摘要:地下管線的種類多,埋設(shè)復(fù)雜,而燃?xì)夤芫€投運(yùn)后的維修、改造等情況下又需要及時(shí)準(zhǔn)確的找到管道位置,這成為燃?xì)馄髽I(yè)頭疼的難題。本文以哈爾濱燃?xì)夤芫W(wǎng)為例,對目前采取的先進(jìn)儀器探測法以及最新的電子標(biāo)識定位法進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞:管線;燃?xì)?探測;電子標(biāo)識;定位
引言:地下管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,它像一根根神經(jīng)脈絡(luò)貫穿整個(gè)城市,包括:燃?xì)狻⒔o水、排水、熱力、電信、電力等幾大類,日夜擔(dān)負(fù)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(zhì)基礎(chǔ)。同時(shí),在進(jìn)行城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理過程中,如果沒有完整準(zhǔn)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?xì)夤芫W(wǎng)由于其特殊的危險(xiǎn)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(jìn)行地下管線的探測普查工作,補(bǔ)測、補(bǔ)繪已有的地下管線。
以哈爾濱市的燃?xì)夤芫W(wǎng)為例,目前已埋設(shè)但情況不明且無詳細(xì)準(zhǔn)確竣工資料的燃?xì)夤芫€仍占不小的比例,為查清已埋設(shè)的燃?xì)夤芫W(wǎng),便于今后調(diào)度、維護(hù)、施工、搶險(xiǎn)等工作的順利進(jìn)行,需要采用先進(jìn)的探測技術(shù)方法,加速城市地下燃?xì)夤芫€的探測普查,對已埋設(shè)但情況不明的各種地下燃?xì)夤芫€進(jìn)行探測,查明地下燃?xì)夤芫€的平面位置、高程、埋深、走向、規(guī)格、性質(zhì)等數(shù)據(jù)信息。
1 燃?xì)夤芫W(wǎng)的基本特征
一般為小區(qū)中央調(diào)壓站柜供應(yīng)管道天然氣,敷設(shè)中壓干管并通過庭院管與用戶連接;燃?xì)夤芫W(wǎng)一般都埋于地下1.8米以內(nèi),個(gè)別地區(qū)埋設(shè)較深;地下地質(zhì)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?xì)夤芫€,其類型可分為二種:
第一種金屬管材,主要是鋼質(zhì)燃?xì)夤?其電性特征表現(xiàn)為良導(dǎo)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?xì)夤?其外殼表現(xiàn)出高阻性質(zhì),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(wǎng)、路中及路邊的鐵柵欄、鐵質(zhì)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(zhì)雜物及來往穿梭的汽車等。由此可見,在這樣的復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)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(jié)合。
2 燃?xì)夤芫€的探測儀器及方法
目前,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)等新技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用,以及測繪、探查技術(shù)本身的進(jìn)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(jìn)探測儀器
第一種探地雷達(dá),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?nèi)各種噪聲環(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(jié)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(shí)時(shí)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(shè)情況,有兩類探測方法:感應(yīng)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(bǔ)償功能、標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算程序、電子數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?
2.2 探測方法
針對燃?xì)夤芫€周圍的物理特征,并綜合考慮工作環(huán)境,應(yīng)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(biāo)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?xì)馐姓芫W(wǎng)和部分庭院管網(wǎng)的探測,由于是鋼質(zhì),導(dǎo)電性好,便于管線儀探測,因此在此類型管線探測中,用感應(yīng)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(dá)采用剖面方式進(jìn)行工作。根據(jù)地下燃?xì)夤艿拇笾伦呦虿贾脺y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(cè)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(dāng)探地雷達(dá)發(fā)現(xiàn)管道時(shí),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?xì)夤艿赖奈恢眉吧疃取?
