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零值法在城市地下管線探測中的運用
2024-07-22 10:53:01    瀏覽次數(shù):
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地下管線探測作業(yè)組長都知道,管線定位的方法主要有峰值法和零值法兩種。在實際工作中,峰值法使用的比較多,零值法卻很少有人用到。下面我將結(jié)合在鹽城項目做技術(shù)支持幫助新探測組長解決問題的實踐,談一談零值法在地下管線探測中的妙用。

在使用零值法探測地下管線之前,我們先來了解一下金屬管線探測儀的探測原理。

大家都知道,管線探測儀主要由發(fā)射機和接收機兩部分組成,發(fā)射機的作用是發(fā)射一個特定頻率的電流信號,接收機是檢測這個特定頻率的磁場信號。接收機內(nèi)置有上、中、下三個檢測磁場信號的線圈,其中上、下兩個線圈水平放置,用來檢測地下管線磁場的水平分量,中間這個線圈垂直放置,用來檢測地下管線磁場的垂直分量。

在管線正上方,水平線圈接收到的水平磁通分量最大,在接收機屏幕上顯示信號最大;垂直線圈接收到的垂直磁通分量最小,在接收機屏幕上顯示信號最小。

根據(jù)這個原理,采用峰值模式探測,采集到的信號如同山峰一樣,這就叫峰值法,而采用零值模式探測,采集到的信號如同山谷一樣,這就叫零值法。通過檢測磁場的水平分量或垂直分量來確定管道的位置,這就是管線探測儀的探測原理。這兩種信號檢測方式在實際探測過程中可以靈活選擇,以達(dá)到一個比較好的探測效果。

接收機內(nèi)置線圈結(jié)構(gòu)圖
 

磁場的水平分量和垂直分量圖

用過雷迪儀器探測管線的組長都知道,雷迪儀器的零值法探測有一個很直觀的探測指示箭頭。在探測過程中,它能給作業(yè)者指明管線的方位,作業(yè)者可以根據(jù)箭頭的指向來快速找到管道的大致位置。對于管線探測初學(xué)者,這種方法入門快,調(diào)試好設(shè)備幾分鐘就能學(xué)會定位管線。
 
零值法探測示意圖

從上圖我們可以看出,采用零值法探測時,當(dāng)探測者位于管線左側(cè)時,儀器會出現(xiàn)一個向右的指示箭頭;當(dāng)探測者位于管線右側(cè)時,儀器會出現(xiàn)一個向左的指示箭頭;探測者在管線正上方時,左右箭頭指示同時出現(xiàn)。探測者可以根據(jù)左右箭頭的同時出現(xiàn)來確定管線的位置。理論上雙箭頭同時出現(xiàn)時,接收機停止的位置就是地下管線在地面上的投影位置。

但在實踐中,接收機不在管道正上方而是偏離管線真正位置20-30cm時,雙箭頭指示也會同時出現(xiàn)??梢娪眠@種方法來定位,誤差是很大的。原因是:單垂直線圈濾波效果差,信噪比低,極易受到旁側(cè)干擾的影響。

它的優(yōu)點是:可以用來快速的追蹤管道走向,管線信號比較弱時也能追蹤管線,顯示管線的位置比較直觀。

下面就以鹽城項目的實際來談一談這種方法的巧用。

在鹽城市鹽靖高速與青年路高架之間的世紀(jì)大道,在那里碰到了探測組長張凡,他正在探測一條管徑500mm的給水管道。我在旁邊觀察了半個多小時,見他沒有任何的工作進展。然后拿過設(shè)備,開始了峰值模式的各種探測方法。什么旁側(cè)感應(yīng)法、壓線法、45度傾角法、橫向掃描法。窮盡我畢生所學(xué),仍然一無所獲,最后也沒能找出那條給水管道的位置。

我看這樣不行,于是向他詳細(xì)詢問附近都有那些管線及他們的大致位置,同時也了解到這條給水管距離目前位置400-500米的地方分別有閥門井和過河處。在得到這些信息后,大腦里就有了一個基本探測方案:準(zhǔn)備采用零值模式,從兩端的已知點處開始探測。我們騎著電動車先來到東邊的管道過河處,他將發(fā)射機設(shè)置好,然后放置在給水管上;我拿著接收機,設(shè)置零值法檢測模式,在距離發(fā)射機10米的地方開始向前探測。在我向前追蹤信號的過程中,他提著發(fā)射機以貼近地面的方式跟著我的探測足跡向前走。

這樣做有兩個好處:一是追蹤時不會輕易丟失管道信號;二是始終保持一定的收發(fā)距探測,無需根據(jù)距離發(fā)射機的遠(yuǎn)近來調(diào)節(jié)接收機的增益,以保證接收機能夠一直接收到來自管道的電磁場信號。往前追蹤探測一定距離(一般50米)后兩個人同時停下來,再將接收機換成峰值模式,采用5線法來定位、定深定點。在地面做好標(biāo)記,用手機記錄下該管線點的各種數(shù)據(jù)并畫圖,然后再往前繼續(xù)追蹤探測,不到半小時,就探測到原來工作的停滯處。采用這種方法從另外一端閥門井處開始探測,很快就把剩余的管道追蹤探測完。

第二天使用零值法檢測模式,1個多小時幫他解決了路北一條800mm的給水問題,這個問題他自己處理了幾次都沒有很好的解決。

解決不了的關(guān)鍵緣由我分析有以下幾點:

1、管道埋設(shè)太深(3-4米),采用峰值法探測,信號最強部分范圍太寬,在手?jǐn)[動的幅度范圍內(nèi)壓根看不出明顯的最大值,無法根據(jù)最大值來確定管道位置;
2、發(fā)射機放置的位置距離接收機太遠(yuǎn),管道上的磁場信號不足以傳導(dǎo)地面而被接收機檢測到;
3、在追蹤的過程中,發(fā)射機已漸漸偏離管道或距離管道太遠(yuǎn),發(fā)射機激發(fā)的磁場無法感應(yīng)到管道上或者感應(yīng)到管道上信號很微弱,造成管道上的電流很小,產(chǎn)生的磁場也不足以傳導(dǎo)到地面而被接收機檢測到。最終的結(jié)果就是探測不出來。

管線探測的方法很多,我們要在實踐中不停的學(xué)習(xí)和總結(jié),以解決管線探測中碰到的各種疑難問題。

作者:鄧小軍

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