一种大埋深非金属管线综合探测方法技术

本发明专利技术公开了一种大埋深非金属管线综合探测方法，依据模型试验研究、数值模拟方法、待测管线物性特征等，将多种物探方法有机结合，可实现对大埋深、非金属管线走向和埋深的准确探测。有效克服非金属管线埋设深以及不具导电性和导磁性而难以用常规方法探测的技术难题，在管网检修、改造、新建及其它工程中具有很高的实用价值。的实用价值。的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种大埋深非金属管线综合探测方法


[0001]本专利技术属于管线探测领域，特别涉及一种大埋深非金属管线综合探测方法。

技术介绍

[0002]城市地下管线探测是推进环境保护、城市管网改造的基础性工作，也是相关设计工作的重要依据。随着城市化进程的不断加快，城市管网系统的布设日益庞杂繁多，且不同用途、不同时期管线的布设数据难以共享共用，因此在生产活动中开展管线探测工作，尤为必要。其中，金属类管线利用其导电、导磁等特性，相对较易实现探测；然而，目前城市管网系统中PE、PVC、混凝土等非金属管线在市政建设的应用越来越多，因其埋设深且不具有导电、导磁等特性，给相关探测工作的开展带来一定困难；同时，多数管线埋深大，增加了探测工作的复杂度。因此，亟待探索一种新的大埋深非金属管线综合探测方法，以满足生产需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对地下管线探测领域存在的非金属管线难探测问题，提出一种大埋深非金属管线综合探测方法，本方法适用于大埋深非金属管线的探测，可克服非金属管线埋设较深时，以及不具导电性和导磁性而难以用常规方法探测的技术难题，实现对目标区域非金属管线埋深和走向的精细化探测。
[0004]为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种大埋深非金属管线综合探测方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1，历史资料整理：
[0006]收集待探测区域管线历史资料，对于能进行实地调查的明显管线点，采用开井的直接方法调查；对于隐蔽管线点，采用地球物理方法探测；
[0007]步骤2，实地勘察：
[0008]调研待探测区域主要介质类型，并测定主要介质的物理特性，根据探测区域不同介质和地形特点，拟定不同的地球物理方法进行探测；
[0009]步骤3，测定待探测管线物性特征：
[0010]选取待探测管线已知埋设位置和埋设深度的部位进行试验探测，分析管线材质在电性和弹性上的物性表现；
[0011]步骤4，研究区域任务勘探：
[0012]根据历史资料及探测环境，结合不同的探测原理实施目标探测；
[0013]步骤5，复测及验证：
[0014]完成上述探测后，运用地质雷达对研究区所有测线进行复测，并结合实地情况进行开挖验证，进一步提高探测精度。
[0015]所述步骤二中介质的物理特性包括波速、密度以及电阻率。
[0016]所述步骤4的具体操作包括以下步骤：
[0017]步骤4.1，当已知待测管线点时，采用面波法进行勘探，沿非金属管线已知部位每隔5～10m布置一条测线，根据跟踪检测结果依次向前布置测线，点距1m，测线长度为14～31m；从采集的面波数据中提取面波的频散信息，并推断地下介质的速度信息，进而实现对目标管线埋深和走向的确定；
[0018]步骤4.2，当非金属管线所在地层与相邻地层之间或目标管线与周边介质之间存在电性差异时，结合前期探测资料、探测深度和地形特征，采用高密度电法进行探测，以待测管线已知位置为起点，选取60根或120根电极，电极间距为1～2m，沿测线同时布设，构成固定式阵列，建立人工电场，探测并记录地下管线传导电流分布情况及特性；
[0019]步骤4.3，在进行高密度电法探测基础上，当待探测区域管线所在区域场地狭窄、地形起伏较大时，基于浅层反射原理，选用具有高频、大功率、短余震、重复性好的震源，具有高灵敏度、低噪音、宽频带、大动态范围特性的接收传感器，进行相应波段信号的发射与接收，完成再次探测，进而分析波阻抗的变化，根据反射信息中的相位、振幅、频率及走势变化特征来判断管线的走向和埋深。
[0020]在采用步骤4.1中面波法进行勘探时，地面应相对平坦或坡面为单斜且起伏不大，并避开沟、坎复杂地形和障碍物的影响。
[0021]在采用步骤4.2中高密度电法进行探测时，为了充分利用每个排列的观测数据和保证测量数据的横向和垂向反演精度，选用α、α2、β排列装置固定断面扫描测量方式，断面上的测点呈倒梯形分布；
[0022]外业工作中，为确保观测质量，取得详实、可靠的数据，每次开工前，须对仪器工作状态进行严格检查，保证仪器工作正常，并在每次测量前，对60根电极或120根电极进行自动接地电阻检查，确保电极接地良好、各电极接地电阻均一。
[0023]所述步骤5的具体操作包括以下步骤：
[0024]步骤5.1，运用地质雷达方法，建立波场分析模型，对研究区域全部测线进行探测复核，并对测线长度、测线密度进行适当延长和加密，以保证探测结果的准确性；