3 燃?xì)夤芫€快速定位新方法
隨著城市建設(shè)的不斷擴(kuò)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?xì)庵写罅克芰瞎懿牡氖褂?使我們在日常的維護(hù)、維修、改造、搶修、搶險(xiǎn)等工作中存在如下一些問題: 第一,地下燃?xì)夤芫€是以地面建、構(gòu)筑物作為相對參照物來定位的,由于城市建設(shè)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(wǎng)中燃?xì)?、供水、電力、通訊等各種管道埋設(shè)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?xì)夤芫€,往往通過運(yùn)行維護(hù)人員的記憶及經(jīng)驗(yàn)來判斷,缺乏一定的科學(xué)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(zhì)環(huán)境等的影響,探測準(zhǔn)確率不高,比較先進(jìn)一些的探地雷達(dá)在目標(biāo)管線周圍有空洞、水穴、電纜干擾時(shí),易產(chǎn)生誤指示,對于埋設(shè)較深或管徑小于100mm的管道,難以探明。探地雷達(dá)圖像具有多解性,只有經(jīng)過專門訓(xùn)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(biāo)管線,也只能了解管線的位置、埋設(shè)大致的深度信息,而對于管線其他具體信息,如建設(shè)年代,施工單位,管線壓力、管徑、材質(zhì)、管線的三通、彎頭、變徑、穿越等特殊關(guān)鍵點(diǎn)的具體位置等等詳細(xì)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(xì)了解管線相關(guān)屬性信息。
基于以上種種地下燃?xì)夤芫€管理及維護(hù)問題,為加強(qiáng)燃?xì)夤芫€的科學(xué)管理,國內(nèi)各燃?xì)夤窘鼛啄陙硪恢痹趯ふ?、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(shè)含有管線路由、目標(biāo)點(diǎn)及其他基本信息的電子標(biāo)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(hù)的效率和準(zhǔn)確性,從根本上解決了管線查找難、統(tǒng)計(jì)難、維護(hù)難的問題。
2006年5月,國內(nèi)某燃?xì)饧瘓F(tuán)輸配分公司對某天然氣技術(shù)改造工程進(jìn)行試點(diǎn),試點(diǎn)工程嚴(yán)格按照《電子信息標(biāo)識器實(shí)施規(guī)范》執(zhí)行,在400多米DN300的中壓A管線上埋設(shè)了29處電子信息標(biāo)識點(diǎn),這些標(biāo)識點(diǎn)主要埋設(shè)在表示管線方向變化的拐點(diǎn)、陰極保護(hù)、測試樁的連接點(diǎn)。管線施工完成,驗(yàn)收通過后,在后期的運(yùn)行維護(hù)中,尋找這些點(diǎn)及了解管道信息變的非常的方便,簡單。
目前哈爾濱中慶燃?xì)庥邢挢?zé)任公司已根據(jù)本公司實(shí)際情況,建立了《哈爾濱市中慶燃?xì)庥邢挢?zé)任公司電子標(biāo)識系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)定(試行)》,并對相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了培訓(xùn),要求在新建工程、擴(kuò)建工程、改建工程、搶修搶險(xiǎn)等工程中對埋設(shè)在地下的全部聚乙烯中壓管道、重點(diǎn)部位鋼質(zhì)管道及鑄鐵管道上全面進(jìn)行電子標(biāo)識器的安裝埋設(shè)工作。因?yàn)榇隧?xiàng)工作尚屬于起步階段,在實(shí)施過程中還需要我們不斷的加以改進(jìn)、完善,繼續(xù)加強(qiáng)對各級人員培訓(xùn),提高工程施工單位業(yè)務(wù)素質(zhì),更全面、更徹底的推廣此技術(shù),最終實(shí)現(xiàn)地下燃?xì)夤芫W(wǎng)的智能化、數(shù)字化管理。
4 總結(jié)
掌握和摸清城市地下燃?xì)夤芫€的現(xiàn)狀,是城市自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,是城市規(guī)劃建設(shè)的需要,是防災(zāi)和應(yīng)付突發(fā)性重大事故的需要,對維護(hù)城市“生命線”的正常運(yùn)行,保證城市人民的正常生產(chǎn)、生活和社會發(fā)展都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。因此,作為燃?xì)夤芾砥髽I(yè),應(yīng)高度重視燃?xì)夤芫W(wǎng)信息的管理工作,積極利用先進(jìn)探測技術(shù)對遺留的無資料管線進(jìn)行探測,完善管網(wǎng)信息;積極開展電子標(biāo)識器的應(yīng)用工作,做到對地下燃?xì)夤芫€精確快速定位,保證運(yùn)行、搶修搶險(xiǎn)等工作順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]周鳳林,洪立波主編《城市地下管線探測技術(shù)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(yīng)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(biāo)識系統(tǒng)在燃?xì)夤芫W(wǎng)上的應(yīng)用》,城市燃?xì)?2006,(12).
