專題文章
零值法在城市地下管線探測(cè)中的運(yùn)用
地下管線探測(cè)作業(yè)組長(zhǎng)都知道,管線定位的方法主要有峰值法和零值法兩種。在實(shí)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(xiàng)目做技術(shù)支持幫助新探測(cè)組長(zhǎng)解決問(wèn)題的實(shí)踐,談一談零值法在地下管線探測(cè)中的妙用。
在使用零值法探測(cè)地下管線之前,我們先來(lái)了解一下金屬管線探測(cè)儀的探測(cè)原理。
大家都知道,管線探測(cè)儀主要由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩部分組成,發(fā)射機(jī)的作用是發(fā)射一個(gè)特定頻率的電流信號(hào),接收機(jī)是檢測(cè)這個(gè)特定頻率的磁場(chǎng)信號(hào)。接收機(jī)內(nèi)置有上、中、下三個(gè)檢測(cè)磁場(chǎng)信號(hào)的線圈,其中上、下兩個(gè)線圈水平放置,用來(lái)檢測(cè)地下管線磁場(chǎng)的水平分量,中間這個(gè)線圈垂直放置,用來(lái)檢測(cè)地下管線磁場(chǎng)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(jī)屏幕上顯示信號(hào)最大;垂直線圈接收到的垂直磁通分量最小,在接收機(jī)屏幕上顯示信號(hào)最小。
根據(jù)這個(gè)原理,采用峰值模式探測(cè),采集到的信號(hào)如同山峰一樣,這就叫峰值法,而采用零值模式探測(cè),采集到的信號(hào)如同山谷一樣,這就叫零值法。通過(guò)檢測(cè)磁場(chǎng)的水平分量或垂直分量來(lái)確定管道的位置,這就是管線探測(cè)儀的探測(cè)原理。這兩種信號(hào)檢測(cè)方式在實(shí)際探測(cè)過(guò)程中可以靈活選擇,以達(dá)到一個(gè)比較好的探測(cè)效果。
磁場(chǎng)的水平分量和垂直分量圖
用過(guò)雷迪儀器探測(cè)管線的組長(zhǎng)都知道,雷迪儀器的零值法探測(cè)有一個(gè)很直觀的探測(cè)指示箭頭。在探測(cè)過(guò)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(lái)快速找到管道的大致位置。對(duì)于管線探測(cè)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(huì)定位管線。
從上圖我們可以看出,采用零值法探測(cè)時(shí),當(dāng)探測(cè)者位于管線左側(cè)時(shí),儀器會(huì)出現(xiàn)一個(gè)向右的指示箭頭;當(dāng)探測(cè)者位于管線右側(cè)時(shí),儀器會(huì)出現(xiàn)一個(gè)向左的指示箭頭;探測(cè)者在管線正上方時(shí),左右箭頭指示同時(shí)出現(xiàn)。探測(cè)者可以根據(jù)左右箭頭的同時(shí)出現(xiàn)來(lái)確定管線的位置。理論上雙箭頭同時(shí)出現(xiàn)時(shí),接收機(jī)停止的位置就是地下管線在地面上的投影位置。
但在實(shí)踐中,接收機(jī)不在管道正上方而是偏離管線真正位置20-30cm時(shí),雙箭頭指示也會(huì)同時(shí)出現(xiàn)??梢?jiàn)用這種方法來(lái)定位,誤差是很大的。原因是:?jiǎn)未怪本€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(diǎn)是:可以用來(lái)快速的追蹤管道走向,管線信號(hào)比較弱時(shí)也能追蹤管線,顯示管線的位置比較直觀。
下面就以鹽城項(xiàng)目的實(shí)際來(lái)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(cè)組長(zhǎng)張凡,他正在探測(cè)一條管徑500mm的給水管道。我在旁邊觀察了半個(gè)多小時(shí),見(jiàn)他沒(méi)有任何的工作進(jìn)展。然后拿過(guò)設(shè)備,開(kāi)始了峰值模式的各種探測(cè)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(wú)所獲,最后也沒(méi)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(wèn)附近都有那些管線及他們的大致位置,同時(shí)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(guò)河處。在得到這些信息后,大腦里就有了一個(gè)基本探測(cè)方案:準(zhǔn)備采用零值模式,從兩端的已知點(diǎn)處開(kāi)始探測(cè)。我們騎著電動(dòng)車先來(lái)到東邊的管道過(guò)河處,他將發(fā)射機(jī)設(shè)置好,然后放置在給水管上;我拿著接收機(jī),設(shè)置零值法檢測(cè)模式,在距離發(fā)射機(jī)10米的地方開(kāi)始向前探測(cè)。在我向前追蹤信號(hào)的過(guò)程中,他提著發(fā)射機(jī)以貼近地面的方式跟著我的探測(cè)足跡向前走。
