城市地下管线的探测方法

城市地下管线探测按探测任务可分为市政共用管探测、厂区或住宅小区管线探测、施工场地管线探测和专用管线探测四类。本节仅介绍与非开挖地下管线施工有关的施工场地管线探测。非开挖地下管线施工场地管线探测是在非开控施工前进行的。其主要任务是查明施工场地有无已铺设的地下管线(包括给排水、燃气、热力、工业等各种管道以及电力和电信电缆),如有,则查明地下管线的平面位置、走向、埋深(或高程)、规格、性质、材质等,并编绘地下管线图;除此以外,还应查明每条管线的铺设年代和产权单位,其目的是为了保护已有地下管线,防止施工时造成对管线的破坏。因此,其探测范围应包括整个施工区域和可能受施工影响威胁地下管线安全的区域。 一、施工场地管线探测的一般性要求 1.地下管线探测的基本程序和要求 地下管线探测工作宜遵循下列基本程序:接受任务、搜集资料、现场踏勘、方法试验、编制技术设计、实地调查、仪器探查、建立测量控制、管线点连测、地下管线图编绘、报告书编写和成果验收。探测单一管线或工作量较少时,上述工作程序可以简化。 地下管线现场探测前,必须全面搜集和整理测区范围内已有的地下管线资料和有关测绘资料,宜包括下列内容:①已有的各种地下管线图;②各种管线的设计图、施工图、竣工图及技术说明资料;③相应比例尺的地形图;④测区及其邻近测量控制点的坐标和高程。现场踏勘的主要任务是:①核查搜集的资料,评价资料的可信度和可利用程度;②察看工区的地面建筑、地貌、交通和地下管线分布出露情况、地球物理条件及各种可能的干扰因素;③核查测区内测量控制点的位置。 施工场地管线图探测基本地形图的比例尺一般为l:200~l:1000 . 2.地下管线探测精度要求 施工场地地下管线探测可采用本地的建筑坐标系统,但应与当地城市坐标系统建立换算 关系。城市地下管线探测的精度应符合以下规定: (1)隐蔽勘探点的探查精度分为三个等级,如表1—2,表中限差值按两倍中误差计。 注: (1)h为地下管线的中心埋深,以cm计。 (2)当h小于等于70cm时,埋深限差占dI用h=70cm代人计算。 (3)如果对探查精度有特殊要求,可根据工程需要确定。 (2)测量管线点(管线点是为了探查和测绘地下管线而设置的测点)的解析坐标中误差 (指测点相对于邻近解析控制点)不得超过±5cm;高程中误差(指测点相对于邻近高程控制 点)不得超过±2cm。 (3)探测管线点的解析坐标中误差(指实际管线点相对于邻近解析控制点)不得超过 表1—3中的规定;高程中误差(指实际管线高程点相对于邻近高程控制点)不得超过0.5。 (4)地下管线图上测量点位中误差不得超过±0.5mm;地下管线图上探测点位中误差不 得超过±(O.5+0625/M)m,,式中M为测图比例尺的分母。 3.地下管线探测的取舍标准 地下管线探测的取舍标准应根据各城市的具体情况、管线的疏密程度和委托方的要求确 定。市政共用管线探测宜按表l一4取舍。 二、施工场地管线的探查 探查的任务是在现场查清各种地下管线的铺设情况、在地面上的投影位置及深度,并在地面设置管线点标志,以便测量管线点的坐标和高程,或进行地下管线图的测绘。地下管线测量工作的任务是建立测量控制,进行管线点连测,测得管线的坐标和高程,或进行地下管线图的测绘。因此,探查和测绘是地下管线探测的两个相互紧密衔接的不同阶段,在实施时可以分工,紧密配合。 (一)管线点的设置 管线点分为明显管线点和隐蔽管线点。明显管线点是指能用简单技术手段直接定位和量取有关数据的地下管线或其附属设施上所设置的测点,如窨井、消火栓、人孔及其他地下管线出露点,明显管线点可以通过实地调查和量测即可。隐蔽管线点必须用仪器进行探查并对管线进行定位和定深。 1.管线点设置的基本要求 (1)管线点宜设置在管线的特征点(包括交叉点、分叉点、转折点、起止点以及管线上的附属设施中心点等)或其地面投影位置上。 (2)在没有特征点的管线线段上,探测施工场地各类管线时,宜每5~10m设一个管线点。 (3)管线点的编号和标志,宜采用管线代号、管线编号和管线点顺序号三部分组成的符号表示。例如,Js2一14表示给水管道,第2号管道,第14号管线点。各类管线代号见表1—5。 2.地面管线点标志的设置要求 (1)管线点均应设置地面标志。应根据标志需要保留的时间长短和地面的实际情况确定选择地面标志(预制水泥桩、刻石i木桩、铁钉、油漆等)。 (2)标志面宜与地面取平,当高于或低于地面时,应测量其高出或低于地面的数值,并在探查记录表中注记。 (3)标志埋置后应在点位附近用颜色漆注出编号,标注位置宜选择在明显且能较长时间保留的地方。 (4)当管线点的实地位置不易寻找时,应在探查记录表中注记其与附近固定地物之间的距离和方位,实地栓点,并绘制位置示意图。 (二)实地调查 实地调查的任务是在明显管线点上对所出露的地下管线及其附属设施作详细调查、记录和测量,查清每一条管线的情况,填写管线调查表。