地下管線探測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用

河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：地下管線探測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用院（系部）地勘系專業(yè)名稱地球物理勘查技術(shù)年級(jí)班級(jí)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師 2012年月摘要本論文主要內(nèi)容是對(duì)利用頻率域電磁法，地下金屬管線探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的研究。使用直接充電法和感應(yīng)法探測(cè)地下管線（埋深、走向、對(duì)管線追蹤），在使用儀器探測(cè)時(shí)的工作方法介紹。如何提高信噪比，在野外工作時(shí)問(wèn)題的處理解決方法，要想使探測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，不但需要儀器的精確，還需要操作人員在野外能依靠經(jīng)驗(yàn)區(qū)分信號(hào)的可靠性，來(lái)解決等干擾帶來(lái)的問(wèn)題，根據(jù)環(huán)境條件選擇最佳的工作頻率，取得最好的探測(cè)效果。關(guān)鍵詞：頻率域電磁法、RD8000、地下金屬管線、直接充電法、感應(yīng)法。目錄第一章：引言 1第二章地下管線探測(cè)技術(shù)理論和研究 22.1地下管線探測(cè)的技術(shù)前提 22.2地下管線探測(cè)的技術(shù)特點(diǎn) 32.3地下管線探測(cè)技術(shù)方法 42.4地下管線探測(cè)的工作原則 6第三章用頻率域電磁法探測(cè)地下管線野外工作方法 73.1最佳工作頻率的選擇 73.2常用的工作方法 83.2.1直接充電法 83.2.2感應(yīng)法 93.2.3夾鉗法 9第四章金屬管線探測(cè)原理 104.1管線儀器介紹 104.2管線位置及埋深的確定 114.3管線中影響信號(hào)電流大小的因素 13結(jié)束語(yǔ) 14致謝 15參考文獻(xiàn) 16第一章：引言地下管線使城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，它擔(dān)負(fù)著傳輸信息輸出能量及排放廢液的工作。由于歷史原因，我國(guó)許多城市地下管網(wǎng)分布不清，檔案管理不夠規(guī)范，這給城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)的建設(shè)與改造以及管線的使用與維護(hù)帶來(lái)許多困難。因此，全面系統(tǒng)地勘察和測(cè)繪地下管網(wǎng)的分布，建立城市和廠礦企業(yè)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)城市的正常運(yùn)營(yíng)及改造擴(kuò)建都有十分重要的意義。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展和城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城市的人口、資源、環(huán)境所帶來(lái)的壓力日益嚴(yán)重，城市的空間資源日益短缺，這就需要現(xiàn)代化城市的規(guī)劃、建設(shè)和管理必須把城市的地上和地下空間作為一個(gè)整體來(lái)考慮，地下空間是一種極其寶貴的資源，不可再生，一旦無(wú)序開(kāi)發(fā)，就會(huì)產(chǎn)生不可挽回的損失。作為地下空間的主載體城市地下管線，是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是城市生存和發(fā)展的血脈，科學(xué)、準(zhǔn)確、完整的地下管線現(xiàn)狀信息是地下管線安全、高效的保障。