摘要：本文從施工場地管線探測的特點出發(fā)，系統(tǒng)介紹了施工場地地下管線探測的工作方法,并以城市管網(wǎng)復(fù)雜區(qū)段鐵路線路改擴建工程項目場地管線探測為例，詳細地介紹了各種方法的應(yīng)用。

      關(guān)鍵詞：施工場地 管線探測

一．前言

      隨著城市建設(shè)的日益發(fā)展，在施工過程中損壞管線的事件時有發(fā)生，嚴重影響城市的正常生產(chǎn)和生活，因此施工前對施工場地進行地下管線探測成為場地勘察的重要環(huán)節(jié)。在此，本文僅根據(jù)作者從事施工場地管線探測的實踐，談?wù)剤龅毓芫€探測的特點和工作方法的選擇等問題。

二．施工場地管線探測的特點

      施工場地管線探測與專項工程施工直接相關(guān)，由于受專項工程影響，場地管線探測具有以下特點：

      ⑴可利用資料少：由于場地地下管線種類繁多，屬不同部門管理，資料分散且存儲形式也不一，通常難以準確反映施工區(qū)域的管線現(xiàn)狀。對已完成管網(wǎng)普查的城市來說，由于兩者探測范圍及取舍標準的不同，也不能完全保證施工場地管網(wǎng)探測的需要。

      ⑵場地工作面積小：施工場地管線探測范圍主要是規(guī)劃紅線范圍及可能受施工影響的范圍,而管線是沿某一路徑埋設(shè)，涉及范圍廣，因此管線探查所需場地范圍往往要比施工場地范圍要大得多。場地面積小，可能限制了某些方法的使用。

      ⑶探測精度要求高：場地管線探測涉及到場地范圍內(nèi)埋設(shè)的所有地下管線，特別是影響重大的管線要求準確定位定深。管線點密度應(yīng)能準確反映場地范圍內(nèi)管線的走向、埋深的變化以滿足場地設(shè)計、施工的需要。

      ⑷探測工期緊：施工場地管線探查受建設(shè)工期影響，往往要求較短時間內(nèi)完成。

三．探測前的準備工作

      管線探查前應(yīng)通過業(yè)主了解施工場地管線探測的目的（用于選址、設(shè)計、施工等）、范圍（包括平面范圍及深度范圍）及精度的要求（平面位置、埋深或高程），并收集業(yè)主已有的管線資料。在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)場進行詳細的踏勘，了解場地的具體范圍，核對已有資料的情況，并通過觀察測區(qū)存在的明顯管線和管線的明顯點、管線附屬設(shè)施及建（構(gòu)）筑物等了解已有管線的種類、管線的分布狀況及其對專項工程的影響。同時還應(yīng)通過實地調(diào)查訪問場地附近的居民、企事業(yè)單位了解測區(qū)范圍內(nèi)是否存在其它管線及其大致的位置、走向。

      除現(xiàn)場了解情況外，還應(yīng)通過對給水、燃氣、電力、通訊等市政公用管線部門及部隊、鐵路、民航、海運和可能存在的其它專用管線部門的咨詢了解該區(qū)域是否存在直埋管道、電纜等，以便有計劃、有目的地進行資料的收集，達到事半功倍的效果。

      根據(jù)已了解的管線的種類、材質(zhì)、規(guī)格、埋設(shè)方式等，在條件允許的情況下應(yīng)進行方法試驗，以選擇使用的儀器及快捷、有效的工作方法。受施工現(xiàn)場條件限制無法進行試驗時，應(yīng)在附近相鄰區(qū)域進行必要的試驗。同時，還應(yīng)對所使用的儀器性能的了解，以掌握測區(qū)內(nèi)可能存在的現(xiàn)有探測技術(shù)無法解決的管線問題。對此類問題應(yīng)盡可能的收集竣工資料并提醒業(yè)主使用成果時引起注意。

