地下管線電磁探測方法及誤差分析探討

姜遍地

【摘要】地下管線是城市發展的命脈，地下管線位置的定位和埋深對于城市建設和居民生活的穩定具有重要的意義。近幾年,我國各大城市日益重視地下管線的管理工作，對地下管線的探測研究不斷深入。在城市建設中，電磁探測方法在地下管線的探測方面具有比較高的應用價值，本文首先介紹了地下管線的種類和特點，繼而闡述了地下管線電磁探測方法，最后對電磁探測管線的誤差進行了分析。

【關鍵詞】地下管線；電磁探測；誤差；原理

中圖分類號：TU279文獻標識碼： A

在地理因素和歷史因素的綜合作用下，地下管線狀況不容樂觀，“老”、“密”、“亂”等現象嚴重。在建設過程中存在管線管理不科學以及管線探測方法選擇不當的情況，加重了誤判地下管線分布的情況。在建設施工中，出現誤判造成的后果是極其嚴重的，輕則會導致停水、停電，嚴重的還可能造成爆炸、火災等，影響居民的正常生活，給人民的生命和財產安全造成威脅，影響社會的穩定。

1 地下管線概述

社會的進步和經濟的飛速發展促進了通訊、電力、石油、天然氣事業的發展，隨著城市建筑和交通設施的興建和完善，地下管線的運用不斷擴大。地下管線的有效探測和管理對于經濟的發展至關重要。

1.1 地下管線的種類

地下管線主要可以分為兩大類，一是地下管道，包括積水、排水、燃氣、熱力和工業等五類；二是地下電纜，包括電力和通訊兩類。每類管線還可以根據其傳輸的物質和用途進行細分，比如電力還可以分為供電、路燈、電車等，熱力可以分為蒸汽和熱水。地下管線還可以按照管線材料的性質和存在的形式進行劃分，比如劃分為金屬地下管線和非金屬地下管線。

1.2 地下管線的特點

隨著經濟的發展和城市建設進程的加快，地下管線逐漸形成了縱橫交錯的管線網絡，并表現出很多特性，主要表現在以下幾個方面。

多元性。隨著城市的發展和社會需求的不斷增加，地下管線的功能和種類也不斷地增加和豐富。目前，常見的地下管線有給水排水、電力熱力、燃氣、電信和工業等種類。管線的功能和種類日漸細化和完善，表現出多元化的趨勢。

復雜性。不同種類的管線有不同的建設環境，不同管線的設計技術、施工過程、管線的埋設都有所不同。地下管線的狀態縱橫交錯，有的地段數量之多可達上百條，呈現出復雜的特點。

隱蔽性。在我國的地下管線敷設中以地下敷設為主，其隱蔽性主要表現在以下幾個方面：一是，地下管線具有不可見性，都是埋設在地下，管線的位置和深淺難以看到；二是，地下管線具有難以預測性，我國的管線探測技術具有局限性，再加上管線資料不完善，地下管線的信息和位置難以精確獲取。

系統性。在長期的社會發展和建筑建設工程中，地下管線之間形成了很多結點，管線之間逐漸形成了相互影響的現狀，一部分發生問題，就會對整個系統產生影響。

動態性。城市規模的逐漸擴大和生活水平不斷提高，使得管線的變更愈加頻繁，不斷地進行改建和新建，使得地下管線處于動態變化中。

2 地下管線電磁探測方法

地下管線分為金屬和非金屬地下管線，在探測中可以根據地下管線和周圍介質的物理性差異，采用相應的物探方法，探知出管線的分布情況。常用的有電法探測、磁法探測、震波法探測等，在實際運用中，運用范圍最廣、發展最成熟的為電磁探測方法。電磁探測的基本原理是：在金屬管線上施加交變電流，就能夠在金屬管線的周圍產生磁場，再利用探測儀接收磁場的分布和變化，從而達到探測地下管線的目的。電測探測可以分為被動源法和主動源法。

2.1 被動源法

被動源法不需要人工建立場源，也不需要使用發射機，只需要利用接收機就能夠接收到有用的信號。在實際運用中是一種比較簡便的探測方法，但缺點是不穩定，不能夠進行精確的定位，在實際探測中常用于盲探。被動源法根據信號來源的不同，還可以分為工頻法和VLF甚低頻法。

工頻法利用的是載流電纜所載的50Hz或60Hz及其諧波，以及利用工業游散電流。工頻法經常用于探測電纜和搜索地下金屬管線。VLF甚低頻法利用的是無線電信號，在地球上的任何一點都能夠收到至少一個VLF甚低頻電臺所發射的電磁信號，因此利用這種方法進行探測就十分便利。雖然這種方法簡便，成本較低，但是精度不高，容易受干擾。

2.2 主動源法

主動源法是指可以受人工控制的場源，在探測工作中通過發射機向被探測的管線發射一次場，能夠使管線激發產生感應電流，同時在管線周圍產生二次場。這種探測方法信號比較強，定位準確，探測精度高，缺點就是無法進行直接連接。主動源法根據地下管線施加電磁場的不同又可以分為直接連接法、夾鉗耦合法、感應法、示蹤探頭法和探地雷達法。

3 電磁法管線探測誤差分析

隨著城市建設的不斷發展，地下管線錯綜復雜，被測管線的信號往往會受到各種因素的干擾，影響對有用信號的接收。

3.1 同源干擾分析

同源干擾的產生原因就是發射機產生一次場信號的接收影響了接收機對二次場信號的接收，這些干擾性的信號僅僅是在對目標管線進行探測時才會發生，發射機一旦關閉，干擾信號也會消失。同源干擾的情況有管線彎曲、管線分支等，旁線干擾是同源干擾的主要表現。在實際操作中，施加信號方法的不同，電流的方面也不同，管線中干擾電流方向不同，產生的干擾方式也不同。所以在實際工作中，要注意管線中電流的方向。

3.2 噪聲干擾分析

在實際探測中會發現管線信號有時忽高忽低，難以準確捕捉。信號的不穩定就導致難以確定管線的準確位置，其中的原因有二，一是磁場信號比較弱；二是外界的干擾噪聲比較強。因此噪聲干擾會造成定位偏差，在實際情況中，探測人員可以很據實際情況選擇使用不同的管線探測模式，以此來減少噪聲干擾對管線定位的影響。

3.3 管線探測儀性能分析

管線測量儀本身刻度的準確性，對于測量結果的準確性具有極大的影響。在進行管線探測中，首先要保證磁場信號能夠產生準確的測量結果，然后要保證測量探測儀功能設計上的科學有效，使用數字信號處理技術進行信號處理，提高探測儀的性能。

4 總結

隨著城市建設進程的不斷加快，地下管線探測管理工作也日益復雜和系統，這就要求在實際探測中考慮各種具體的環境條件，選擇適當的探測方法，排除干擾因素，提高探測水平。

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