為保證地下管線信息的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和現(xiàn)勢(shì)性，目前國(guó)內(nèi)通行的運(yùn)做模式是：通過(guò)城市地下管線普查，建立綜合地下管線數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行地下管線竣工測(cè)量更新綜合地下管線數(shù)據(jù)庫(kù)。由于地下管網(wǎng)種類繁多，再加上不同歷史時(shí)期又遺留下大量廢棄管線，這些復(fù)雜情況給地下管網(wǎng)的勘察和測(cè)繪帶來(lái)很大困難。因此地下管網(wǎng)調(diào)查不僅需要研制系統(tǒng)化的，能夠?qū)芫€進(jìn)行快速和有效跟蹤的儀器設(shè)備，而且也需要不斷研究和總結(jié)管網(wǎng)探測(cè)中的一些方法、技術(shù)，從而使地下管網(wǎng)探測(cè)這一地球物理勘探的新領(lǐng)域能得到迅速發(fā)展。第二章地下管線探測(cè)技術(shù)理論和研究地下管線可以被探測(cè)到是由于它與其周圍土壤介質(zhì)之間存在有明顯的物性差異。一切地下管線與其周圍介質(zhì)之間最明顯的物性差異就是其空間上的線性延續(xù)特征2.1地下管線探測(cè)的技術(shù)前提地下管線在空間上的線性延續(xù)特征是幾乎所有探測(cè)方法能夠區(qū)分地下管線和其它介質(zhì)的最基本的物性前提。也就是說(shuō)，我們只有在追蹤信號(hào)具有明確的線性延續(xù)特征時(shí)，才能說(shuō)它有可能是一個(gè)地下管線信號(hào)。不同的探測(cè)方法可以依據(jù)不同的物性差異方面對(duì)這個(gè)線性特征加以檢測(cè)。比如：地下金屬管道的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、介電常數(shù)等與大地土壤之間存在著較大的差異，于是我們可以應(yīng)用電磁法針對(duì)其線性特征進(jìn)行探測(cè)；地下管線的波阻抗與其周圍大地土壤之間存在著較大的差異，而且管線頂部一般具有弧形的空間形態(tài)，于是我們可以應(yīng)用電磁波的折射和反射原理來(lái)對(duì)其進(jìn)行探測(cè)。我們還可以利用地下非金屬管道的中空結(jié)構(gòu)，應(yīng)用電磁示蹤法對(duì)其進(jìn)行探測(cè)等等。物性差異是探測(cè)可以實(shí)現(xiàn)的前提，但是要獲得明顯的探測(cè)成果還取決于差異的強(qiáng)度與技術(shù)手段之間的適應(yīng)程度、以及人們對(duì)成果期望值的水平。在此前提下，無(wú)論采用充電法或感應(yīng)法，都會(huì)探測(cè)到地下管線所引起的異常。從原理上講，在感應(yīng)激發(fā)條件下，管線本身及導(dǎo)電介質(zhì)均會(huì)產(chǎn)生渦流。對(duì)于那些直徑與埋深可比擬的管道而言，在地表所引起的異常即決定管線本身所產(chǎn)生的渦流，也決定于大地-管線-大地這個(gè)回路中的電流以及管線所聚集的、存在于導(dǎo)電介質(zhì)中的感應(yīng)電流。2.2地下管線探測(cè)的技術(shù)特點(diǎn)1.地下管線賦存的環(huán)境復(fù)雜，地下管線屬隱蔽工程，管線探測(cè)的區(qū)域多數(shù)在城區(qū)的繁華街道或廠礦的復(fù)雜地段，地面、地下以及空中干擾較大，不利于常規(guī)物探方法的開(kāi)展。2.地下管線種類繁多，鋪設(shè)方式、管材和型號(hào)各異，由管線所形成的物理場(chǎng)的種類和變化較大，增加了管線探測(cè)的難度。3.地下管線探測(cè)要求儀器具有連續(xù)追蹤、快速定向、定點(diǎn)和定深的功能，同時(shí)要求能在現(xiàn)場(chǎng)作出準(zhǔn)確的判斷。4.儀器應(yīng)具有足夠的探測(cè)深度，有較高的分辨率和較強(qiáng)的抗干擾性能。