测手段,可以作用于一些非金属的管线。在具体的应用过程中,主要利用管线与周围环境的介电常数差异性,对管线表面反射的高频电磁波进行分析,通过分析波形与能量的情况,有效确定地下管线的实际位置。探地雷达法比较容易受到周围环境的影响,例如在一些位置出现地下水位较高的情况,就会对实际的探测效果造成较大影响。2.3磁梯度法磁梯度法的原理是通过金属管线与周围介质之间的磁性不同,基于磁场在空间中的不同变化率,确定管线的实际位置。磁梯度法在使用的过程中,可以有效对一些深度较大的地下管线进行探测,但经常会受到一些磁体的影响。磁梯度法仅用于磁性体干扰较低的区域中,对地下隐蔽的铁磁性管道进行探测。2.4充电法充电法主要对金属管线进行充电,在管线的周围土层中产生电场,以此对充电点位以及电位地图曲线进行观察,判断管线的实际位置。充电法与电磁法的弊端相似。2.5浅层地震波法浅层地震波法主要利用人工振源的方式,基本原理与探地雷达法相同,对振动过程中产生的反射波进行分析,以此判断管线的实际位置。浅层地震波法探测的范围较大,但探测的分辨率较低,常用于一些大型的管线项目。上述几种探测技术都是地球物理方法的管线探测法,使用前提是管线与周围的地层之间存在一定的物性差异,因可以有效在地表利用各种仪器对物性差异进行采集,管线的直径降低或管线的埋深提升,都会导致物性的差异降低,无法有效对一些埋深较深的管线进行探测。为了解决深埋管线的探测难题,出现了孔中探测的方式,可以解决传统探测方式存在的各种问题。在现阶段钻孔雷达的运行中,主要有两种模式,分别为单孔反射模式与跨孔层析成像模式。3钻孔雷达技术原理钻孔雷达的技术方式是利用雷达波在地层中传播进行探测的一种技术方式,钻孔雷达与普通探地雷达的运行原理基本相同。目前使用的雷达波频率基本都为10~1 000 MHz。在运行的过程中,发射天线可以发出高频的电磁波谱,接收条线可以对地下介质产生的发射波进行接收。一旦在地下介质出现不均匀的地质体,会直接导致发射波的波形、振幅以及相位发生相应的变化。可以利用反射波的振幅与波形信息的不同,推测地下岩土介质的结构性特征。另外,在探地雷达的运行过程中,受到地面探测的限制,使得探测的实际深度有限。为了进一步提升探测的整体工作范围,雷达的反射装置与接收装置都放在钻孔中,形成钻孔雷达,提升探测的深度。钻孔雷达技术原理如图1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.20.033.F001图1钻孔雷达技术原理这种测量方式就是一种将原本地面上的探测装置放入井中进行探测。在将发射装置与接收天线放置在同一个钻孔中后,利用固定间距的方式,沿着钻孔的垂直方向进行移动。钻孔雷达探测方式使用的光纤在传输信号的过程中,具有能量损耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点。在实际的使用过程中,可以利用光纤材料有效提升信号的质量。一般情况下,采用偶极子天线作为雷达的天线,装置在使用的过程中,可以全方位进行信号的接收。钻孔雷达单孔技术的测量过程中,对于数据的解释与地面探地雷达的原理相同。在接收信号的过程中,单孔测量过程中的信号是全方位反射信号,不只是接收同一个方向的信号。在进行信号接收的过程中,无法基于单一个钻孔的数据信息对探测对象位置进行确定,但可以基于钻孔与探测对象的实际距离、形态以及钻孔之间所形成的夹角进行确定。接收天线接到的信号后,其反射波会形成雷达剖面,可以利用反射波的各种信息数据,确定目标的信息。地线管线形成的几何形态属于点状体的类型,在发射波成像的过程中,会呈现双曲线的形态,对距离钻孔的距离进行判定时,可以利用发射波进行判断。使用单孔反射波测量的过程中,无法准确确定管线异常体的实际位置,可以利用多个单孔发射所有型号形成的数据,进行综合性比较分析,以此较为全面对被测对象进行各种数据信息的判断。4工程实例应用4.1工程概况2015年,某地铁建设工程项目车站主体结构的下方敷设了钢筋混凝土管道,管道临近车站主体,后续建设中会对工程造成较大的影响,需要对其管道的高程以及平面位置进行确定,以此保障工程项目的施工过程不会对管道造成质量方面的影响。4.2探测方案探测前,工作人员搜集各方面的管道资料,得到管道在平面的大致位置,根据垂直管道走向进行钻孔的布置。探测方案中,钻孔深度设计为30 cm,在钻孔当中放置能够到达钻孔底部的PE套管,两组不同的钻孔剖面间距为8 cm。在不同的钻孔中使用雷达天线,放置在钻孔和的底部位置,对管道中的反射波信号进行采集,准确判断钻孔与管道的实际距离。在仪器的使用方面,本方案采用了RIS-K2型号的探地雷达,搭配150 MHz井中天线进行探测。在实际的探测过程中,浅部位置存在较为强烈的地面反射波,雷达图像表现为半幅双曲线,双曲线的顶部位置表示钻孔的实际位置。在20.3 m的深度位置发现一个较为典型的双曲线型管线异常现象,可以判断这个异常是由探测对象引起的现象。4.3结论分析采用全新的探测方案后,有效确定了管线的实际位置超过了2 m,且为非金属管线。探底技术是一种高分辨率的物探技术类型,可以有效利用钻孔与孔当中补助天线,开展钻孔雷法探测,提升探测的有效深度,对于大埋深的管线十分有利。钻孔雷达的探测技术方式可以根据目标管线的大致位置进行科学合理的钻孔控制。为了实现良好的探测效果,还需要保障钻孔与目标管线的水平距离合理性。一旦距离管线过近,会导致钻孔对管线造成质量方面的威胁。钻孔雷达接收的反射波主要源于钻孔的四周,为了保障确定出探测对象的具体位置,需要保障钻孔在2个以上,保证能够有效进行数据方面的综合性分析。5结语综上所述,在目前的物探技术使用过程中,传统的技术方式无法对一些深埋设的管线进行位置确定,提出一种单孔共偏移距钻孔雷达技术方式,可以满足现阶段对管线探测的要求。

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