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地下管网探测之非开挖管线探测的方法
非开挖技术通常是指在地表无须挖槽或以最小开挖量的条件下进行各种地下管线的铺设、更换或修复的一种施工新技术。由于非开挖管线施工工艺绝大部分工作面在地下,与地面连接少,几乎对交通没有影响,对环境、噪声的影响也都比较少,被广泛地应用在地下管线施工建设中。
根据非开挖技术的施工特点,非开挖技术主要应用于新建管线穿越道路、铁路、河流以及地表受保护的区域,以减少因地下管线施工对地表建构筑物造成的影响及损坏。非开挖施工的管线一般为非金属管线,且具有埋设较深、管线水平走向及埋深变化灵活等特点,常规的探测方法无法对其进行准确地定位、定深。因此,非开挖施工管线的探测目前已成为探测的难点,对于此类管线一般采用探地雷达法、陀螺仪定位法、导向仪探测法、穿线法( 示踪探测法) 等补充探测手段。根据各种探测方法所需的仪器设备成本及工作效率,通过北京同创达勘测有限公司实施的项目案例重点分析导向仪探测法、穿线法在非开挖施工管线探测中的应用。
导向仪探测
现场采用导向仪进行探测,探测示意图如图8所示,包含接收机与传感器,并配备穿管设备,导向仪的传感器就是一个小型发射源,利用穿管设备将传感器送至管道内,再用接收器接收跟踪传感器在地面的位置及深度,从而查明管道的走向和埋深。采用导向仪对管线进行探测前,需要对导向仪进行校准,一般情况下,平均每 5m进行一次定位、定深,以反映管线的位置及深度,导向仪探测数据如表4所示。
穿线法( 示踪探测法)
现场已采用导向仪对管线进行了探测,为了对探测数据进行核查,同时为了验证穿线法探测的数据精度,对同一通信管线采用穿线法进行了二次探测,探测位置与导向仪探测为同一管线点。
一般的示踪探测法需要地下管线探测仪配备示踪仪,并配备穿管器,将能发射电磁信号的探棒(示踪探头) 送入管道内,使用探测仪接收机在地面接收探棒信号,以完成管线的定位、定深。
通过导向仪的探测数据分析,目标管线埋深差异很大,已经超出了探棒的探测范围,使用探棒无法完成对管线的探测。因此,针对此类管线,我们在管线探测工作中,研究了一种利用示踪线进行管线探测的方法(穿线法) 。
穿线法探测时,需要使用地下管线探测仪、穿管器以及导电性好的电线,将探测仪发射机工作模式调整为直连法,将发射机产生的交变电流,一个输出端与电线一端连接,另一端与接地电极连接。通过穿管器将导电电线送入管道内,使电线另一端穿过管道,从管道另一端露出,现场有条件时,可将电线另一端接地,穿线法探测数据如表5所示。
(4) 两种探测方法结果
对比现场采用了两种探测方法对目标管线进行了探测,两种探测方法均能有效地对目标管线进行定位、定深,经过现场量距记录,参照《城市地下管线探测技术规程》中规定,隐蔽管线点的平面位置探查中误差和埋深探查中误差分别不应大于 0.05h和0.075h,其中h为管线中心埋深,单位为毫米,当h<1000mm时以1000mm代入计算,且以2倍中误差作为极限误差,两种探测方法数据差值如表 6所示,测深图如图9所示。
通过计算,发现采用穿线法探测的深度均比导向仪探测的深,而且深度差值与管线深度没有关系,我们可以把这种差值认为是穿线法测深的误差。经过对比,两种方法对管线隐蔽点的定位、定深误差均小于技术规程中规定的误差,探测精度满足技术规程要求。
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