地下管線探測(cè)技術(shù)一般具有經(jīng)濟(jì)性、局限性和模糊性等幾個(gè)特點(diǎn)。=1\*GB2⑴．經(jīng)濟(jì)性：經(jīng)濟(jì)性是一種探測(cè)技術(shù)能否得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)前提條件。它包括使用的經(jīng)濟(jì)性和購(gòu)置的經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面。從使用的經(jīng)濟(jì)性方面說(shuō)，它要求儀器既要靈敏精確，又要小巧輕便，有較高的使用效率。購(gòu)置的經(jīng)濟(jì)性是指儀器的價(jià)格適合當(dāng)時(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件。經(jīng)濟(jì)性是制約地下管線探測(cè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵性因素（例如地質(zhì)雷達(dá)）。=2\*GB2⑵．局限性：地下管線探測(cè)技術(shù)的局限性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)使得探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是不充分的，因此在探測(cè)技術(shù)方法的選擇上存在著一定的局限。二是任何探測(cè)方法都是有一定的適用條件的，具有其本身固有的局限性。三是探測(cè)結(jié)果往往是依據(jù)模糊的間接證據(jù)（探測(cè)信號(hào)）作出的，各種未知因素會(huì)對(duì)它造成干擾，依據(jù)它得出的結(jié)論往往有一定的局限性。四是探測(cè)者的知識(shí)水平和工作經(jīng)驗(yàn)往往會(huì)對(duì)結(jié)果造成一定的影響。在實(shí)際探測(cè)工作中，各種局限性相互交織在一起，共同對(duì)探測(cè)結(jié)果發(fā)揮作用。=3\*GB2⑶．模糊性：在實(shí)際的地下管線探測(cè)過(guò)程中，探測(cè)人員對(duì)其所處的工作環(huán)境中的電磁背景、地電條件、目標(biāo)及非目標(biāo)管線的狀況、以及它們之間的相互干擾關(guān)系等等是難以完全準(zhǔn)確判斷預(yù)知的，探測(cè)方法是有局限性的，探測(cè)信號(hào)作為一種間接證據(jù)對(duì)其作出的判斷是有主觀性的，因此，整個(gè)探測(cè)工作是在一種模糊的狀態(tài)下進(jìn)行的，探測(cè)結(jié)果也會(huì)因此帶有一定的模糊性。2.3地下管線探測(cè)技術(shù)方法常用的和較為有發(fā)展前景的探測(cè)方法包括電磁法、電磁波（地質(zhì)雷達(dá)）法、磁梯度法、釬探法、綜合分析法、聲波法、紅外輻射法、以及其它方法等等。其中，前五種是現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的最基本的探測(cè)方法，后兩種是我個(gè)人認(rèn)為今后可能會(huì)有一定的發(fā)展的探測(cè)方法。1．電磁法：簡(jiǎn)單地說(shuō)就是交變電磁場(chǎng)（一次場(chǎng)）可以在地下金屬管線上感應(yīng)產(chǎn)生次級(jí)交變電磁場(chǎng)（二次場(chǎng)），由于一次場(chǎng)在空氣中的傳播距離有限，而二次場(chǎng)則可以沿金屬管線傳播很遠(yuǎn)，所以我們可以在離開(kāi)一次場(chǎng)的地方通過(guò)測(cè)量二次場(chǎng)來(lái)確定地下管線的位置。當(dāng)然，我們也可以把交變電磁信號(hào)直接施加在地下金屬管線上進(jìn)行探測(cè)。