摘要:地下管線的種類多,埋設復雜,而燃氣管線投運后的維修、改造等情況下又需要及時準確的找到管道位置,這成為燃氣企業(yè)頭疼的難題。本文以哈爾濱燃氣管網為例,對目前采取的先進儀器探測法以及最新的電子標識定位法進行探討。
關鍵詞:管線;燃氣;探測;電子標識;定位
引言:地下管網是城市基礎設施的重要組成部分,它像一根根神經脈絡貫穿整個城市,包括:燃氣、給水、排水、熱力、電信、電力等幾大類,日夜擔負著傳遞信息和輸送能量的工作,是城市賴以生存和發(fā)展的物質基礎。同時,在進行城市規(guī)劃、設計、施工和管理過程中,如果沒有完整準確的地下管線信息,就會變成“瞎子”,到處碰壁,甚至造成重大損失,其中燃氣管網由于其特殊的危險性,倍受各級政府部門重視。但是,目前我國只有大約二分之一的城市擁有較完整的城市地下管線資料或正在、即將進行地下管線的探測普查工作,補測、補繪已有的地下管線。
以哈爾濱市的燃氣管網為例,目前已埋設但情況不明且無詳細準確竣工資料的燃氣管線仍占不小的比例,為查清已埋設的燃氣管網,便于今后調度、維護、施工、搶險等工作的順利進行,需要采用先進的探測技術方法,加速城市地下燃氣管線的探測普查,對已埋設但情況不明的各種地下燃氣管線進行探測,查明地下燃氣管線的平面位置、高程、埋深、走向、規(guī)格、性質等數(shù)據(jù)信息。
1 燃氣管網的基本特征
一般為小區(qū)中央調壓站柜供應管道天然氣,敷設中壓干管并通過庭院管與用戶連接;燃氣管網一般都埋于地下1.8米以內,個別地區(qū)埋設較深;地下地質情況大都是表層人工填土,主要由瀝青路面、水泥路面、碎石路基、黃褐色枯土組成。
埋于地下的燃氣管線,其類型可分為二種:
第一種金屬管材,主要是鋼質燃氣管,其電性特征表現(xiàn)為良導圓柱體,它于周圍覆蓋層存在明顯的電性差異,且表現(xiàn)為二維線性特征,常規(guī)的探測方法能較好的識別。而第二種非金屬管材,主要是PVC燃氣管,其外殼表現(xiàn)出高阻性質,探測這類高阻管,常規(guī)的方法難以識別,另外一些干擾源對管線的探測精度也有很大影響,這些干擾主要來自:水泥路面的鋼筋網、路中及路邊的鐵柵欄、鐵質的廣告牌、人行道旁的架空電力線、管線間的相互干擾、正在施工的電器、地表人工填土中的鐵質雜物及來往穿梭的汽車等。由此可見,在這樣的復雜環(huán)境下進行管線探測,不但需要高性能的探測儀器,更需要有多種物理探測方法的相互結合。
2 燃氣管線的探測儀器及方法
目前,隨著科學技術的飛速發(fā)展,特別是電子計算機技術、微電子技術、激光技術、空間技術等新技術發(fā)展與應用,以及測繪、探查技術本身的進步,為城市地下管線探測提供新的方法和手段,對推動和加速城市地下管線探測普查工作具積極的意義。
2.1 目前主要的先進探測儀器
第一種探地雷達,是一種非破壞性的反射波地面探測系統(tǒng)。波源為高頻電磁脈沖,對地表和地下無破壞作用?？梢栽诔鞘袃雀鞣N噪聲環(huán)境下工作,環(huán)境干擾較小,具有較滿意的探測深度及精度,對金屬及非金屬管線都能得到很好的探測結果。
第二種地下管線探測儀,是一種非破壞電磁波探測系統(tǒng),有較好的抗干擾能力和一定的探測深度,現(xiàn)場可實時長距離追蹤、定位,直觀顯示、輕便、靈活,效率較高,是目前最常用的儀器。針對管線的埋設情況,有兩類探測方法:感應法、充電法。
第三種智能型全站儀,可以完成各種高精度測量作業(yè)、具有新型存儲卡、傾斜角補償功能、標準計算程序、電子數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?