明显管线点实地调查的要求如下: (1)宜邀请熟知本地区地下管线的人员参加。 (2)应查明管线性质和类型,其中燃气和工业管道应分出压力大小类别,电力电缆应分出低压、高压或超高压。 (3)地下管线的埋深用m表示,测量误差不得超过±5cm地下管线的埋深可分为内底埋深、外顶埋深和外底埋深(如图1—3)。测量何种埋深应根据地下管线的性质和委托方的要求确定: ①地下沟道或自流的地下管道应量测其内底埋深,有压力的地下管道应测量其外顶埋深; ②直埋电缆和管块应测量其外顶埋深,管沟应测量其内底埋深; ③地下隧道或顶管工程施工场地的地下管线探测应测量外底深度。 (4)在窨井(检查井、闸门井、仪表井、人孔和手孔等)上设置明显管线点,管线的位置应设在井盖的中心。当地下管线的中心的地面投影偏离管线点0.2m以上时,要测量偏距及其方位。偏距单位用m表示。 (5)应测量地下管道及埋设电缆的管沟的断面尺寸。圆形断面应测量其内径;矩型断面应测量其内壁的宽和高,单位用mm表示。 (6)应查明地下管道的材质。 (7)应查明埋设于地下管沟或管块中的电缆的根数和孔数。 (8)应查明管线点上地下管线的各种建、构筑物、附属设施或管件。 (9)工区内缺乏明显管线点或在已有明显管线点上尚不能查明实地调查中所必须查明的项目时,应开挖地下管线进 行实地调查和量测。 (三)隐蔽地下管线探查的物探方法 目前,隐蔽地下管线的探查方法主要有物探法和全球卫星定位系统(GPS)。GPS是一种精确确定管线位置的重要技术,已在一定范围内得到应用,该方法能准确地确定标志的经度、纬度和高度数据,精度可达到1in(1in=2.54cm)以下。 地下管线探查的物探方法较多,应根据任务要求、探查对象、当地地球物理条件和实际情况,并通过试验来进行选择。物探方法探查韵准确性、精 度决定于管线及其周围土或其他介质的特性。采用物探方法探查地下管线必须具备的条件: ①被探查的地下管线与其周围土或其他介质之间有明显的物性差异; ②被探查的地下管线所产生的异常场有足够的强度,能从干扰背景中清楚地分辨出其异常; ③探查精度要求在表1—2的范围之内。在探杏地下人防巷道时宜采用电磁波法,也可采用浅层地震勘探法、面波法或电阻率法,当操作人员能进入巷道时,宜采用示踪电磁法。电磁感应法探查钢筋混凝土地坪下的管线时,接收机应离地面一定高度,以克服钢筋网的干扰。对于金属和非金属地下管线的探查一般有多种方法可供选择。表1—6列出了探查地下管线物探方法的种类。 1.物探探查法应遵循的原则 (1)从已知到未知。 (2)从简单到复杂。 (3)对于某工地区如果有多种物探方法可供选择,则应选择效果好、轻便、快速、安全 和成本低的方法。 (4)在管线分布复杂的工区,为了提高对管线的分辨率,经常需采用综合物探方法。 2.金属管道和电缆的探查方法选择 金属管道和电缆的探查方法应根据管线的类型、材质、管径、埋深、出露情况、接地条 件及干扰等进行选择。 (1)金属管道宜采用电磁感应法。当存在相邻管线干扰,并有出露点时,宜采用直 接法。 (2)接头为高电阻体的金属管道,宜采用频率较高的电磁感应法或夹钳法。 (3)管径(相对埋深)较大的金属管道,宜采用电磁感应法,也可采用磁法、电磁波法或 地震波法。 (4)相对埋深(相对管径)较大的金属管道,宜采用功率(或磁矩)大、频率低的电磁感 应法。 (5)电力电缆宜采用被动源功法,辅以主动源功法。当电缆有出露时,宜采用夹钳法。 (6)电信电缆和照明电缆宜采用主动源电磁法,有条件时可施加断续发射信号。 3.非金属管道的探查方法选择 非金属管道的探查是一个技术难题,目前我国一些单位采用电磁波法(即地质雷 达)获得了成功,这种方法对于金属和非金属管道都是有效的,但仪器价格较昂贵。 (1)有出入口的非金属管道宜采用示踪电磁法(详细技术见第三章)。 (2)对于钢筋混凝土管道可采用电磁感应法,当其埋深不太大时,也可采用磁偶极感应法。 (3)管径较大的非金属管道,并具备接地条件时,可采用直流电阻率法。 (4)热力管道或高温输油管道宜采用主动源电磁法或红外辐射法。 4.物探法探查仪器的技术要求 不同的物探方法都有与其相适应的专用仪器,它们一般都是根据电磁感应原理设计制造 的。专用地下管线仪应满足以下技术要求: (1)适应性好的专用地下管线仪应有功能多、工作频率合适、平面定位精度高、确定地 下管线埋深的精度高、探测深度和测距大、能在恶劣环境下工作和良好的显示性能等方面的特点。 (2)非磁性感应类专用地下管线仪(如地质雷达、浅层地震仪、磁力仪、红外热辐射仪 等)应符合相应物探技术标准的要求。 (3)新的地下管线仪经过大修或长期停用后,在投入正式探查前必须按说明书的要求对 仪器作安全全面检查和校正。每天开工前和收工时应检查仪器的电池电压,不符合要求时应及时更换。 (4)仪器使用、运输和保管过程中,应注意防水、防潮、防爆晒、防剧烈震动。