城市地下管线探测关键技术分析
城市地下管线探测关键技术分析
电力电信管线、非金属管线、金属管线探测技术作为城市地下管线探测的关键技术。为有效发挥探测技术的最大作用，应当对各种管线探测技术的要点进行详细的了解，展开探测工作时应当严格遵守相关操作流程。
1引言
在城市空间基础信息当中，城市地下管线信息作为其重要组成部分。伴随着城市化进程的加快，为了保证城市的稳定发展，城市空间的合理运用，地下管线所能起到的作用尤其重大。城市地下管线体系是一个不断改变、不断完善、不断发展的系统，随着城市的迅速发展，城市所敷设的管线数目逐渐增多，然而城市地下管线管理体系却没有得到有效的更新补充，进而影响到城市地下管线的运用质量。所以，为了促进城市的发展，加强城市地下管线探测尤为重要。
2 管线探测中应遵循的原则
（1）依据复杂程度采取相对应的多种物探办法。当地下管线的分布相对较为复杂时，单一的办法技术通常不能或者难以辨别地下管线的敷设状况，为此，应当依据管线敷设的复杂程度采取相适应的多种物探办法与物探仪器，进而加强探测成果的可靠性，提升了管线的分辨率。
（2）方法轻便、快捷、有效。在对地下管线进行探测时，应当依据实际情形选择安全、快捷、轻便、效果好的探测办法从简单到复杂进行相关的探测工作。在探测地下管线的过程中，首先要做的便是挑选出一个条件相对简单、干扰较小、管线较少的地区，之后再将该工作逐渐推进到相较复杂的区域；也能够先从明显点相对较多的管线展开，比如通讯、排水类的管线。
（3）从已经了解的到还未了解的。在探测管线的过程中，了解施工地区的基本情形是首要任务，收集并分析和施工地区有关的地下管线资料。之后再对施工地区进行勘探，查找城市地下管线敷设中已了解的地方，进行相关的办法试验，评定该办法的精确度与有效性，之后再推至未知地区来展开相关的探测工作；在实际的探测工作当中，也是从管线明显点展开。
3 城市地下管线探测内容
地下管线探测方面的工作主要包括地下管线信息体系的制定、测量、探查等。地下管线信息体系指的是将管线点的权属、材质、埋深、高程以及坐标等方面的信息录入到数据库当中，生成专业与综合的地下管线图，进而实现地下管线的信息化管理。地下管线的测量主要指的是对管线点高程、地理标志平面位置方面的测量，以测量的方式对管线点高程、坐标等进行了解。地下管线惯性定位仪（管线惯性陀螺仪）是采用航天器的自主导航技术—惯性导航技术，利用组合导航以及基于IMU/里程/运动特征/环境特征的多传感器信息融合和误差在线补偿技术，能够精准可靠地获取城市复杂环境下的地下管线三维信息。通过这一办法来对管线进行定埋深、定向、定位，对地下管线的埋深、平面位置以及属性等进行探查。
4 城市地下管线探测关键技术存在的问题
就城市地下线探测技术的运用来看，尽管该技术已经取得了一定的进步，但是由于该技术自身的局限性，现阶段地下管线的探测依然存在着很多的不足，进而对该技术的有效运用产生不好的影响。如地下管线惯性定位仪定位精准但需要寻找有露点管线在管内测量；非金属管线探测与近间距并行管线探测电磁感应法难以顺利展开，识别并消除各干扰因素等，该些问题亟待解决。就目前而言，电磁感应法所存在的问题主要体现为：管线较多的状况下，所探测的地下管线埋深所存在的误差相对较大，探测过程中受到的干扰较大，非金属管线探测的效果相对不佳。除此之外，探测的信号的不连续、不稳定，探测埋深的测定误差相对较大，管线是否有露点等，阻碍了管线探测效果的提升。
5 城市地下管线探测的关键技术
针对不同种类的地下管线和管线所处位置的地球物理条件的差异，分别采用不同的探测方法和选用不同的工作频率，将地下管线特征点的位置和埋深探查清楚，在地面标示好的地下管线特征点的位置，现场画好相关管线点连接草图。