2.2 探測方法
針對燃氣管線周圍的物理特征,并綜合考慮工作環(huán)境,應采取多種綜合的物理探測方法,并須選擇使用最佳信號源,以減少目標以外的干擾,提高精度。
首先,對于金屬管線的探測,主要是對燃氣市政管網和部分庭院管網的探測,由于是鋼質,導電性好,便于管線儀探測,因此在此類型管線探測中,用感應法或充電法。
其次是對非金屬管線的探測,一般利用探地雷達采用剖面方式進行工作。根據(jù)地下燃氣管的大致走向布置測線,使測線方向近可能與所要探測的管線走向垂直。在探測過程中,為了減少側邊地表金屬物的干擾,必須使天線板與地面保持良好的接觸,當探地雷達發(fā)現(xiàn)管道時,接收其回波,將圖象在屏幕上顯示出來,通過判讀確定地下燃氣管道的位置及深度。
3 燃氣管線快速定位新方法
隨著城市建設的不斷擴大及天然氣的快速發(fā)展,新管線不斷增加,舊管線也不斷在更換或廢棄,還有城市燃氣中大量塑料管材的使用,使我們在日常的維護、維修、改造、搶修、搶險等工作中存在如下一些問題: 第一,地下燃氣管線是以地面建、構筑物作為相對參照物來定位的,由于城市建設步伐加快,建筑拆遷增多、道路拓寬改造等因素,原有參照物的變更與消失,對日后尋找管線造成非常大的困難。
第二,市政管網中燃氣、供水、電力、通訊等各種管道埋設通常都擁擠在一起,利用金屬探管儀無法識別探測到的金屬管道哪一條是燃氣管線,往往通過運行維護人員的記憶及經驗來判斷,缺乏一定的科學性。
第三,傳統(tǒng)的聲波振動式探測儀在工作過程中易受雜散電波、地質環(huán)境等的影響,探測準確率不高,比較先進一些的探地雷達在目標管線周圍有空洞、水穴、電纜干擾時,易產生誤指示,對于埋設較深或管徑小于100mm的管道,難以探明。探地雷達圖像具有多解性,只有經過專門訓練的人員才能正確判讀管線屬性。通過以上方法就算是探測到了目標管線,也只能了解管線的位置、埋設大致的深度信息,而對于管線其他具體信息,如建設年代,施工單位,管線壓力、管徑、材質、管線的三通、彎頭、變徑、穿越等特殊關鍵點的具體位置等等詳細信息,還需要查閱大量的圖紙資料,對于年代長久的管線,往往資料查詢起來很困難,甚至資料丟失,無法詳細了解管線相關屬性信息。
基于以上種種地下燃氣管線管理及維護問題,為加強燃氣管線的科學管理,國內各燃氣公司近幾年來一直在尋找、研究有針對性的解決方案,目前較好的解決方案是在管線上方埋設含有管線路由、目標點及其他基本信息的電子標識器,使得探測器能快速、精確查找管線,掌握管線基本信息,提高管線維護的效率和準確性,從根本上解決了管線查找難、統(tǒng)計難、維護難的問題。
2006年5月,國內某燃氣集團輸配分公司對某天然氣技術改造工程進行試點,試點工程嚴格按照《電子信息標識器實施規(guī)范》執(zhí)行,在400多米DN300的中壓A管線上埋設了29處電子信息標識點,這些標識點主要埋設在表示管線方向變化的拐點、陰極保護、測試樁的連接點。管線施工完成,驗收通過后,在后期的運行維護中,尋找這些點及了解管道信息變的非常的方便,簡單。
目前哈爾濱中慶燃氣有限責任公司已根據(jù)本公司實際情況,建立了《哈爾濱市中慶燃氣有限責任公司電子標識系統(tǒng)應用技術規(guī)定(試行)》,并對相關技術人員進行了培訓,要求在新建工程、擴建工程、改建工程、搶修搶險等工程中對埋設在地下的全部聚乙烯中壓管道、重點部位鋼質管道及鑄鐵管道上全面進行電子標識器的安裝埋設工作。因為此項工作尚屬于起步階段,在實施過程中還需要我們不斷的加以改進、完善,繼續(xù)加強對各級人員培訓,提高工程施工單位業(yè)務素質,更全面、更徹底的推廣此技術,最終實現(xiàn)地下燃氣管網的智能化、數(shù)字化管理。
4 總結
掌握和摸清城市地下燃氣管線的現(xiàn)狀,是城市自身經濟發(fā)展的需要,是城市規(guī)劃建設的需要,是防災和應付突發(fā)性重大事故的需要,對維護城市“生命線”的正常運行,保證城市人民的正常生產、生活和社會發(fā)展都具有重大的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。因此,作為燃氣管理企業(yè),應高度重視燃氣管網信息的管理工作,積極利用先進探測技術對遺留的無資料管線進行探測,完善管網信息;積極開展電子標識器的應用工作,做到對地下燃氣管線精確快速定位,保證運行、搶修搶險等工作順利進行。
參考文獻
[1]周鳳林,洪立波主編《城市地下管線探測技術手冊》,中國建筑工業(yè)出版社,1998.
[2]袁厚明《地下管線檢測中若干疑難問題的解決》,城市地下管線管理論文集2004.
[3]田應中等《地下管線探測與信息管理》,測繪出版社,1997.8.