關(guān)鍵詞:管線;燃?xì)?探測;電子標(biāo)識;定位
引言:地下管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,它像一根根神經(jīng)脈絡(luò)貫穿整個(gè)城市,包括:燃?xì)狻⒔o水、排水、熱力、電信、電力等幾大類,日夜擔(dān)負(fù)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(zhì)基礎(chǔ)。同時(shí),在進(jìn)行城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理過程中,如果沒有完整準(zhǔn)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?xì)夤芫W(wǎng)由于其特殊的危險(xiǎn)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(jìn)行地下管線的探測普查工作,補(bǔ)測、補(bǔ)繪已有的地下管線。
以哈爾濱市的燃?xì)夤芫W(wǎng)為例,目前已埋設(shè)但情況不明且無詳細(xì)準(zhǔn)確竣工資料的燃?xì)夤芫€仍占不小的比例,為查清已埋設(shè)的燃?xì)夤芫W(wǎng),便于今后調(diào)度、維護(hù)、施工、搶險(xiǎn)等工作的順利進(jìn)行,需要采用先進(jìn)的探測技術(shù)方法,加速城市地下燃?xì)夤芫€的探測普查,對已埋設(shè)但情況不明的各種地下燃?xì)夤芫€進(jìn)行探測,查明地下燃?xì)夤芫€的平面位置、高程、埋深、走向、規(guī)格、性質(zhì)等數(shù)據(jù)信息。
1 燃?xì)夤芫W(wǎng)的基本特征
一般為小區(qū)中央調(diào)壓站柜供應(yīng)管道天然氣,敷設(shè)中壓干管并通過庭院管與用戶連接;燃?xì)夤芫W(wǎng)一般都埋于地下1.8米以內(nèi),個(gè)別地區(qū)埋設(shè)較深;地下地質(zhì)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?xì)夤芫€,其類型可分為二種:
第一種金屬管材,主要是鋼質(zhì)燃?xì)夤?其電性特征表現(xiàn)為良導(dǎo)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?xì)夤?其外殼表現(xiàn)出高阻性質(zhì),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(wǎng)、路中及路邊的鐵柵欄、鐵質(zhì)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(zhì)雜物及來往穿梭的汽車等。由此可見,在這樣的復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)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(jié)合。
2 燃?xì)夤芫€的探測儀器及方法
目前,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)等新技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用,以及測繪、探查技術(shù)本身的進(jìn)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(jìn)探測儀器
第一種探地雷達(dá),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?nèi)各種噪聲環(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(jié)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(shí)時(shí)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(shè)情況,有兩類探測方法:感應(yīng)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(bǔ)償功能、標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算程序、電子數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?
2.2 探測方法
針對燃?xì)夤芫€周圍的物理特征,并綜合考慮工作環(huán)境,應(yīng)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(biāo)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?xì)馐姓芫W(wǎng)和部分庭院管網(wǎng)的探測,由于是鋼質(zhì),導(dǎo)電性好,便于管線儀探測,因此在此類型管線探測中,用感應(yīng)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(dá)采用剖面方式進(jìn)行工作。根據(jù)地下燃?xì)夤艿拇笾伦呦虿贾脺y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(cè)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(dāng)探地雷達(dá)發(fā)現(xiàn)管道時(shí),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?xì)夤艿赖奈恢眉吧疃取?