電磁法應(yīng)用的是電磁感應(yīng)原理，主要適用于地下各種金屬管道及金屬電纜的探測(cè)，而其中的示蹤法則專們用來(lái)探測(cè)開(kāi)放式的地下非金屬管道。電磁法是目前最為主要的、應(yīng)用最為廣泛的、也是最為精確高效的地下金屬管線探測(cè)方法。電磁法是目前地下管線探測(cè)的最核心的技術(shù)方法。它探測(cè)結(jié)果精確、探測(cè)方法多種多樣，可以適用于絕大多數(shù)情況下的地下金屬管線探測(cè)，是在包括技術(shù)理論、儀器生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用等方面都最為成熟的地下管線探測(cè)技術(shù)。電磁法探測(cè)的技術(shù)核心在于地下管線信號(hào)（即二次場(chǎng)）的激發(fā)方式上。通過(guò)試驗(yàn)找到能夠清晰有效地激發(fā)出目標(biāo)信號(hào)的方法，是實(shí)際工作的重點(diǎn)。一般主要通過(guò)變換工作頻率與信號(hào)施加方法這兩者的組合來(lái)完成。2．電磁波（地質(zhì)雷達(dá)）法：將寬頻帶高頻短脈沖電磁波通過(guò)發(fā)射天線向地下發(fā)射，由于地下不同的介質(zhì)往往具有不同的物理特性（介電性、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性等等差異），其對(duì)電磁波具有不同的波阻抗，進(jìn)入地下的電磁波在穿過(guò)地下各地層或某一目標(biāo)體時(shí)，由于界面兩側(cè)的波阻抗不同，電磁波在介質(zhì)的界面上會(huì)發(fā)生反射和折射，反射回地面的電磁波脈沖，其傳播路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨著所通過(guò)介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化，因此，從接收到的雷達(dá)反射回波走時(shí)、幅度及波形資料可以推斷地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)地下管線應(yīng)用的是電磁波的反射和折射原理，適用于地下金屬和非金屬管道及電纜的探測(cè)。它不僅可以探測(cè)位置和埋深，甚至可以探測(cè)地下管線的規(guī)格。我個(gè)人認(rèn)為由于可以廣泛適用于地下金屬和非金屬管道的探測(cè)，地質(zhì)雷達(dá)法是目前最需要通過(guò)技術(shù)提升以適應(yīng)未來(lái)廣泛的地下非金屬管線探測(cè)的技術(shù)方法。3．磁梯度法：通過(guò)測(cè)量單位距離內(nèi)地磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，可以發(fā)現(xiàn)近地表的金屬物體。主要用于探測(cè)被掩埋的金屬井蓋，缺點(diǎn)是易磁性體干擾。4．釬探法：沿管道可能的走向上垂直布設(shè)釬探點(diǎn)，在各個(gè)釬探點(diǎn)上先用沖擊鉆鉆透堅(jiān)硬路面，再將鋼釬逐漸打下，直到超過(guò)管道可能的深度再換下一點(diǎn)重新開(kāi)始，一直到打到管道為止。釬探需要避開(kāi)地下電纜和其它地下重要設(shè)施，具有一定的危險(xiǎn)性和破壞性，要求具有釬探經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指揮操作。當(dāng)其它方法均不奏效時(shí)，釬探法往往是最后的選項(xiàng)。它也被事實(shí)證明是一種非常有效的探測(cè)方法，對(duì)解決難點(diǎn)幫助巨大。5．綜合分析法：搜集一切可以搜集的直接證據(jù)、間接證據(jù)以及相關(guān)參考，通過(guò)綜合的邏輯分析來(lái)判斷地下管線的真實(shí)情況，從而對(duì)地下管線精確定位。以供水管道為例，直接證據(jù)包括在明顯管線點(diǎn)上調(diào)查的閥門、消火栓、排氣閥、排污閥、預(yù)留口、減壓閥、檢修井、變徑、蓋堵、管徑、材質(zhì)、埋深、管道出露位置以及用戶情況等等。