地下非金属管线探测方法分析

　　0　引言

　　地下管线是城市基础设施的重要组成部分,也是城市赖以生存和发展的生命线.随着科学技术的发展,城市地下管线的材质也在不断发生着变化,过去大量使用金属管线,而现在给水、排水、燃气、热力、工业、油气等各种管网中,塑料(聚乙烯PE管、聚氯乙烯PVC管等)、陶瓷、混凝土等非金属管线的应用日益普及.由于这些非金属管线具有抗污染性强、重量轻、造价低、不易腐蚀、易于埋设和维修等优点,目前已经越来越多的用来代替金属管线.地下金属管线的探测技术已趋于成熟,但目前非金属管线的探测仍是一个技术难题,因为非金属管线不导电也不导磁,基本绝缘,常用的金属管线探测器无法对其探测,这对于确定地下非金属管线的位置和埋深,避免施工开挖造成破坏,以及管理和维护管网安全等带来了很大困难.如何快速、准确、方便地探查非金属管线,成为亟待解决的问题.

　　1　地下非金属管线的探测方法

　　1.1　探地雷达

　　探地雷达(Ground Penetrating Radar),又名地质雷达,是利用超高频电磁波探测地下介质分布的一种物探仪器.它通过发射高频电磁脉冲波,利用地下介质与管线存在明显的物性差异(主要是电导率和介电常数差异),脉冲在界面上产生反射和绕射回波,根据接收回波的传送时间、幅度与波形资料来判断管线的深度、位置和估算管线直径.探地雷达探测非金属管线具有快速、高效、非破坏性等特点,是目前PVC、PE、混凝土等非金属管线探测的首选工具.但是它也有局限性,它的探测深度与分辨率是相互制约的,频率越高,探测深度越浅,分辨率越高;反之频率越低,探测深度越深,分辨率也相应下降.它的探测效果与地质条件也密切相关,当管线周围介质对电磁波的耗散性弱并且管线的电磁特性与其环境相比反差大时,探测效果好而且数据处理相对简单,反之则表现不出较好的性能,甚至完全不适用.另外探地雷达回波信号包含各种杂波噪声,对回波信号进行滤波去噪,有助于提高探测精度,在雷达回波信号处理时可以应用神经网络、复信号分析技术、小波变换等方法来压制噪声,提高图像质量.

　　1.2　非金属管线探测仪

　　非金属管线探测仪主要由震荡器(发射机)、震动器、接收机、探头、放大器、耳机等部分组成,一般适用于内部体为液态,带压力的非金属管道.其工作原理(如图1)是声波原理,利用声音在管道及其内部液体的传播特性来探测管道位置.基本使用方法是:震荡器(发射机)发出一定频率的声波信号,该信号通过与管线相连接的震动器传输到管线上,并沿埋于地下的管线向远端传递,同时该声波信号也能传送至地面.探头在地面上捕捉该声波信号并通过接收机将信号放大后输出到显示仪表和耳机,从而确定地下管线的位置.