[4]孔慶民,王洪,車永輝《電子標識系統(tǒng)在燃氣管網上的應用》,城市燃氣,2006,(12).
關鍵詞:管線;燃氣;探測;電子標識;定位
引言:地下管網是城市基礎設施的重要組成部分,它像一根根神經脈絡貫穿整個城市,包括:燃氣、給水、排水、熱力、電信、電力等幾大類,日夜擔負著傳遞信息和輸送能量的工作,是城市賴以生存和發(fā)展的物質基礎。同時,在進行城市規(guī)劃、設計、施工和管理過程中,如果沒有完整準確的地下管線信息,就會變成“瞎子”,到處碰壁,甚至造成重大損失,其中燃氣管網由于其特殊的危險性,倍受各級政府部門重視。但是,目前我國只有大約二分之一的城市擁有較完整的城市地下管線資料或正在、即將進行地下管線的探測普查工作,補測、補繪已有的地下管線。
以哈爾濱市的燃氣管網為例,目前已埋設但情況不明且無詳細準確竣工資料的燃氣管線仍占不小的比例,為查清已埋設的燃氣管網,便于今后調度、維護、施工、搶險等工作的順利進行,需要采用先進的探測技術方法,加速城市地下燃氣管線的探測普查,對已埋設但情況不明的各種地下燃氣管線進行探測,查明地下燃氣管線的平面位置、高程、埋深、走向、規(guī)格、性質等數(shù)據(jù)信息。
1 燃氣管網的基本特征
一般為小區(qū)中央調壓站柜供應管道天然氣,敷設中壓干管并通過庭院管與用戶連接;燃氣管網一般都埋于地下1.8米以內,個別地區(qū)埋設較深;地下地質情況大都是表層人工填土,主要由瀝青路面、水泥路面、碎石路基、黃褐色枯土組成。
埋于地下的燃氣管線,其類型可分為二種:
第一種金屬管材,主要是鋼質燃氣管,其電性特征表現(xiàn)為良導圓柱體,它于周圍覆蓋層存在明顯的電性差異,且表現(xiàn)為二維線性特征,常規(guī)的探測方法能較好的識別。而第二種非金屬管材,主要是PVC燃氣管,其外殼表現(xiàn)出高阻性質,探測這類高阻管,常規(guī)的方法難以識別,另外一些干擾源對管線的探測精度也有很大影響,這些干擾主要來自:水泥路面的鋼筋網、路中及路邊的鐵柵欄、鐵質的廣告牌、人行道旁的架空電力線、管線間的相互干擾、正在施工的電器、地表人工填土中的鐵質雜物及來往穿梭的汽車等。由此可見,在這樣的復雜環(huán)境下進行管線探測,不但需要高性能的探測儀器,更需要有多種物理探測方法的相互結合。
2 燃氣管線的探測儀器及方法
目前,隨著科學技術的飛速發(fā)展,特別是電子計算機技術、微電子技術、激光技術、空間技術等新技術發(fā)展與應用,以及測繪、探查技術本身的進步,為城市地下管線探測提供新的方法和手段,對推動和加速城市地下管線探測普查工作具積極的意義。
2.1 目前主要的先進探測儀器
第一種探地雷達,是一種非破壞性的反射波地面探測系統(tǒng)。波源為高頻電磁脈沖,對地表和地下無破壞作用?？梢栽诔鞘袃雀鞣N噪聲環(huán)境下工作,環(huán)境干擾較小,具有較滿意的探測深度及精度,對金屬及非金屬管線都能得到很好的探測結果。
第二種地下管線探測儀,是一種非破壞電磁波探測系統(tǒng),有較好的抗干擾能力和一定的探測深度,現(xiàn)場可實時長距離追蹤、定位,直觀顯示、輕便、靈活,效率較高,是目前最常用的儀器。針對管線的埋設情況,有兩類探測方法:感應法、充電法。
第三種智能型全站儀,可以完成各種高精度測量作業(yè)、具有新型存儲卡、傾斜角補償功能、標準計算程序、電子數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?
