行業(yè)資訊
非開(kāi)挖管線(xiàn)探測技術(shù)方案探討
非開(kāi)挖技術(shù)是指在地表極小部分進(jìn)行開(kāi)挖而進(jìn)行各種地下管線(xiàn)的敷設更換或修復等操作的施工技術(shù)(該技術(shù)對地上的設施造成的影響極小，已被聯(lián)合國環(huán)境保護署認定為地下設施的環(huán)境友好技術(shù)(現在這種技術(shù)已經(jīng)廣泛滲透到穿越已有設施或克服自然條件的地下工程領(lǐng)域，如高速公路#鐵路#已有建筑物#河流#湖泊，也包括城市中的電力#自來(lái)水#煤氣等的管線(xiàn)鋪設和維護等。
1、非開(kāi)挖技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
相對于傳統開(kāi)挖施工技術(shù)，非開(kāi)挖施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如
(1)保護環(huán)境(施工噪聲小，粉塵量少，不會(huì )阻礙交通，能保護綠地植被，保證商店等企事業(yè)單位的正常運作和居民的正常生活
(2) 所受限制少(受季節或者地下水位的影響少，并且由于輔助設施減少，具有周期短#人員少#成功率高等優(yōu)點(diǎn);對已存在的建筑物或者古跡，施工時(shí)不需要進(jìn)行搬遷或破壞極少
(3)安全性好(因非開(kāi)挖技術(shù)施工時(shí)地面無(wú)需開(kāi)槽，且會(huì )對地下工程進(jìn)行加固防護，可以起到保護設備和人員的安全作用
(4)綜合成本低(非開(kāi)挖技術(shù)因以下方面的作用，能降低很大一部分相對于開(kāi)挖直埋的成本：施工時(shí)不需要將施工地點(diǎn)的所有土地都挖出直到管線(xiàn)鋪設的位置;在已存在建筑設施下進(jìn)行施工時(shí)，不需要搬移或對建筑物有較大的改動(dòng);
因原來(lái)的地下管線(xiàn)資料殘缺不全，導致大規模的開(kāi)挖直埋方式在很大幾率上會(huì )破壞大量的已有管線(xiàn)，導致城市中的停水/停電/停氣/通訊中斷/火災和爆炸等事故，這些不良影響在非開(kāi)挖技術(shù)中，將會(huì )大大減少;還包括其他很多間接的費用，比如交通改線(xiàn)費用/地面的復原費用/對市民生活的干擾成本/對環(huán)境的影響成本等，非開(kāi)挖技術(shù)總能獲得一個(gè)綜合的最優(yōu)結果.如果施工時(shí)地下管線(xiàn)的管徑和埋深越大，這種優(yōu)勢越明顯，因為這種情況下開(kāi)挖技術(shù)的成本更大.
非開(kāi)挖施工的方案及措施一般流程：
現場(chǎng)勘查符合---鉆機設備選取---穿越曲線(xiàn)設計---鉆機進(jìn)場(chǎng)就位---鉆導向孔---擴孔---管線(xiàn)回拖---撤場(chǎng)(其技術(shù)范圍包括非開(kāi)挖管線(xiàn)鋪設、非開(kāi)挖管線(xiàn)替換和修復、管線(xiàn)檢測(非開(kāi)挖的主要內容包括頂管和水平導向鉆.
2、非開(kāi)挖施工面臨的問(wèn)題
很多大中城市，比如北京、上海等，由于歷史變遷、地形地貌變化和其他很多的人為因素，導致城市地下燃氣管線(xiàn)表現出密/雜/老等特點(diǎn)，給管線(xiàn)的鋪設修復等工作帶來(lái)了巨大的挑戰(另外，城市的快速發(fā)展，道路狀況也慢慢擁擠起來(lái)(路面一旦施工，交通很容易擁堵，會(huì )帶來(lái)很?chē)乐氐牟涣忌鐣?huì )影響和經(jīng)濟損失，但如果不盡早施工，一些老舊損的管線(xiàn)又會(huì )有破裂的危險，開(kāi)挖直埋的方式很難解決的這個(gè)兩難問(wèn)題，而非開(kāi)挖技術(shù)就能輕松解決，因為它不需要地面開(kāi)挖，不會(huì )擁堵交通，而且非開(kāi)挖采用導向鉆系統進(jìn)行施工，速度快，能很快完成管線(xiàn)的修補工作。