[0025]步骤5.2，需根据探测结果对重点区域进行实地开挖验证，开挖时采取逐层开挖的方式进行，并进行全过程动态监测；其中，在开挖范围内采用高密度电法和地震映像方法进行探测，开挖范围外一定区域采用高密度电法和微动法进行探测；重点分析下一层开挖深度内的异常，并对更深层的异常进行初步分析，发现异常以后及时通知业主和施工单位进行处理，接下来进行下一个层的开挖，再重复以上物探监测过程，直至开挖至设计深度。
[0026]所述步骤5.1中地质雷达方法具体操作包括以下步骤：
[0027]地质雷达主要根据探测物不同介质交界面的反射波，记录反射波到达时间t、反射波的幅度来研究被探测介质的分布和特性，波场分析模型如公式(1)：
[0028][0029]式中，x：指发射天线与接收天线之间的距离；h：指反射界面的深度；v：指电磁波在地下介质中的传播速度；
[0030]地层的电磁波速度v通常是已知的，或是可用宽角法测量得到的，因此，采用剖面方法记录下电磁波旅行时t，即可利用公式(2)求得地层的厚度或目标体埋深；依据反射波的强度，波形变化及其反射波同相轴的连续性等特征来判断地下介质或目标体的分布、走
向情况；
[0031][0032]本专利技术有如下有益效果：
[0033]本方法适用于大埋深非金属管线的探测，可克服非金属管线埋设较深时，以及不具导电性和导磁性而难以用常规方法探测的技术难题，实现对目标区域非金属管线埋深和走向的精细化探测。
附图说明
[0034]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0035]图1为高密度电法工作原理示意图。
[0036]图2为地震映像法工作原理图。
[0037]图3为地质雷达法探测原理示意图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图对本专利技术的实施方式做进一步的说明。
[0039]实施例1：
[0040]如图1
‑
3所示，一种大埋深非金属管线综合探测方法，包括以下步骤：
[0041]步骤1，历史资料整理：
[0042]收集待探测区域管线历史资料，对于能进行实地调查的明显管线点，采用开井的直接方法调查；对于隐蔽管线点，采用地球物理方法探测；
[0043]步骤2，实地勘察：
[0044]调研待探测区域主要介质类型，并测定主要介质的物理特性，根据探测区域不同介质和地形特点，拟定不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大埋深非金属管线综合探测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，历史资料整理：收集待探测区域管线历史资料，对于能进行实地调查的明显管线点，采用开井的直接方法调查；对于隐蔽管线点，采用地球物理方法探测；步骤2，实地勘察：调研待探测区域主要介质类型，并测定主要介质的物理特性，根据探测区域不同介质和地形特点，拟定不同的地球物理方法进行探测；步骤3，测定待探测管线物性特征：选取待探测管线已知埋设位置和埋设深度的部位进行试验探测，分析管线材质在电性和弹性上的物性表现；步骤4，研究区域任务勘探：根据历史资料及探测环境，结合不同的探测原理实施目标探测；步骤5，复测及验证：完成上述探测后，运用地质雷达对研究区所有测线进行复测，并结合实地情况进行开挖验证，进一步提高探测精度。2.根据权利要求1所述的一种大埋深非金属管线综合探测方法，其特征在于：所述步骤二中介质的物理特性包括波速、密度以及电阻率。3.根据权利要求1所述的一种大埋深非金属管线综合探测方法，其特征在于：所述步骤4的具体操作包括以下步骤：步骤4.1，当已知待测管线点时，采用面波法进行勘探，沿非金属管线已知部位每隔5～10m布置一条测线，根据跟踪检测结果依次向前布置测线，点距1m，测线长度为14～31m；从采集的面波数据中提取面波的频散信息，并推断地下介质的速度信息，进而实现对目标管线埋深和走向的确定；步骤4.2，当非金属管线所在地层与相邻地层之间或目标管线与周边介质之间存在电性差异时，结合前期探测资料、探测深度和地形特征，采用高密度电法进行探测，以待测管线已知位置为起点，选取60根或120根电极，电极间距为1～2m，沿测线同时布设，构成固定式阵列，建立人工电场，探测并记录地下管线传导电流分布情况及特性；步骤4.3，在进行高密度电法探测基础上，当待探测区域管线所在区域场地狭窄、地形起伏较大时，基于浅层反射原理，选用具有高频、大功率、短余震、重复性好的震源，具有高灵敏度、低噪音、宽频带、大动态范围特性的接收传感器，进行相应波段信号的发射与接收，完成再次探测，进而分析波阻抗的变化，根据反射信息中的相位、振幅、频率及走势变化特征来判断管线的走向和埋深。4.根据权利要求3所述的一种大埋深非金...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国兴，李春林，王志岗，王冬敏，刘昆，阮琳，蔡加兴，李鹏，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：