2.2 探測方法
針對燃氣管線周圍的物理特征,并綜合考慮工作環(huán)境,應采取多種綜合的物理探測方法,并須選擇使用最佳信號源,以減少目標以外的干擾,提高精度。
首先,對于金屬管線的探測,主要是對燃氣市政管網和部分庭院管網的探測,由于是鋼質,導電性好,便于管線儀探測,因此在此類型管線探測中,用感應法或充電法。
其次是對非金屬管線的探測,一般利用探地雷達采用剖面方式進行工作。根據(jù)地下燃氣管的大致走向布置測線,使測線方向近可能與所要探測的管線走向垂直。在探測過程中,為了減少側邊地表金屬物的干擾,必須使天線板與地面保持良好的接觸,當探地雷達發(fā)現(xiàn)管道時,接收其回波,將圖象在屏幕上顯示出來,通過判讀確定地下燃氣管道的位置及深度。
3 燃氣管線快速定位新方法
隨著城市建設的不斷擴大及天然氣的快速發(fā)展,新管線不斷增加,舊管線也不斷在更換或廢棄,還有城市燃氣中大量塑料管材的使用,使我們在日常的維護、維修、改造、搶修、搶險等工作中存在如下一些問題: 第一,地下燃氣管線是以地面建、構筑物作為相對參照物來定位的,由于城市建設步伐加快,建筑拆遷增多、道路拓寬改造等因素,原有參照物的變更與消失,對日后尋找管線造成非常大的困難。
第二,市政管網中燃氣、供水、電力、通訊等各種管道埋設通常都擁擠在一起,利用金屬探管儀無法識別探測到的金屬管道哪一條是燃氣管線,往往通過運行維護人員的記憶及經驗來判斷,缺乏一定的科學性。
第三,傳統(tǒng)的聲波振動式探測儀在工作過程中易受雜散電波、地質環(huán)境等的影響,探測準確率不高,比較先進一些的探地雷達在目標管線周圍有空洞、水穴、電纜干擾時,易產生誤指示,對于埋設較深或管徑小于100mm的管道,難以探明。探地雷達圖像具有多解性,只有經過專門訓練的人員才能正確判讀管線屬性。通過以上方法就算是探測到了目標管線,也只能了解管線的位置、埋設大致的深度信息,而對于管線其他具體信息,如建設年代,施工單位,管線壓力、管徑、材質、管線的三通、彎頭、變徑、穿越等特殊關鍵點的具體位置等等詳細信息,還需要查閱大量的圖紙資料,對于年代長久的管線,往往資料查詢起來很困難,甚至資料丟失,無法詳細了解管線相關屬性信息。
基于以上種種地下燃氣管線管理及維護問題,為加強燃氣管線的科學管理,國內各燃氣公司近幾年來一直在尋找、研究有針對性的解決方案,目前較好的解決方案是在管線上方埋設含有管線路由、目標點及其他基本信息的電子標識器,使得探測器能快速、精確查找管線,掌握管線基本信息,提高管線維護的效率和準確性,從根本上解決了管線查找難、統(tǒng)計難、維護難的問題。
2006年5月,國內某燃氣集團輸配分公司對某天然氣技術改造工程進行試點,試點工程嚴格按照《電子信息標識器實施規(guī)范》執(zhí)行,在400多米DN300的中壓A管線上埋設了29處電子信息標識點,這些標識點主要埋設在表示管線方向變化的拐點、陰極保護、測試樁的連接點。管線施工完成,驗收通過后,在后期的運行維護中,尋找這些點及了解管道信息變的非常的方便,簡單。
目前哈爾濱中慶燃氣有限責任公司已根據(jù)本公司實際情況,建立了《哈爾濱市中慶燃氣有限責任公司電子標識系統(tǒng)應用技術規(guī)定(試行)》,并對相關技術人員進行了培訓,要求在新建工程、擴建工程、改建工程、搶修搶險等工程中對埋設在地下的全部聚乙烯中壓管道、重點部位鋼質管道及鑄鐵管道上全面進行電子標識器的安裝埋設工作。因為此項工作尚屬于起步階段,在實施過程中還需要我們不斷的加以改進、完善,繼續(xù)加強對各級人員培訓,提高工程施工單位業(yè)務素質,更全面、更徹底的推廣此技術,最終實現(xiàn)地下燃氣管網的智能化、數(shù)字化管理。
4 總結
掌握和摸清城市地下燃氣管線的現(xiàn)狀,是城市自身經濟發(fā)展的需要,是城市規(guī)劃建設的需要,是防災和應付突發(fā)性重大事故的需要,對維護城市“生命線”的正常運行,保證城市人民的正常生產、生活和社會發(fā)展都具有重大的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。因此,作為燃氣管理企業(yè),應高度重視燃氣管網信息的管理工作,積極利用先進探測技術對遺留的無資料管線進行探測,完善管網信息;積極開展電子標識器的應用工作,做到對地下燃氣管線精確快速定位,保證運行、搶修搶險等工作順利進行。
參考文獻
[1]周鳳林,洪立波主編《城市地下管線探測技術手冊》,中國建筑工業(yè)出版社,1998.
[2]袁厚明《地下管線檢測中若干疑難問題的解決》,城市地下管線管理論文集2004.
[3]田應中等《地下管線探測與信息管理》,測繪出版社,1997.8.
[4]孔慶民,王洪,車永輝《電子標識系統(tǒng)在燃氣管網上的應用》,城市燃氣,2006,(12).