四．地下管線探查方法選擇

      施工場地地下管線探查包括已知管線的探查及未知管線的掃描搜索。已知管線包括已有資料經(jīng)核實存在的管線、現(xiàn)場踏勘了解的已有附屬設(shè)施或明顯出露點的管線以及調(diào)查訪問了解到的已知位置和大致走向的隱蔽管線等。未知管線包括現(xiàn)場沒有附屬設(shè)施或明顯出露點又未收集到資料但可能在場地范圍內(nèi)存在的管線以及有示意性資料但不明具體位置的管線。對已知管線的探查可采用實地調(diào)查及儀器探查相結(jié)合的方法，對未知管線的探查主要采用無源或有源掃描搜索發(fā)現(xiàn)異常，然后進一步追蹤探查確定。

      1．已知管線的探查

      地下管線探查通常從明顯管線調(diào)查開始，并通過明顯管線調(diào)查確定需儀器探查的隱蔽管線段。

      （1）明顯管線調(diào)查

      場地明顯管線調(diào)查應(yīng)重點查明管線的位置、埋深（高程）、規(guī)格、材質(zhì)及權(quán)屬單位等。調(diào)查時應(yīng)對測區(qū)各類地下管線的專用檢修井、出露地表的管線點及與管線相連的附屬設(shè)施、建（構(gòu)）筑物等明顯管線進行調(diào)查。

      明顯管線調(diào)查對管線檢修井采取直接開井量測調(diào)查，電力溝道直接打開蓋板量測調(diào)查。管線點通常設(shè)置在附屬設(shè)施的幾何中心位置上。排水、電力等溝道在溝道中心線設(shè)置管線點。排水管線、電力溝道埋深量測為管底或溝道底深度，其他管線埋深均量測管頂深度。埋深量測采用經(jīng)檢驗合格的鋼卷尺配合量桿進行，用米為單位，讀數(shù)至厘米。圓形斷面規(guī)格量測記錄公稱管徑（如給水、排水）或外徑（如燃氣）；矩形斷面量測其內(nèi)壁的寬和高；斷面尺寸不規(guī)則的電力、通訊管組量測最大斷面的寬×高，單位用毫米。此外，還應(yīng)調(diào)查查明直埋管線的材質(zhì)或套管的保護材質(zhì)、電力電纜的電壓等。測區(qū)內(nèi)無明顯管線點時，能開挖的管線采取開挖的方法查明其規(guī)格、材質(zhì)等屬性，不能開挖的則根據(jù)資料標注記錄其屬性，并說明資料來源。

      （2）隱蔽管線探查

      地下管線分金屬管線和非金屬管線。對金屬管線的探查，由于其具有良好的導(dǎo)電性，因此可利用電磁感應(yīng)原理采用地下管線探測儀進行探查。對于非金屬管線，通常采用電磁波法（即地質(zhì)雷達探測方法）探查；有出入口的管線如排水、通訊空管等，可采用示蹤法探查。

      ①金屬管線探查

      金屬管線由金屬管道和金屬電纜，由于其埋設(shè)方式、材質(zhì)及規(guī)格的不同，因此采用的探查方法也略有不同。給水、燃氣等金屬管道主要為直埋，在管線單一、旁側(cè)干擾小的條件下，可采用感應(yīng)法或直接連接法施加信號探查。在管線布置密集的地段，如管線平行布設(shè)，宜采用直接連接方式施加信號；管徑小時亦可采用夾鉗法。選用直接法時應(yīng)注意地線的布設(shè)，盡可能使接地釬垂直目標管線，同時避免跨越其它管線。在無法直接施加信號時，可采用旁側(cè)感應(yīng)法、垂直壓線法、差異激發(fā)法等以減弱旁側(cè)管線的干擾。通訊、電力(包括路燈等)電纜人孔、手孔及上桿等出露點較多，具備了使用夾鉗激施加信號的條件，因此，此類管線的信號激發(fā)方式通常采用夾鉗法。定位、定深時應(yīng)考慮被夾電纜在管組中的實際位置，然后校正到管組中心地面投影位置及外頂埋深。條件不具備時可采用感應(yīng)法。管線定位方法宜采用極大值法，對埋深較大的管線采用極大值法和極小值法相互比較確定；管線埋深測定主要采用比值法；在管線單一但地形起伏較大或受場地條件限制無法采用比值法測深時，可采用直讀法測深作為參考。存在明顯干擾無法測深時，可通過相鄰點埋深內(nèi)插得到，有條件的情況下應(yīng)適當打樣洞或開挖驗證，否則應(yīng)予以說明。

