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零值法在城市地下管线探测中的运用
2022-03-09 10:01:10    浏览次数:
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作者:邓小军
 
地下管线探测作业组长都知道,管线定位的方法主要有峰值法和零值法两种。在实际工作中,峰值法使用的比较多,零值法却很少有人用到。下面我将结合2021年12月份在盐城项目帮助新探测组长解决问题的实践,谈一谈零值法在地下管线探测中的妙用。
 
在使用零值法探测地下管线之前,我们先来了解一下金属管线探测仪的探测原理。
 
大家都知道,管线探测仪主要由发射机和接收机两部分组成,发射机的作用是发射一个特定频率的电流信号,接收机是检测这个特定频率的磁场信号。接收机内置有上、中、下三个检测磁场信号的线圈,其中上、下两个线圈水平放置,用来检测地下管线磁场的水平分量,中间这个线圈垂直放置,用来检测地下管线磁场的垂直分量。在管线正上方,水平线圈接收到的水平磁通分量最大,在接收机屏幕上显示信号最大;垂直线圈接收到的垂直磁通分量最小,在接收机屏幕上显示信号最小。根据这个原理,采用峰值模式探测,采集到的信号如同山峰一样,这就叫峰值法,而采用零值模式探测,采集到的信号如同山谷一样,这就叫零值法。通过检测磁场的水平分量或垂直分量来确定管道的位置,这就是管线探测仪的探测原理。这两种信号检测方式在实际探测过程中可以灵活选择,以达到一个比较好的探测效果。
 
 
    
接收机内置线圈结构图                                         磁场的水平分量和垂直分量图
 
用过雷迪仪器探测管线的组长都知道,雷迪仪器的零值法探测有一个很直观的探测指示箭头。在探测过程中,它能给作业者指明管线的方位,作业者可以根据箭头的指向来快速找到管道的大致位置。对于管线探测初学者,这种方法入门快,调试好设备几分钟就能学会定位管线。
零值法探测示意图
 
从上图我们可以看出,采用零值法探测时,当探测者位于管线左侧时,仪器会出现一个向右的指示箭头;当探测者位于管线右侧时,仪器会出现一个向左的指示箭头;探测者在管线正上方时,左右箭头指示同时出现。探测者可以根据左右箭头的同时出现来确定管线的位置。理论上双箭头同时出现时,接收机停止的位置就是地下管线在地面上的投影位置。但在实践中,接收机不在管道正上方而是偏离管线真正位置20-30cm时,双箭头指示也会同时出现。可见用这种方法来定位,误差是很大的。原因是:单垂直线圈滤波效果差,信噪比低,极易受到旁侧干扰的影响。它的优点是:可以用来快速地追踪管道走向,管线信号比较弱时也能追踪管线,显示管线的位置比较直观。
 
下面就以盐城项目的实际来谈一谈这种方法的巧用。
 
去年12月上旬,根据事业部的工作安排,我来到盐城项目指导两个新组施工,帮助他们解决探测中遇到的实际问题。
 
有一天下午我去了(盐靖高速与青年路高架)之间的世纪大道,在那里碰到了探测组长张凡,他正在探测一条管径500mm的给水管道。我在旁边观察了半个多小时,见他没有任何的工作进展,我就拿起设备,开始了峰值模式的各种探测方法。什么旁侧感应法、压线法、45度倾角法、横向扫描法,穷尽我毕生所学,仍然一无所获,最后也没能找出那条给水管道的位置。我看这样不行,于是向张凡详细询问附近都有哪些管线及它们的大致位置,同时也了解到这条给水管距离目前位置400-500米的地方分别有阀门井和过河处。在得到这些信息后,大脑里就有了一个基本探测方案:准备采用零值模式,从两端的已知点处开始探测。
 
 
我们骑着电动车先来到东边的管道过河处,他将发射机设置好,然后放置在给水管上;我拿着接收机,设置零值法检测模式,在距离发射机10米的地方开始向前探测。在我向前追踪信号的过程中,他提着发射机以贴近地面的方式跟着我的探测足迹向前走。
 
这样做有两个好处:一是追踪时不会轻易丢失管道信号;二是始终保持一定的收发距探测,无需根据距离发射机的远近来调节接收机的增益,以保证接收机能够一直接收到来自管道的电磁场信号。
 
往前追踪探测一定距离(一般50米)后两个人同时停下来,再将接收机换成峰值模式,采用5线法来定位、定深定点。在地面做好标记,用手机记录下该管线点的各种数据并画图,然后再往前继续追踪探测,不到半小时,就探测到原来工作的停滞处。
 
采用这种方法从另外一端阀门井处开始探测,很快就把剩余的管道追踪探测完。第二天使用零值法检测模式,一个多小时就帮他解决了路北一条800mm的给水问题,这个问题他自己处理了几次都没有很好地解决。
 
解决不了的关键缘由我分析有以下几点:1、管道埋设太深(3-4米),采用峰值法探测,信号最强部分范围太宽,在手摆动的幅度范围内压根看不出明显的最大值,无法根据最大值来确定管道位置;2、发射机放置的位置距离接收机太远,管道上的磁场信号不足以传导到地面而被接收机检测到;3、在追踪的过程中,发射机已渐渐偏离管道或距离管道太远,发射机激发的磁场无法感应到管道上或者感应到管道上信号很微弱,造成管道上的电流很小,产生的磁场也不足以传导到地面而被接收机检测到。最终的结果就是探测不出来。
 
管线探测的方法很多,我们要不停地学习和总结,一味地、机械地使用一种或几种方法,无法解决管线探测中碰到的各种疑难问题。善于学习和总结的组长技术进步快,能力也很强,收入自然就高;那些不爱学习,不愿进步的组长技术自然停步不前,遇到问题常常需要别人帮助解决,干了很久还在原地踏步,差别自然显现。
 

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