对不同管线又分为直连法、夹钳法、感应法、电磁波法、埋深测定法、惯性导航三维定位等。
（1）直连法：适用于有露出点的金属管线探测。直连法有三种连接方式：双端连接、单端连接及远接地单端连接。既将发射机专用输出电缆的一端与被测的金属管线相连接，另一端接地或者接到金属管线的另一端，利用接收机搜索被探测金属管线产生的电磁信号，对管线进行追踪定位。
（2）夹钳法：是利用管线探测仪配备的夹钳（也称耦合环）夹住被测管线，通过耦合环把电磁信号加载到被探测的管线上，以达到对管线的追踪定位目的。
感应法：是利用发射机发射谐变电磁场，使被探测的地下管线产生感应电流而形成电磁场，达到对被探测管线进行搜索、追踪、定位的目的。
（3）电磁波法：既地质雷达剖面扫描法，是利用脉冲雷达系统连续向下发射高频电磁波，并由接收天线连续接收地下介质反射回来的电磁波，再经过专门软件处理，获取地下不同目标雷达波的反射图像，通过对图像的分析解释，直接确定管线位置和埋设深度。
（4）惯性导航三维定位：采用航天器的自主导航技术—惯性导航技术，利用组合导航以及基于IMU/里程/运动特征/环境特征的多传感器信息融合和误差在线补偿技术，能够精准可靠地获取城市复杂环境下的地下管线三维信息，是目前最准精度最高的管线探测方法。
6 根据不同用途的管线采用适合的探测方法
（1）采用电磁场感应法探测金属管线；电磁场感应法通常利用发射机发射电磁场，进而地下管线收到电磁感应产生感应电流形成电磁场，最后只需要通过接收机接收由地下管线形成的电磁场，最终达到追踪，定位地下管线的目的。
（2）采用感应法和夹钳法处理电力电信管线；由于电力、电信管线自身常带有电磁信号，因此，感应法适用的效果比较好。夹钳法中的耦合环可以把电磁信号加载到被测管线上，对管线进行追踪和定位，在电力、电信管线的探测上取得了比较好的效果。
（3）采用直接法处理燃气管线；燃气管线对于安全性能要求比较高，一般情况下可以用磁感应法探测，但是，对于有防爆装置探测仪器，采用直接法的效果更好。
（4）采用惯性导航三维定位法探测两端有开口露点的竣工管线或预埋空管，这种仪器具有全自主知识产权、厘米级测量精度、全口径测量范围40mm-1500mm，测试方便快捷，同时有效防止国家管道信息的泄漏。
7 城市地下管线探测关键技术的完善对策
对此，能够运用地下管线惯性定位仪、管线探测仪与地质雷达相结合的办法来对城市地下管线探测的关键技术进行完善。例如，当管径的大小超过0.2m时，非金属管线埋深小于2m时，应当采用示踪线法和电磁感应法进行相关得探测工作，确定管线的埋深、平面位置与走向，并运用地质雷达回波图像法进行验证。而当管径得大小大于0.2m，埋深大于2m，运用钎探、开挖、电磁感应法、示踪线法等办法进行探测，从而确定管线的平面位置，掌控地下管线的埋深与走向，并运用钎探与开挖的办法进行相关的验证工作。改建或者新建的地下管线，能够使审批程序得以强化，管线的管理工作得以加强，有效展开竣工验收，保证城市地下管线的探测效果。已修建好的地下管线，通常运用多种办法与多种探测仪器进行验证与探测，保证探测成功的准确性。
8 结语
伴随着城市的不断运行与发展，地下管线对于提升人们的生活水平具有极其重要的作用。为了了解地下管线基本情形，采用有效的措施，合理地运用地下管线探测技术是非常有必要的。因此，为了促进城市化的发展，有关人员应当依据实际情况运用高新技术来将该工作做好，进而使地下管线的探测工作得以有效完成，为地下线探测研究提供更为有力的支持。