      對場地管線探查，隱蔽管線管線點宜設(shè)置在管線的特征點（如交叉點、分支點、轉(zhuǎn)折點等）在地面的投影位置上。直線段管線點距應(yīng)能準確反映場地范圍內(nèi)管線的埋深變化，特別是在地形起伏較大或埋深變化較大的情況下，應(yīng)在加密定點，管線點距應(yīng)小于或等于10m。此外，當管線穿越對場地設(shè)計、施工有重大影響的區(qū)域時應(yīng)加密定點。

      ②非金屬管線探查

      非金屬管線主要有排水管線（砼管、PVC管及磚石結(jié)構(gòu)溝等）及給水砼、UPVC管、燃氣PE管及通訊、電力中的預(yù)埋PVC管組等，這些管線采用電磁感應(yīng)類儀器往往無法探查。對給水、燃氣等壓力管道通常采用地質(zhì)雷達探測。對有出入口的通訊、電力管組及排水管線可采用示蹤探頭或示蹤線伸入管道內(nèi)施加發(fā)射機信號進行追蹤探查。

      2. 未知管線的盲測探查

      由于可利用資料較少，為避免漏測管線，因此應(yīng)采取了盲測掃描的方法對整個測區(qū)進行搜索。具體方法如下：

      被動源掃描探查法：對淺埋金屬管線，通過管線探測儀采用被動源法進行掃描搜索；掃描搜索采用網(wǎng)格狀布置測線，即根據(jù)管線的埋設(shè)規(guī)律，在場地范圍內(nèi)垂直和平行主要管線走向布置測線。確定異常后在異常點位置采用感應(yīng)法施加信號，圓形搜索確定走向。通過被動源法掃描探測，可快速查明測區(qū)范圍的淺埋給水、電纜等管線，以提高探測工作效率。該法特別適應(yīng)于建筑物附近場地范圍較窄，長度有限且埋設(shè)較淺的出入戶管線的探查。

      主動源掃描搜索法：對深埋金屬管線主要采用水平磁偶極感應(yīng)法進行平行掃描搜索，即發(fā)射機與接收機之間保持適當距離（距離一般在最佳收發(fā)距范圍內(nèi)），兩者對準成一直線，同時向同一方向移動, 且保持接收機線圈與前進路線方向垂直。平行掃描亦采用網(wǎng)格狀布置測線。該法對深埋金屬管道及直埋電纜有較好的探測效果。

      半圓掃描搜索法：主動源掃描探測，只能探測到與測線垂直或近于垂直的管線，對斜交管線,采用此法則難于探測到異常。因此,為確認測區(qū)內(nèi)是否存在其它走向的管線，可采用半圓掃描法，即在場地區(qū)域布置多條測線，發(fā)射機位于測線位置上，考慮到發(fā)射機偶極子的場特征，以間隔2m為宜，逐點放置發(fā)射機；同時，接收機以發(fā)射機為圓心，最佳收發(fā)距為半徑，在測線一側(cè)作半圓掃描搜索。在掃描搜索的同時發(fā)射機原地隨接收機轉(zhuǎn)動，以確保發(fā)射機與接收機方向下方管線耦合最強。

      未知管線通過以上方法確定管線異常后，可按已知管線探查方法作進一步追蹤探查。由于未知管線異常往往無法確定其管線種類及規(guī)格，采用極大值法和比值法定位定深時，實際上測得的是等效中心位置和埋深，因此在有條件的情況下應(yīng)進行開挖驗證，條件不允許時應(yīng)予以說明。