非開(kāi)挖技術(shù)敷設的地下管線(xiàn)集中了多種管線(xiàn)，且埋深大，管線(xiàn)又多為非金屬材料(非開(kāi)挖施工中地下管線(xiàn)的探測問(wèn)題，主要有以下幾個(gè)：
1、現有儀器的限制，市場(chǎng)上的一些地下管線(xiàn)探測儀器的探測深度目前還很小，一般低于5 m;"非金屬(如塑料)管材的突出問(wèn)題是探測的困難，因為這種材料不像一些金屬管材，不具有導電導磁性，幾乎絕緣，影響竣工時(shí)的驗收測;
2、由于一些城市的地下空間開(kāi)發(fā)早，而又沒(méi)有分層次進(jìn)行，造成非開(kāi)挖的地下管線(xiàn)雜亂無(wú)章，過(guò)去的施工也由于探測的困難，缺少對應管線(xiàn)的具體資料，這些都對地下管材的探測和施工造成了麻煩;另外，在越來(lái)越多的大型現代化城市中，非開(kāi)挖技術(shù)施工占的比例越來(lái)越多，而由于管線(xiàn)改建#搬遷等，道路下面經(jīng)過(guò)了反復的施工鋪設管線(xiàn)，同時(shí)也因地質(zhì)沉降等，地下管線(xiàn)的實(shí)際情況與各管線(xiàn)施工單位提供的資料并不符合，這些都給非開(kāi)挖施工管線(xiàn)探測帶來(lái)極大的不便。
非開(kāi)挖施工是一種隱蔽方法，施工時(shí)并不能直接看到錯綜復雜的管線(xiàn)分布，如果不能通過(guò)其他方式明確探知到地下管線(xiàn)的空間分布情況，在進(jìn)行非開(kāi)挖施工時(shí)就很容易破壞其他的地下管線(xiàn)，給人民帶來(lái)巨大的財產(chǎn)損失甚至生命危險，因此，在非開(kāi)挖施工中，對地下管線(xiàn)的空間分布進(jìn)行探測具有重要的現實(shí)意義。
3、解決非開(kāi)挖施工問(wèn)題的思路
針對地下管線(xiàn)的探測問(wèn)題，我們可以在施工時(shí)采取埋設金屬示蹤線(xiàn)的措施進(jìn)行解決。通過(guò)在地下管線(xiàn)位置進(jìn)行埋設，或者最好在所使用的塑料管材制造過(guò)程中，直接在管道上固化附加金屬線(xiàn)，這樣也能避免這些金屬示蹤線(xiàn)輕易扯斷，與目標管線(xiàn)脫離(這樣就可以將非金屬材質(zhì)的地下線(xiàn)路映射為具有金屬材質(zhì)性質(zhì)(導電、導磁等)的線(xiàn)路探測時(shí)，在線(xiàn)路兩端建立信號井，對線(xiàn)路進(jìn)行通電，利用這些金屬材質(zhì)的導電性及導磁性差異作為主要物性，以電磁感應理論為指導，對他們的電磁場(chǎng)變化規律進(jìn)行記錄觀(guān)測和研究，據此尋找地下非金屬管線(xiàn);也可以利用地下管線(xiàn)與周?chē)h(huán)境的不同物理性質(zhì)對其進(jìn)行檢測。
4、非開(kāi)挖管線(xiàn)的探測
在建立了包含金屬介質(zhì)的非金屬管道中，可以采用多種方法對這些地下管道的位置進(jìn)行探測。
4.1直流電法
直流電法和傳統的直流電阻率法基本原理相同，是以目的物與周?chē)h(huán)境導電性的不同為探測基礎的一類(lèi)探測方法。管線(xiàn)中的金屬材質(zhì)依靠金屬中的自由電子導電，電阻率的大小取決于金屬本身的導電屬性(周?chē)沫h(huán)境(土壤等介質(zhì))則依靠顆?？障吨械乃芤弘x子導電，電阻率取決于土壤中的離子濃度#濕度等(一般情況下，金屬管線(xiàn)的電阻率值較低，周?chē)橘|(zhì)的電阻率值較高(直流電法就利用金屬管線(xiàn)與周?chē)寥赖碾娮杪什町悂?lái)探測地下管線(xiàn)。
在地面以上利用人工震源進(jìn)行激震時(shí)，激震點(diǎn)處會(huì )產(chǎn)生彈性震動(dòng)對附近的土層產(chǎn)生影響，并形成彈性波(即地震波)向四周擴散，在地下傳播的地震波遇到不同彈性介質(zhì)的分界面時(shí)(比如非金屬管材和周?chē)貙又g的分界面)，會(huì )出現波動(dòng)的反射、折射和透射等現象，探測者可以根據地下傳播的這些波動(dòng)信息，進(jìn)行分析，研究波動(dòng)的傳播規律，從而確定地下管道的存在位置(在地下管線(xiàn)的探測中，常用的技術(shù)是瑞雷波法(面波法)，它主要是根據地下管道與周?chē)橘|(zhì)間不同的波動(dòng)傳播速度，測量不同頻率波的傳播速度，以此計算地下管線(xiàn)的位置。如果探測埋設較深而且口徑較大的金屬或非金屬管道，可以采用這種方法獲得一個(gè)良好的結果。