間接證據(jù)則包括各種管網(wǎng)資料圖、各種探測(cè)方法所提供的信號(hào)信息等等。相關(guān)參考則包括探測(cè)方法的基本原理及技術(shù)理論、管道施工及管網(wǎng)布設(shè)的一般規(guī)律及本地特殊規(guī)律、干擾因素的估判、個(gè)人探測(cè)經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)人士提供的管道信息等等。直接證據(jù)是最根本有效的探測(cè)依據(jù)，間接證據(jù)和相關(guān)參考都必須和直接證據(jù)存在邏輯關(guān)系才能成為探測(cè)依據(jù)。綜合分析法是地下管線探測(cè)中最根本最普遍的技術(shù)方法，它始終貫穿于各種探測(cè)方法之中，是探測(cè)得以實(shí)現(xiàn)的根本原因。6．聲波法：由于聲音在大地土壤中的傳播與沿地下管道傳播存在著差異，如果使一定頻率和強(qiáng)度的聲波沿管道傳播，通過(guò)儀器在地面尋找并接收這個(gè)聲波，就可以推斷出地下管道的位置和走向。它應(yīng)用的是波的傳播原理，可以用于探測(cè)那些對(duì)測(cè)深精度要求不高的、或者深度數(shù)據(jù)可以通過(guò)調(diào)查彌補(bǔ)的金屬及非金屬管道。這一方法目前還有待于進(jìn)一步的研究和開(kāi)發(fā)。7．紅外輻射法：在有些地區(qū)、或者在某個(gè)季節(jié)里，地下供水管道中水的溫度較其周圍土壤偏低，使得我們有可能通過(guò)熱輻射檢測(cè)來(lái)確定地下管道的平面位置以及發(fā)現(xiàn)漏水。應(yīng)用的是熱交換原理。它可以用于探測(cè)那些對(duì)測(cè)深精度要求不高的某些金屬及非金屬管道，具有一定的發(fā)展前景。8．其它可選方法：其它可選的物理探測(cè)方法還有：電阻率法、充電法、磁場(chǎng)強(qiáng)度法、淺層地震勘測(cè)法、面波法等等。這些也都具有良好的應(yīng)用開(kāi)發(fā)前景。也許，將來(lái)還會(huì)有一些前所未知的新技術(shù)、新方法也逐漸進(jìn)入人們的視野，為我們提供更多的選擇。2.4地下管線探測(cè)的工作原則工作原則是由技術(shù)特點(diǎn)所決定的。進(jìn)行地下管線探測(cè)，應(yīng)該遵循以下四項(xiàng)基本原則：1、

從已知到未知，從未知到已知；2、

從簡(jiǎn)單到復(fù)雜；3、

優(yōu)先選擇簡(jiǎn)單、快速、有效的方法；4、

通過(guò)方法試驗(yàn)及信息綜合來(lái)解決探測(cè)疑難點(diǎn)。從已知到未知，從未知到已知：由于探測(cè)信號(hào)為我們提供的是地下管線位置的間接證據(jù)，它需要和直接證據(jù)發(fā)生明確的因果關(guān)系才能夠作為判斷的依據(jù)來(lái)使用，這就需要我們從已知出發(fā)、根據(jù)已知和未知的關(guān)系對(duì)未知做出判斷。而當(dāng)我們得到一個(gè)探測(cè)信號(hào)的時(shí)候，也需要追索到已知來(lái)判斷它所代表的具體情況。從簡(jiǎn)單到復(fù)雜：從復(fù)雜開(kāi)始的探測(cè)往往交織著技術(shù)本身固有的局限性和模糊性以及探測(cè)信號(hào)的復(fù)雜性，常常會(huì)使探測(cè)變得了無(wú)頭緒。而從簡(jiǎn)單開(kāi)始的探測(cè)則降低了模糊性和復(fù)雜性的干擾，使推理判斷變得簡(jiǎn)單易行，同時(shí)也提高了判斷的準(zhǔn)確性。隨著探測(cè)由簡(jiǎn)單向復(fù)雜的深入，復(fù)雜的問(wèn)題也就迎刃而解了。優(yōu)先選擇簡(jiǎn)單、快速、有效的方法：這是由技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)所決定的。因?yàn)椴痪邆浣?jīng)濟(jì)性的工作是無(wú)法長(zhǎng)久持續(xù)下去的。