五．探測實例

      1．工程概況

      為滿足鐵路運輸日益增長的需要,某市對穿越市區(qū)的既有鐵路線進行擴建改造，即在既有鐵路基礎(chǔ)上增加三條鐵路線。由于鐵路穿越市區(qū)，橫穿既有鐵路線及其附近存在大量管線，為避免工程施工損壞管線，施工前對既有鐵路及設(shè)計鐵路附近進行了管線探測。本場地探測范圍為既有鐵路線里程K14+000～+750一段,近南北走向，長750m，寬度180～240m不等，面積約157500m2。測區(qū)南部有一道路近東西向橫跨鐵路通過，其它區(qū)域主要為耕地或民房。由于原有鐵路路塹、路堤及道路影響，地形起伏較大，通視性較差。

      2．地下管線概況

      本工程甲方提供了部分燃氣資料及鐵路兩側(cè)的地下電纜資料，經(jīng)現(xiàn)場踏勘及調(diào)查訪問，了解到提供的資料只是示意性的，與實地誤差較大，燃氣管道埋設(shè)不規(guī)范，鐵路兩側(cè)電纜也由于后期改造或廢棄與現(xiàn)狀不符。

      從現(xiàn)場出露的管線附屬設(shè)施可知，南部道路管線比較密集，其余區(qū)域有零散分布。除燃氣管道（資料提供，無明顯點）外，道路范圍還埋設(shè)有給水、排水、通訊、電力、路燈及交警信號電纜等，主要分布在道路兩側(cè)慢車道和人行道上。此外，還分布有一些單位、居民自備管線。

      為提高探測工作效率，避免漏測主要管線，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查訪問的情況，進一步對給水、燃氣、電力、通訊等管線權(quán)屬單位以及當?shù)鼐用襁M行了的咨詢和相關(guān)資料收集。

      3．地下管線探查

      (1)已知管線的探查

      地下管線探查首先對提供資料、現(xiàn)場踏勘及調(diào)查訪問了解到的已知管線進行了探查。

      ① 金屬管道的探查

      測區(qū)內(nèi)金屬管道有給水、燃氣，材質(zhì)多為鑄鐵或鋼。對給水管線的探查，閥門井、消防井等明顯管線點較多，主要采用直接法施加信號探測，如迎春路北K14+688附近DN300給水鑄鐵管(即圖中JS8號線)、

K14＋700右50米（從既有線路小里程往大里程看）附近涵洞內(nèi)DN800鋼管（即圖中JS10號線）。對于管徑小于100mm給水管道，許多管段出露或有表箱、表井等，使用夾鉗直接夾在管上施加信號探測，如圖中公路橋下JS4號線。對缺少明顯點且管線單一、干擾小的給水管線采用感應(yīng)法探測，如K14＋733左33米附近DN600給水管道（見圖中JS12）。

      燃氣管道明顯點較少,在管線單一、無干擾或干擾小的情況下，探查主要采用感應(yīng)法施加信號探查，如圖2中K14+728處DN219燃氣管道（即RQ11號線）及既有鐵路線右側(cè)42m處DN108燃氣管（即RQ6號線）。然而，實際工作中往往遇到多條近距離平行敷設(shè)的燃氣管線，如迎春路北K14+689附近的兩條燃氣管（即RQ9、RQ10號線）及K14+470～＋485處地下橫穿鐵路的三條燃氣管（即圖2中RQ3、RQ4和RQ5號線），其中K14+470處一條DN325管線為某廠專用管線，其余均為燃氣公司管線且為同溝敷設(shè)。DN325燃氣管線，由于埋深較淺，且在橫穿鐵路時與其它兩管分離，因此，采用了感應(yīng)法及差異激發(fā)法施加信號即可有效分辨。燃氣公司管線通常為同溝敷設(shè)且距離較近，主要采用旁側(cè)感應(yīng)法施加信號探測。測深時由于兩管間距離太近，常常出現(xiàn)測深信號不對稱，主要利用管線外側(cè)干擾小的半支并結(jié)合同溝敷設(shè)的特點來確定管線的深度。由于該法定深誤差相對較大，在能開挖釬探的地段對部分管線點進行了開挖或釬探驗證，如RQ3－18和RQ4－14、RQ5－14等，滿足《規(guī)程》精度要求。K14+490右28米以西兩管埋深較大，達2.5m以上，只能接收到一個信號，為進一步確認該段管線，在RQ3－5、RQ4－5及RQ5－5處挖一橫斷面，然后在管頂上放置發(fā)射機施加信號探測，有效地區(qū)分了各管信號。