在地下管線(xiàn)埋設相對復雜的地區，可能單一的技術(shù)使用并不能或者比較難判斷出管線(xiàn)的埋設情況，這時(shí)就可以采用多種物探方法，對同一片區域進(jìn)行探測，以提高對地下管線(xiàn)的分辨能力和探測結果的可靠度(從現在地下管線(xiàn)探測的應用情況看，探測技術(shù)將朝著(zhù)多種頻率和多種方法綜合的探測技術(shù)方向發(fā)展，然后很可能產(chǎn)生單一的管網(wǎng)定位技術(shù)
(與此同時(shí)，我們不僅要提高地下管線(xiàn)的探測能力，使用多頻率#多探頭的綜合探測方法，還要完善規范國內的非開(kāi)挖技術(shù)文檔等(另外，還要盡快研制出更好的符合我國國情的非開(kāi)挖儀器，到目前為止，我國使用的一系列非開(kāi)挖儀器還是由國外的一些公司生產(chǎn)制造的，這嚴重限制了非開(kāi)挖技術(shù)在我國的發(fā)展和普及(同時(shí)，還應利用信息時(shí)代的優(yōu)勢建立城市地下綜合管線(xiàn)數據庫，能夠比較清晰地記錄管線(xiàn)的情況，這也將能引領(lǐng)非開(kāi)挖技術(shù)走向一個(gè)新的臺階。
1、非開(kāi)挖技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
相對于傳統開(kāi)挖施工技術(shù)，非開(kāi)挖施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如
(1)保護環(huán)境(施工噪聲小，粉塵量少，不會(huì )阻礙交通，能保護綠地植被，保證商店等企事業(yè)單位的正常運作和居民的正常生活
(2) 所受限制少(受季節或者地下水位的影響少，并且由于輔助設施減少，具有周期短#人員少#成功率高等優(yōu)點(diǎn);對已存在的建筑物或者古跡，施工時(shí)不需要進(jìn)行搬遷或破壞極少
(3)安全性好(因非開(kāi)挖技術(shù)施工時(shí)地面無(wú)需開(kāi)槽，且會(huì )對地下工程進(jìn)行加固防護，可以起到保護設備和人員的安全作用
(4)綜合成本低(非開(kāi)挖技術(shù)因以下方面的作用，能降低很大一部分相對于開(kāi)挖直埋的成本：施工時(shí)不需要將施工地點(diǎn)的所有土地都挖出直到管線(xiàn)鋪設的位置;在已存在建筑設施下進(jìn)行施工時(shí)，不需要搬移或對建筑物有較大的改動(dòng);
因原來(lái)的地下管線(xiàn)資料殘缺不全，導致大規模的開(kāi)挖直埋方式在很大幾率上會(huì )破壞大量的已有管線(xiàn)，導致城市中的停水/停電/停氣/通訊中斷/火災和爆炸等事故，這些不良影響在非開(kāi)挖技術(shù)中，將會(huì )大大減少;還包括其他很多間接的費用，比如交通改線(xiàn)費用/地面的復原費用/對市民生活的干擾成本/對環(huán)境的影響成本等，非開(kāi)挖技術(shù)總能獲得一個(gè)綜合的最優(yōu)結果.如果施工時(shí)地下管線(xiàn)的管徑和埋深越大，這種優(yōu)勢越明顯，因為這種情況下開(kāi)挖技術(shù)的成本更大.
非開(kāi)挖施工的方案及措施一般流程：
現場(chǎng)勘查符合---鉆機設備選取---穿越曲線(xiàn)設計---鉆機進(jìn)場(chǎng)就位---鉆導向孔---擴孔---管線(xiàn)回拖---撤場(chǎng)(其技術(shù)范圍包括非開(kāi)挖管線(xiàn)鋪設、非開(kāi)挖管線(xiàn)替換和修復、管線(xiàn)檢測(非開(kāi)挖的主要內容包括頂管和水平導向鉆.