通過(guò)方法試驗(yàn)及信息綜合來(lái)解決探測(cè)疑難點(diǎn)：這是由技術(shù)的局限性和模糊性特點(diǎn)所決定的。由于地下管線探測(cè)方法往往都或多或少帶有局限性，探測(cè)的過(guò)程又帶有一定的模糊性，而探測(cè)疑難點(diǎn)往往或者具有信息復(fù)雜的特點(diǎn)、或者具有信息缺失的特點(diǎn)，多種情況的交織往往使得我們無(wú)法直接準(zhǔn)確判斷應(yīng)該采用那種方法最為有效。在這種情況下，進(jìn)行各種各樣的現(xiàn)場(chǎng)方法試驗(yàn)和信息綜合就成了我們無(wú)奈之下的理想選擇。實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)證明，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)方法試驗(yàn)和信息綜合方法解決疑難點(diǎn)的原則是行之有效的。第三章用頻率域電磁法探測(cè)地下管線野外工作方法在外業(yè)操作采取數(shù)據(jù)應(yīng)注意工作頻率的選擇，根據(jù)管線特征選取適合的方法。應(yīng)注意的問(wèn)題和提高數(shù)據(jù)的精度可靠度。3.1最佳工作頻率的選擇應(yīng)用電磁法進(jìn)行管線探測(cè)時(shí)，其應(yīng)用效果取決于管線的具體情況及環(huán)境條件。為取得最好的探測(cè)效果，對(duì)每個(gè)工區(qū)都應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)后選擇最佳工作頻率。目前，常用的管線探測(cè)儀的頻率范圍一般從數(shù)百赫茲至80KHz以上頻率選擇原則如下：一.1KHz以下：有利于長(zhǎng)距離追蹤及對(duì)大直徑與埋深管道的探測(cè)。二.10KHz：10KHz左右的頻率使目前國(guó)內(nèi)各類儀器采用較多大的頻率。可以用于感應(yīng)法，對(duì)50Hz有一定抗干擾能力。在應(yīng)用感應(yīng)法時(shí)，在小直徑管線上較難產(chǎn)生較大的訊號(hào)電流。三.30KHz：30KHz左右的頻率比較容易將訊號(hào)感應(yīng)到大部分管線上，是一種較常用的頻率。但追蹤距離較采用低頻時(shí)小，其探測(cè)深度也較小。四.80KHz以上：該頻率較容易感應(yīng)耦合到鄰近平行管線，探測(cè)距離小，在管線復(fù)雜地區(qū)的應(yīng)用受到限制。在干燥地區(qū)，可采用感應(yīng)法探測(cè)小直徑電纜及短距離電纜，在地下水位較高的低阻地區(qū)，其應(yīng)用效果較差。3.2常用的工作方法幾種常用的建立電磁場(chǎng)的方法，及其特點(diǎn)和使用情況。3.2.1直接充電法地下金屬管線一般都有出露在地表的部分，直接充電法是將低頻交流電源的一端接到這些出露點(diǎn)上如（消防栓、自來(lái)水表井、管道節(jié)門、水龍頭等），另一端接在離開(kāi)管線較遠(yuǎn)的地面上，或接在同一個(gè)管線的另一個(gè)出露點(diǎn)上，如圖1-1、1-2所示。此時(shí)被充電的地下管線相當(dāng)于一個(gè)大電極，眼金屬管線便有傳導(dǎo)電流通過(guò)，在其周圍將產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)。直接充電法就是觀測(cè)這種磁場(chǎng)來(lái)達(dá)到探測(cè)地下管線的目的。圖（1-1）圖（1-2）直接充電法工作方法簡(jiǎn)便，效果好，是目前追索地下金屬管線最為有效的方法之一，但必須有管線出露點(diǎn)。3.2.2感應(yīng)法用磁偶極源在地面上建立一個(gè)交變電磁場(chǎng)，如圖1-3、1-4所示。地下金屬管線在一次場(chǎng)的作用下，便會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流在管線中流動(dòng)，產(chǎn)生二次磁場(chǎng)。