劉敏++胡臻榮++鄭慧華

摘要：常規(guī)的地下管道探測主要是電磁法，電磁法無法準確探測埋深較大的地下管道。通過地質地震映像法、磁梯度法等物探方法相結合，得出較深管道的準確埋深和位置。且在工程實踐中得到了滿意的效果，值得推廣。

關鍵詞：深部管道；地質地震映像；磁梯度法；精確探測

1、引言

隨著城市建設的快速發(fā)展，越來越多的地下管線錯綜復雜，管道埋設越來越深，特別是天然氣和石油管道，針對高危超深管道施工都是極其危險的。然而隨著天然氣的普及，越來越多的天然氣管道需要鋪設，且在現實中有許多預埋管道要與現狀的超深天然氣管道交叉穿越。于是現狀管道的精確位置和埋深現的尤為重要[1]。

目前常規(guī)的管道探測方法為電磁法，英國產雷迪公司的儀器較為突出。優(yōu)點是操作簡單，對于較淺的金屬管線探測效果明顯；缺點是抗干擾能力較差，對埋深大于5米的管道探測，誤差較大，只能大概定出管道位置和埋深。所以常規(guī)的電磁法不能滿足精度要求。通過地質地震映像、磁梯度法等物探方法綜合對比運用，發(fā)現能精確探測出深部管道的位置和埋深。此方法大大的降低了針對較深高危管道施工的風險，為以后管道施工提供了技術支撐。

2、地震映像法工作模式

地震映像法探測的基本原理是利用不同介質的不同波阻抗值可產生相異的彈性界面，當界面兩側的彈性波速度和波阻抗差達到一定程度時， 地質地震映像勘探就能夠取得不錯的探測效果 。在土地表層利用人工震源進行激震時，激震點附近的土層產生彈性震動，形成彈性波，在地下傳播的彈性波遇到不同彈性介質的分界面時（如地下金屬管道與周圍地層的分界面），會產生反射、折射和透射。根據地震波的傳播特性，分析研究其傳播規(guī)律，可以計算和確定地下目標體的位置。地震映像法的每一個記錄道都采用相等的偏移距，且用該偏移距接收的地震波具有較好的信噪比和分辨率。地震映像法勘探工作原理如圖1所示。簡化數學模型如圖2所示。

地震映像法計算公式： （其中： t為彈性波的雙程走時，單位：ms；Z為反射點距離地面的埋深，單位：m；X為地震儀的收發(fā)距，單位：m；V為介質中彈性波的波速，單位：m/ms。）

圖1中地震波形的正負峰分別以黑白色表示，這樣就可以清楚地分辨出同相軸，即可判斷出異常反射面，推測出地下異常體。

3、磁梯度法工作模式

孔中磁梯度探測可保證探測管道深度的可靠性，是一種精確的方法技術，也是一種有效的驗證手段。一般情況下，非開挖地下管線屬于強鐵磁性物質，在管線的周圍區(qū)域分布有較強的磁場，這就為運用磁梯度法探測地下管線提供了很好的物性前提。在實際探測過程中，先運用其它物探方法探測出地下管線的平面位置然后在其一側鉆孔，成孔后將空心塑料管放至孔中，而后將磁力梯度儀探頭放至管內，從鉆孔底部開始以一定的間隔依次往上測量各點的磁梯度值。通過計算分析磁梯度值的變化情況可以準確地推測出地下管線的埋深。

4、應用實例

目標管道是高壓天然氣管道（Φ810），位于杭州市。杭州天然氣公司告知管道大致位置和埋深，由于預埋管道要與該高壓天然氣管線交叉穿越，因此該天然氣管道與預埋管道交叉點位置和埋深需要精確探測。

4.1地質地震映像法探測結果

本次探測使用SWS多道地震儀，在垂直管道走向，布置長20米的測線1條，使用24道地震儀，道間距1米。地震映像法資料顯示在第11-13道處出現明顯的異常，同相軸呈弧形，推斷為管道反應，見下圖6。于是精確測定了高壓天然氣管道的平面位置。

4.2磁梯度法探測結果

在確定高壓天然氣管道的初步空間位置后，在精確探測點垂直管道方向0.5米處，采用負壓成孔法，在地面開一口徑7cm的小孔，磁梯度儀器放入孔中，根據磁梯度值的變化，精確測定管道的埋深。圖7中，在地下8.4米處磁梯度劇烈變化，確定為金屬管道。從而確定了管道的埋深。

5、結語

地質地震映像法能確定管道的平面位置，磁梯度法能確定管道的垂直埋深，于是得出了管道的平面位置和埋深，平面位置在地面用PVC管做好記號，管道頂部埋深為8.4米。為了驗證所測結果的準確性，在管道平面位置的正上方，開一口徑7cm的小孔，采用負壓成孔法，孔深達到8.35米時發(fā)現管道，繩子的一頭綁好吸鐵石放入孔中，當吸鐵石到孔底時吸住管道。從而精確的確定了管道的空間位置。

因此此方法探測地下管道，地面位置和埋深的誤差在10cm以內。傳統(tǒng)的電磁法探測地下管道對于埋深大于5米的管道探測結果誤差較大，不能為施工提供很好的服務。地質地震映像和磁梯度法相結合能解決施工中遇到的很多難題。

采用磁梯度法需要滿足的條件是管道為金屬。地質地震映像需要滿足的條件：①管頂埋深大于3米，埋深較淺，反射波容易被面波直達波掩蓋。②管道直徑大于600mm，管道直徑太小反射波不明顯。

參考文獻

[1]候征，王天意，宋洪偉.RD4000儀在地下管線探測中的應用[M].科技論壇，2013：64～65.endprint