這樣做有兩個(gè)好處:一是追蹤時(shí)不會(huì)輕易丟失管道信號(hào);二是始終保持一定的收發(fā)距探測(cè),無(wú)需根據(jù)距離發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)近來(lái)調(diào)節(jié)接收機(jī)的增益,以保證接收機(jī)能夠一直接收到來(lái)自管道的電磁場(chǎng)信號(hào)。往前追蹤探測(cè)一定距離(一般50米)后兩個(gè)人同時(shí)停下來(lái),再將接收機(jī)換成峰值模式,采用5線法來(lái)定位、定深定點(diǎn)。在地面做好標(biāo)記,用手機(jī)記錄下該管線點(diǎn)的各種數(shù)據(jù)并畫(huà)圖,然后再往前繼續(xù)追蹤探測(cè),不到半小時(shí),就探測(cè)到原來(lái)工作的停滯處。采用這種方法從另外一端閥門井處開(kāi)始探測(cè),很快就把剩余的管道追蹤探測(cè)完。
第二天使用零值法檢測(cè)模式,1個(gè)多小時(shí)幫他解決了路北一條800mm的給水問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題他自己處理了幾次都沒(méi)有很好的解決。
解決不了的關(guān)鍵緣由我分析有以下幾點(diǎn):
1、管道埋設(shè)太深(3-4米),采用峰值法探測(cè),信號(hào)最強(qiáng)部分范圍太寬,在手?jǐn)[動(dòng)的幅度范圍內(nèi)壓根看不出明顯的最大值,無(wú)法根據(jù)最大值來(lái)確定管道位置;
2、發(fā)射機(jī)放置的位置距離接收機(jī)太遠(yuǎn),管道上的磁場(chǎng)信號(hào)不足以傳導(dǎo)地面而被接收機(jī)檢測(cè)到;
3、在追蹤的過(guò)程中,發(fā)射機(jī)已漸漸偏離管道或距離管道太遠(yuǎn),發(fā)射機(jī)激發(fā)的磁場(chǎng)無(wú)法感應(yīng)到管道上或者感應(yīng)到管道上信號(hào)很微弱,造成管道上的電流很小,產(chǎn)生的磁場(chǎng)也不足以傳導(dǎo)到地面而被接收機(jī)檢測(cè)到。最終的結(jié)果就是探測(cè)不出來(lái)。
管線探測(cè)的方法很多,我們要在實(shí)踐中不停的學(xué)習(xí)和總結(jié),以解決管線探測(cè)中碰到的各種疑難問(wèn)題。
在使用零值法探測(cè)地下管線之前,我們先來(lái)了解一下金屬管線探測(cè)儀的探測(cè)原理。
大家都知道,管線探測(cè)儀主要由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩部分組成,發(fā)射機(jī)的作用是發(fā)射一個(gè)特定頻率的電流信號(hào),接收機(jī)是檢測(cè)這個(gè)特定頻率的磁場(chǎng)信號(hào)。接收機(jī)內(nèi)置有上、中、下三個(gè)檢測(cè)磁場(chǎng)信號(hào)的線圈,其中上、下兩個(gè)線圈水平放置,用來(lái)檢測(cè)地下管線磁場(chǎng)的水平分量,中間這個(gè)線圈垂直放置,用來(lái)檢測(cè)地下管線磁場(chǎng)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(jī)屏幕上顯示信號(hào)最大;垂直線圈接收到的垂直磁通分量最小,在接收機(jī)屏幕上顯示信號(hào)最小。
根據(jù)這個(gè)原理,采用峰值模式探測(cè),采集到的信號(hào)如同山峰一樣,這就叫峰值法,而采用零值模式探測(cè),采集到的信號(hào)如同山谷一樣,這就叫零值法。通過(guò)檢測(cè)磁場(chǎng)的水平分量或垂直分量來(lái)確定管道的位置,這就是管線探測(cè)儀的探測(cè)原理。這兩種信號(hào)檢測(cè)方式在實(shí)際探測(cè)過(guò)程中可以靈活選擇,以達(dá)到一個(gè)比較好的探測(cè)效果。
接收機(jī)內(nèi)置線圈結(jié)構(gòu)圖
磁場(chǎng)的水平分量和垂直分量圖
用過(guò)雷迪儀器探測(cè)管線的組長(zhǎng)都知道,雷迪儀器的零值法探測(cè)有一個(gè)很直觀的探測(cè)指示箭頭。在探測(cè)過(guò)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(lái)快速找到管道的大致位置。對(duì)于管線探測(cè)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(huì)定位管線。
零值法探測(cè)示意圖