在地面上探測(cè)二次電磁異常，便可以確定地下管線的空間分布。圖（1-3）圖（1-4）3.2.3夾鉗法夾鉗法使利用夾鉗內(nèi)的環(huán)形磁芯，把管線夾在中間，信號(hào)發(fā)生器輸出的交流信號(hào)流過(guò)磁芯的初級(jí)，繞組使磁環(huán)形成磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)就能有效地耦合到管線上，這樣在管線中就產(chǎn)生了感應(yīng)電流如圖1-5、1-6所示。圖（1-5）圖（1-6）這種方法通常用于不允許中斷運(yùn)行的電力電纜或通訊電纜，對(duì)多條電纜進(jìn)行逐條分辨時(shí)，該方法有明顯的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于非金屬管道，由于導(dǎo)電性極差，不能用通常的方法來(lái)探測(cè)，我們會(huì)用示蹤法來(lái)探測(cè)，由于該方法不常用在這里就不多做介紹。第四章金屬管線探測(cè)原理4.1管線儀器介紹RD8000是英國(guó)雷迪RADIODETECTION公司生產(chǎn)的一種儀器；它由一個(gè)發(fā)射裝置和一個(gè)接受裝置組成。因?yàn)镽D8000是雷迪公司管線儀中功能最多，應(yīng)用新技術(shù)，新方法最多的產(chǎn)品，知道了它的工作原理，其它產(chǎn)品可以舉一反三。RD8000PDL和PXL地下管線探測(cè)儀很好地繼承了RD4000PDL和PXL管道和電纜定位儀這一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，地下管線探測(cè)儀RD8000在速度、精度和可靠性方面做了改進(jìn)，1）基于人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)：輕:1.87kg-28%、耗電低2D-cells、防水IP55、美觀的曲線外型設(shè)計(jì)、清楚的顯示屏。2）用戶設(shè)置：可選50/60Hz、可選公制/英制、可選語(yǔ)言、可選頻率和功能設(shè)置、關(guān)機(jī)時(shí)，保存所有設(shè)置。3)用戶特點(diǎn):Centros?中央處理器、Compass羅盤、峰值箭頭、TruDepth?真實(shí)深度、StrikeAlert?穿透報(bào)警、定制頻率、電力模式下深度顯示。4）電力/無(wú)線電：24種主動(dòng)頻率-ELF,CPS,440,560,570,577,LF680,760,800,8K,9.8K,33K,65K,83K,131K,200K；CDpairs;220,256,280,285,320,340,380,400。3種探棒頻率-512,8K,33K5）發(fā)射機(jī)：Tx-1,Tx-3，Tx-10，采用統(tǒng)一平臺(tái)，1,3，10瓦，6）結(jié)構(gòu)：重量：2.8kg、8節(jié)D-cell電池盒、附件盒(地鉗、直連線、接地線)、插拔式附件(使用雷迪所有附件)、12V汽車充電器/電源充電器/絕緣、觸摸防水鍵盤、高對(duì)比度LCD顯示頻、環(huán)境光線觸發(fā)背景燈4.2管線位置及埋深的確定4.2.1峰值法定位由于地下管線所產(chǎn)生色電磁場(chǎng)的水平分量在其正上方為最大。所以，我們可以通過(guò)測(cè)量其水平分量并根據(jù)其極大值來(lái)確定管線的位置。同樣，由于地下管線所產(chǎn)生的地磁場(chǎng)的垂直分量在其正上方為最小，所以我們可以通過(guò)其垂直分量并根據(jù)其極小值來(lái)確定管線的位置。基本的電磁定律：通電導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng)（右手法則）如圖1-7所示圖（1-7）當(dāng)水平線圈軸線與通電導(dǎo)線垂直且處于通電導(dǎo)線正上方時(shí)，水平線圈信號(hào)最強(qiáng)。