城市燃气管网探测及动态信息管理系统-

前　言

地下管网象一根根神经脉络贯穿整个城市，与城市经济和人民生活息息相关。因此，其管理倍受各级政府部门重视。然而，由于管网具有纵横交错；结构复杂；埋于地下具有不透明性；信息量及查询量大；保存期长；要求不间断地运行使用等特点，故仅靠图纸、图表等形式记录保存管网资料，并在此基础上进行的人工管理，已经不能适应规模日益扩大、经济社会活动日益加快的现代化城市发展的要求。用新的技术和方法管理地下管网信息代替落后的人工管理方式，已成为十分迫切的任务。

为查清已埋没的燃气管网，建立《城市燃气动态管理信息系统》，以便于今后调度、维护、施工、抢险等工作的顺利进行，需解决以下问题：

1．查清所有燃气节点坐标、埋深、管顶高程、材质、管径、壁厚、防腐形式、燃气节点于路中心水平距离、竣工日期、施工单位等信息。(注：节点指燃气管道上起点出口点、止点、水平与垂直夹角小于160度的转弯点、阀门、凝液缸、三通、四通、主支管连接点、与其它专业管线的交又点、法兰盲板、两种材质的交接点等。)

2．利用最新探测成果，结合竣工图纸资料，按照用户要求的格式，录入各种资料，建立燃气管网现状的数据库。

3．在现有数据库基础上，针对用户实际需要建立燃气管网动态信息管理系统。

一、燃气管网的基本特征

燃气管网的基本特征是：小区中央气站供应管道液化气，敷设中压市政干管，通过庭院管与用户连接。燃气管网一般都埋于地下1．5米以内，个别地区埋没较深。地下地质情况大都是表层人工填土，主要由沥青路面、水泥路面、碎石路基、黄褐色枯土组成。

埋于地下的市政管线，其类型可分为三种：
1．线性体：主要是电力电缆、通讯电线等；
2．金属管材：主要是洪水管、钢质燃气管等；
3．非金属管材：主要是污水管、雨水管、PVC燃气管等。

前二种其电性特征表现为良导圆柱体，它于周围覆盖层存在明显的电性差异，且表现为二维线性特征，常规的探测方法能较好的识别。而后一种类型外壳表现出高阻性质，探测这类高阻管，常规的方法难以识别。另外一些干扰源对管线的探测精度也有很大影响，这些干扰主要来自：水泥路面的钢筋网、路中及路边的铁栅栏、铁质的广告牌、人行道旁的架空电力线、管线间的相互干扰、正在施工的电器、地表人工填土中的铁质杂物及来往穿梭的汽车等。由此可见，在这样的复杂环境下进行管线探测，不但需要高性能的探测仪器，更需要有多种地球物理探测方法的相互结合。

二、使用的仪器设备及性能

1．探地雷达

探地雷达是一种非破坏性的反射波地面探测系统。波源为高频电磁脉冲，对地表和地下无破坏作用。可以在城市内各种噪声环境下工作，环境干扰较小，具有较满意的探测深度及精度。对金属及非金属管线都能得到很好的探测结果。

2．地下管线探测仪
地下管线探测仪是一种非破坏电磁波探测系统，有较好的抗干扰能力和一定的探测深度。现场可实时长距离追踪、定位，直观显示、轻便、灵活，效率较高。是野外施工最常用的仪器。针对野外管线的埋设情况，且两类探测方法：感应法、充电法。

3．智能型全站仪

智能型全站仪可以完成各种高精度测量作业、具有新型存储卡、倾斜角补偿功能、标准计算程序、电子数据传输等功能。

三、野外工作方法及原理

针对管线周围的地球物理特征，并综合考虑工作环境，应采取多种综合的地球物理探测方法。并须选择使用最佳信号源，以减少目标以外的干扰，提高精度。以下是方法与技术的具体应用。

1．金属管线的探测

对燃气市政管网和部分庭院管网，由于是钢质，导电性好，便于管线仪探测。在此类型管线探测中，用感应法或充电法。

(1)并排管线的区分

在实际探测工作中，经常能发现燃气管与其他市政管并排埋设，有的相距很近。现场无直接接触点时，采用感应扫描的方法，首先大致确定被测管的位置，然后再用感应零点法精确定位。野外实际探测方法是：将发射机放在目标管上，离开发射机10米处，沿与管线垂直的方向进行探测，接收机用零值档进行检测信号，此时目标管上的响应值最小趋于零，而邻近的非目标管上的响应值为最大。

(2)管道与电缆的区分

用主动源(电力或通讯电缆辐射的电磁波)和被动源(仪器发出的一定值的电碰波)区分管道和电缆。接收机上有P、R二档，P档检测电力电缆，R档检测通讯电缆，若有P或K的特征值响应说明有电力或通讯电缆存在。

(3)拐点

用接收机沿管线走向连续追踪探测时，在拐点处，信号响应会急剧减弱，此时记下信号下降的位置，将接收机灵敏度调高，以该点为圆心，2步为半径做圆状搜索，直到发现新的信号响应，来确定管线新的走向。

(4)变坡点

蹿线变坡点处，管线的深度值变化较大，接收机信号强弱变化也较大，此时，需加密观测点，增加或降低灵敏度，逐个测出埋深，确定管线的变坡点位置。

(5)交叉管线

用感应法或充电法。将发射机放置在一管的上方或将信号直接送入管线的露头上，相距一定的距离进行探测，同样的方法进行另一条管线的探测，确定其交叉点的位置和埋深。

(6)三通和四通

用感应法或充电法。沿管线走向垂直探测，当发现探测前方左侧或右侧有信号且影响直线探测时，记下干扰点的位置，作圆状搜索，直到发现另一峰值点，若和直线上的信号强弱一样，说明二管相通，此时，可判定该点就是三通或四通的接头处。由于两管间的相互干扰，其埋深的测定应离开三通或四通点1米处进行测定。

2．非金属管线的探测

对非金属燃气管的探测，我们利用探地雷达采用剖面方式进行工作。根据地下燃气管的大致走向布置测线，使