從上圖我們可以看出,采用零值法探測(cè)時(shí),當(dāng)探測(cè)者位于管線左側(cè)時(shí),儀器會(huì)出現(xiàn)一個(gè)向右的指示箭頭;當(dāng)探測(cè)者位于管線右側(cè)時(shí),儀器會(huì)出現(xiàn)一個(gè)向左的指示箭頭;探測(cè)者在管線正上方時(shí),左右箭頭指示同時(shí)出現(xiàn)。探測(cè)者可以根據(jù)左右箭頭的同時(shí)出現(xiàn)來(lái)確定管線的位置。理論上雙箭頭同時(shí)出現(xiàn)時(shí),接收機(jī)停止的位置就是地下管線在地面上的投影位置。
但在實(shí)踐中,接收機(jī)不在管道正上方而是偏離管線真正位置20-30cm時(shí),雙箭頭指示也會(huì)同時(shí)出現(xiàn)??梢?jiàn)用這種方法來(lái)定位,誤差是很大的。原因是:?jiǎn)未怪本€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(diǎn)是:可以用來(lái)快速的追蹤管道走向,管線信號(hào)比較弱時(shí)也能追蹤管線,顯示管線的位置比較直觀。
下面就以鹽城項(xiàng)目的實(shí)際來(lái)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(cè)組長(zhǎng)張凡,他正在探測(cè)一條管徑500mm的給水管道。我在旁邊觀察了半個(gè)多小時(shí),見(jiàn)他沒(méi)有任何的工作進(jìn)展。然后拿過(guò)設(shè)備,開(kāi)始了峰值模式的各種探測(cè)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(wú)所獲,最后也沒(méi)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(wèn)附近都有那些管線及他們的大致位置,同時(shí)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(guò)河處。在得到這些信息后,大腦里就有了一個(gè)基本探測(cè)方案:準(zhǔn)備采用零值模式,從兩端的已知點(diǎn)處開(kāi)始探測(cè)。我們騎著電動(dòng)車先來(lái)到東邊的管道過(guò)河處,他將發(fā)射機(jī)設(shè)置好,然后放置在給水管上;我拿著接收機(jī),設(shè)置零值法檢測(cè)模式,在距離發(fā)射機(jī)10米的地方開(kāi)始向前探測(cè)。在我向前追蹤信號(hào)的過(guò)程中,他提著發(fā)射機(jī)以貼近地面的方式跟著我的探測(cè)足跡向前走。
這樣做有兩個(gè)好處:一是追蹤時(shí)不會(huì)輕易丟失管道信號(hào);二是始終保持一定的收發(fā)距探測(cè),無(wú)需根據(jù)距離發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)近來(lái)調(diào)節(jié)接收機(jī)的增益,以保證接收機(jī)能夠一直接收到來(lái)自管道的電磁場(chǎng)信號(hào)。往前追蹤探測(cè)一定距離(一般50米)后兩個(gè)人同時(shí)停下來(lái),再將接收機(jī)換成峰值模式,采用5線法來(lái)定位、定深定點(diǎn)。在地面做好標(biāo)記,用手機(jī)記錄下該管線點(diǎn)的各種數(shù)據(jù)并畫(huà)圖,然后再往前繼續(xù)追蹤探測(cè),不到半小時(shí),就探測(cè)到原來(lái)工作的停滯處。采用這種方法從另外一端閥門井處開(kāi)始探測(cè),很快就把剩余的管道追蹤探測(cè)完。
第二天使用零值法檢測(cè)模式,1個(gè)多小時(shí)幫他解決了路北一條800mm的給水問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題他自己處理了幾次都沒(méi)有很好的解決。
解決不了的關(guān)鍵緣由我分析有以下幾點(diǎn):
1、管道埋設(shè)太深(3-4米),采用峰值法探測(cè),信號(hào)最強(qiáng)部分范圍太寬,在手?jǐn)[動(dòng)的幅度范圍內(nèi)壓根看不出明顯的最大值,無(wú)法根據(jù)最大值來(lái)確定管道位置;
2、發(fā)射機(jī)放置的位置距離接收機(jī)太遠(yuǎn),管道上的磁場(chǎng)信號(hào)不足以傳導(dǎo)地面而被接收機(jī)檢測(cè)到;
3、在追蹤的過(guò)程中,發(fā)射機(jī)已漸漸偏離管道或距離管道太遠(yuǎn),發(fā)射機(jī)激發(fā)的磁場(chǎng)無(wú)法感應(yīng)到管道上或者感應(yīng)到管道上信號(hào)很微弱,造成管道上的電流很小,產(chǎn)生的磁場(chǎng)也不足以傳導(dǎo)到地面而被接收機(jī)檢測(cè)到。最終的結(jié)果就是探測(cè)不出來(lái)。
管線探測(cè)的方法很多,我們要在實(shí)踐中不停的學(xué)習(xí)和總結(jié),以解決管線探測(cè)中碰到的各種疑難問(wèn)題。
作者:鄧小軍