如圖1-8所示。圖（1-8）a)保持接收機(jī)天線與管線的方向垂直，橫過(guò)管線移動(dòng)接收機(jī)。確定響應(yīng)最大的點(diǎn)。b)不要移動(dòng)接收機(jī)，原地轉(zhuǎn)動(dòng)接收機(jī)，當(dāng)響應(yīng)最大時(shí)停下來(lái)。c)保持接收機(jī)垂直地面，在管線上方左右移動(dòng)接收機(jī)，在響應(yīng)最大的地方停下來(lái)。d)把天線貼近地面，重復(fù)（b）。e)重復(fù)（c）。f)標(biāo)志管線的位置和方向。4.2.2管線深度測(cè)量當(dāng)在管線上方找到極大值后，沿管線走向垂直方向左右移動(dòng)，并保持接受線圈與地面垂直，儀器的讀數(shù)顯示較極大值減小30%時(shí)，其間的水平距離即為地下管線的埋深，如圖1-9所示。圖（1-9）70﹪法測(cè)量深度：這個(gè)方法在磁場(chǎng)變形嚴(yán)重，旁側(cè)管線影響比較大時(shí)使用。深度直接測(cè)量：RD8000支持探頭深度數(shù)據(jù)的直接顯示。地面探測(cè)定點(diǎn)采用十字交叉的方法。4.3管線中影響信號(hào)電流大小的因素管線中信號(hào)電流大小的意義：，管線中的電流大小對(duì)探測(cè)的影響最大。大的電流可以提高儀器的信噪比，增加儀器的探測(cè)深度。直連法時(shí)信號(hào)施加回路阻抗越小越好。具體就是R*及R**越小越好。4.3.1影響管線中信號(hào)電流增大的因素及措施直連法可以采用的具體措施：1)給接地棒澆水，這樣可以大幅度降低R*。2)紅色導(dǎo)聯(lián)線連接管道處，應(yīng)該仔細(xì)打磨，保證接觸良好，對(duì)于通信光纜和對(duì)地絕緣良好的其它線纜，不要使用低頻，盡量使用高頻，靠導(dǎo)線與大地之間的等效電容降低R**，為信號(hào)提供一個(gè)回路。3)如果有條件，對(duì)絕緣良好的導(dǎo)線進(jìn)行末段接地。4)增加發(fā)射機(jī)輸出功率夾鉗法時(shí)信號(hào)回路電阻越小越好。最好夾鉗兩側(cè)管線都有直接接地點(diǎn)，如果要用夾鉗法施加信號(hào)的管線對(duì)地絕緣，那么或者把夾鉗兩側(cè)的管線在遠(yuǎn)端連起來(lái)，或者使用高頻，靠管線對(duì)地等效電容構(gòu)成信號(hào)回路。夾鉗法增加管線電流的方法：增加發(fā)射機(jī)輸出功率、用高的感應(yīng)頻率、對(duì)高阻管線進(jìn)行兩端接地。感應(yīng)法增加管線電流的方法：（注意方向）增加發(fā)射機(jī)輸出功率、用高的感應(yīng)頻率、對(duì)高阻管線進(jìn)行兩端接地、發(fā)射機(jī)盡量靠近要激發(fā)的目標(biāo)管線。4.3.2接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的方向性發(fā)射機(jī)的方向性：（感應(yīng)法）當(dāng)管線方向與發(fā)射機(jī)發(fā)射線圈軸線平行時(shí)，發(fā)射機(jī)無(wú)法給此管線施加感應(yīng)信號(hào)，當(dāng)發(fā)射機(jī)線圈軸線與待測(cè)管線垂直相交時(shí)，發(fā)射機(jī)無(wú)法給此管線施加感應(yīng)信號(hào)，當(dāng)發(fā)射機(jī)線圈軸線與待測(cè)管線垂直并且不相交時(shí)，發(fā)射機(jī)給管線上施加的感應(yīng)電流最大。發(fā)射機(jī)方向性的利用：抑制非目標(biāo)管線的感應(yīng)干擾、抑制架空線路的感應(yīng)干擾。接收機(jī)的方向性：當(dāng)接收機(jī)線圈軸線與管線垂直時(shí)，接收機(jī)才能具備對(duì)此管線的最大靈敏度。管線方向探測(cè)：原地轉(zhuǎn)動(dòng)接收機(jī)，當(dāng)接收機(jī)峰值響應(yīng)最大時(shí)，接收機(jī)刃面垂直方向即為管線方向。4.3.3