      ② 通訊、電力電纜的探查

      測區(qū)內(nèi)通訊電纜主要分布在迎春路及鐵路兩側(cè)，其中迎春路上通訊管線人孔井較多，埋設(shè)方式多為管埋、管塊，隱蔽管線點利用井中出露的電纜采用夾鉗法施加信號探查，如圖3中TX11、13及7號線等。該類管線由于管孔內(nèi)纜線較多且相互感應(yīng)耦合，定位定深為管線等效中心位置和等效中心埋深，因此通過井口位置校驗得到修正系數(shù)后對隱蔽管線點進行了必要的修正。對鐵路兩側(cè)的電纜，由于無出露點，無法查明電纜規(guī)格和條數(shù)，因此采用感應(yīng)法施加信號探查，定位定深為極大值位置和等效中心埋深，如圖3中2號線等。



      電力電纜以溝道埋設(shè)，直接開井或開蓋板量測，如圖3中3號線及5號線。此外測區(qū)內(nèi)存在少量電力及路燈電纜，主要利用線纜出地上桿、燈桿等出露點，使用夾鉗施加信號探測，如圖3中迎春路綠化隔離帶內(nèi)路燈電纜。

      ③ 非金屬管線的探查

      測區(qū)內(nèi)非金屬管線主要為預(yù)埋通訊管組（未穿電纜）、排水管及少量PVC管。測區(qū)內(nèi)預(yù)埋通訊空管位于K14＋680～＋730右48米附近地下通道內(nèi)（見圖3中TX6號線），采用了地質(zhì)雷達探測。在實施雷達探測前，為了解該區(qū)段介質(zhì)電磁波速，在井口進行了試驗，確定在此基礎(chǔ)上對其它未知管段進行了探查，圖4為TX6-10管線點的探測雷達圖像。測區(qū)內(nèi)排水管線主要分布在迎春路上鐵路橋兩側(cè)，通過開井量測調(diào)查確定；測區(qū)塑料管有迎春路隔離綠化帶（即K14＋697和K14＋720）內(nèi)的交警信號空管及DK110＋832～＋928左0－7米的DN50給水管，兩管埋深較淺，采用開挖確定。

      (2) 未知管線的盲測探查

      本區(qū)對未知金屬管線的探查主要采用感應(yīng)法進行網(wǎng)格狀掃描搜索，測線沿平行、垂直既有鐵路線兩方向布置，測線間距為20m。通過網(wǎng)格狀搜索法探查，除發(fā)現(xiàn)已探測查明的管線外，還發(fā)現(xiàn)有多個異常，平行既有鐵路線的異常有TX1、TX3和TX5管線異常，垂直既有鐵路線有RQ2和RQ7異常，即燃氣資料已標明但不知具體位置的DN273和DN325燃氣管線及一些不明管線BM2、BM3和BM5，此外，在K14+700迎春路快車道還發(fā)現(xiàn)一異常，通過了解該異常為直埋通訊電纜。圖5顯示了未知管線探查的部分成果。

      為確認測區(qū)內(nèi)是否存在其它走向的管線，采取了半圓掃描法，通過該法發(fā)現(xiàn)了K14+627處的管線異常，經(jīng)確認為燃氣公司DN630燃氣管道。

      對一些狹窄區(qū)域還采用被動源法掃描探測。通過探測，在臨近鐵路兩側(cè)的建筑物周圍探測到多處異常，且埋深淺、異常延續(xù)短，經(jīng)確認主要為小水管或其它廢棄管線，因不影響場地施工，因此未做進一步的探查定點。



六．結(jié)論

      從以上討論可知，通過場地管線探測能基本查明場地范圍內(nèi)存在的地下管線，從而避免盲目施工對地下管線的損壞。然而，由于地下管線的復(fù)雜性及電磁場特征的多解性，場地管線探測并不能完全準確地描述地下管線埋設(shè)的狀況，因此在場地施工前應(yīng)對重要的管線采取開挖的方法加以驗證，以保障探查成果的準確無誤，從而避免造成不必要的損失。