3 燃?xì)夤芫€快速定位新方法
隨著城市建設(shè)的不斷擴(kuò)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?xì)庵写罅克芰瞎懿牡氖褂?使我們在日常的維護(hù)、維修、改造、搶修、搶險(xiǎn)等工作中存在如下一些問題: 第一,地下燃?xì)夤芫€是以地面建、構(gòu)筑物作為相對參照物來定位的,由于城市建設(shè)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(wǎng)中燃?xì)?、供水、電力、通訊等各種管道埋設(shè)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?xì)夤芫€,往往通過運(yùn)行維護(hù)人員的記憶及經(jīng)驗(yàn)來判斷,缺乏一定的科學(xué)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(zhì)環(huán)境等的影響,探測準(zhǔn)確率不高,比較先進(jìn)一些的探地雷達(dá)在目標(biāo)管線周圍有空洞、水穴、電纜干擾時(shí),易產(chǎn)生誤指示,對于埋設(shè)較深或管徑小于100mm的管道,難以探明。探地雷達(dá)圖像具有多解性,只有經(jīng)過專門訓(xùn)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(biāo)管線,也只能了解管線的位置、埋設(shè)大致的深度信息,而對于管線其他具體信息,如建設(shè)年代,施工單位,管線壓力、管徑、材質(zhì)、管線的三通、彎頭、變徑、穿越等特殊關(guān)鍵點(diǎn)的具體位置等等詳細(xì)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(xì)了解管線相關(guān)屬性信息。
基于以上種種地下燃?xì)夤芫€管理及維護(hù)問題,為加強(qiáng)燃?xì)夤芫€的科學(xué)管理,國內(nèi)各燃?xì)夤窘鼛啄陙硪恢痹趯ふ?、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(shè)含有管線路由、目標(biāo)點(diǎn)及其他基本信息的電子標(biāo)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(hù)的效率和準(zhǔn)確性,從根本上解決了管線查找難、統(tǒng)計(jì)難、維護(hù)難的問題。
2006年5月,國內(nèi)某燃?xì)饧瘓F(tuán)輸配分公司對某天然氣技術(shù)改造工程進(jìn)行試點(diǎn),試點(diǎn)工程嚴(yán)格按照《電子信息標(biāo)識器實(shí)施規(guī)范》執(zhí)行,在400多米DN300的中壓A管線上埋設(shè)了29處電子信息標(biāo)識點(diǎn),這些標(biāo)識點(diǎn)主要埋設(shè)在表示管線方向變化的拐點(diǎn)、陰極保護(hù)、測試樁的連接點(diǎn)。管線施工完成,驗(yàn)收通過后,在后期的運(yùn)行維護(hù)中,尋找這些點(diǎn)及了解管道信息變的非常的方便,簡單。
目前哈爾濱中慶燃?xì)庥邢挢?zé)任公司已根據(jù)本公司實(shí)際情況,建立了《哈爾濱市中慶燃?xì)庥邢挢?zé)任公司電子標(biāo)識系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)定(試行)》,并對相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了培訓(xùn),要求在新建工程、擴(kuò)建工程、改建工程、搶修搶險(xiǎn)等工程中對埋設(shè)在地下的全部聚乙烯中壓管道、重點(diǎn)部位鋼質(zhì)管道及鑄鐵管道上全面進(jìn)行電子標(biāo)識器的安裝埋設(shè)工作。因?yàn)榇隧?xiàng)工作尚屬于起步階段,在實(shí)施過程中還需要我們不斷的加以改進(jìn)、完善,繼續(xù)加強(qiáng)對各級人員培訓(xùn),提高工程施工單位業(yè)務(wù)素質(zhì),更全面、更徹底的推廣此技術(shù),最終實(shí)現(xiàn)地下燃?xì)夤芫W(wǎng)的智能化、數(shù)字化管理。
4 總結(jié)
掌握和摸清城市地下燃?xì)夤芫€的現(xiàn)狀,是城市自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,是城市規(guī)劃建設(shè)的需要,是防災(zāi)和應(yīng)付突發(fā)性重大事故的需要,對維護(hù)城市“生命線”的正常運(yùn)行,保證城市人民的正常生產(chǎn)、生活和社會發(fā)展都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。因此,作為燃?xì)夤芾砥髽I(yè),應(yīng)高度重視燃?xì)夤芫W(wǎng)信息的管理工作,積極利用先進(jìn)探測技術(shù)對遺留的無資料管線進(jìn)行探測,完善管網(wǎng)信息;積極開展電子標(biāo)識器的應(yīng)用工作,做到對地下燃?xì)夤芫€精確快速定位,保證運(yùn)行、搶修搶險(xiǎn)等工作順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]周鳳林,洪立波主編《城市地下管線探測技術(shù)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(yīng)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(biāo)識系統(tǒng)在燃?xì)夤芫W(wǎng)上的應(yīng)用》,城市燃?xì)?2006,(12).