2、非開(kāi)挖施工面臨的問(wèn)題
很多大中城市，比如北京、上海等，由于歷史變遷、地形地貌變化和其他很多的人為因素，導致城市地下燃氣管線(xiàn)表現出密/雜/老等特點(diǎn)，給管線(xiàn)的鋪設修復等工作帶來(lái)了巨大的挑戰(另外，城市的快速發(fā)展，道路狀況也慢慢擁擠起來(lái)(路面一旦施工，交通很容易擁堵，會(huì )帶來(lái)很?chē)乐氐牟涣忌鐣?huì )影響和經(jīng)濟損失，但如果不盡早施工，一些老舊損的管線(xiàn)又會(huì )有破裂的危險，開(kāi)挖直埋的方式很難解決的這個(gè)兩難問(wèn)題，而非開(kāi)挖技術(shù)就能輕松解決，因為它不需要地面開(kāi)挖，不會(huì )擁堵交通，而且非開(kāi)挖采用導向鉆系統進(jìn)行施工，速度快，能很快完成管線(xiàn)的修補工作。
非開(kāi)挖技術(shù)敷設的地下管線(xiàn)集中了多種管線(xiàn)，且埋深大，管線(xiàn)又多為非金屬材料(非開(kāi)挖施工中地下管線(xiàn)的探測問(wèn)題，主要有以下幾個(gè)：
1、現有儀器的限制，市場(chǎng)上的一些地下管線(xiàn)探測儀器的探測深度目前還很小，一般低于5 m;"非金屬(如塑料)管材的突出問(wèn)題是探測的困難，因為這種材料不像一些金屬管材，不具有導電導磁性，幾乎絕緣，影響竣工時(shí)的驗收測;
2、由于一些城市的地下空間開(kāi)發(fā)早，而又沒(méi)有分層次進(jìn)行，造成非開(kāi)挖的地下管線(xiàn)雜亂無(wú)章，過(guò)去的施工也由于探測的困難，缺少對應管線(xiàn)的具體資料，這些都對地下管材的探測和施工造成了麻煩;另外，在越來(lái)越多的大型現代化城市中，非開(kāi)挖技術(shù)施工占的比例越來(lái)越多，而由于管線(xiàn)改建#搬遷等，道路下面經(jīng)過(guò)了反復的施工鋪設管線(xiàn)，同時(shí)也因地質(zhì)沉降等，地下管線(xiàn)的實(shí)際情況與各管線(xiàn)施工單位提供的資料并不符合，這些都給非開(kāi)挖施工管線(xiàn)探測帶來(lái)極大的不便。
非開(kāi)挖施工是一種隱蔽方法，施工時(shí)并不能直接看到錯綜復雜的管線(xiàn)分布，如果不能通過(guò)其他方式明確探知到地下管線(xiàn)的空間分布情況，在進(jìn)行非開(kāi)挖施工時(shí)就很容易破壞其他的地下管線(xiàn)，給人民帶來(lái)巨大的財產(chǎn)損失甚至生命危險，因此，在非開(kāi)挖施工中，對地下管線(xiàn)的空間分布進(jìn)行探測具有重要的現實(shí)意義。
3、解決非開(kāi)挖施工問(wèn)題的思路
針對地下管線(xiàn)的探測問(wèn)題，我們可以在施工時(shí)采取埋設金屬示蹤線(xiàn)的措施進(jìn)行解決。通過(guò)在地下管線(xiàn)位置進(jìn)行埋設，或者最好在所使用的塑料管材制造過(guò)程中，直接在管道上固化附加金屬線(xiàn)，這樣也能避免這些金屬示蹤線(xiàn)輕易扯斷，與目標管線(xiàn)脫離(這樣就可以將非金屬材質(zhì)的地下線(xiàn)路映射為具有金屬材質(zhì)性質(zhì)(導電、導磁等)的線(xiàn)路探測時(shí)，在線(xiàn)路兩端建立信號井，對線(xiàn)路進(jìn)行通電，利用這些金屬材質(zhì)的導電性及導磁性差異作為主要物性，以電磁感應理論為指導，對他們的電磁場(chǎng)變化規律進(jìn)行記錄觀(guān)測和研究，據此尋找地下非金屬管線(xiàn);也可以利用地下管線(xiàn)與周?chē)h(huán)境的不同物理性質(zhì)對其進(jìn)行檢測。
4、非開(kāi)挖管線(xiàn)的探測
在建立了包含金屬介質(zhì)的非金屬管道中，可以采用多種方法對這些地下管道的位置進(jìn)行探測。
4.1直流電法
直流電法和傳統的直流電阻率法基本原理相同，是以目的物與周?chē)h(huán)境導電性的不同為探測基礎的一類(lèi)探測方法。管線(xiàn)中的金屬材質(zhì)依靠金屬中的自由電子導電，電阻率的大小取決于金屬本身的導電屬性(周?chē)沫h(huán)境(土壤等介質(zhì))則依靠顆?？障吨械乃芤弘x子導電，電阻率取決于土壤中的離子濃度#濕度等(一般情況下，金屬管線(xiàn)的電阻率值較低，周?chē)橘|(zhì)的電阻率值較高(直流電法就利用金屬管線(xiàn)與周?chē)寥赖碾娮杪什町悂?lái)探測地下管線(xiàn)。
在地面以上利用人工震源進(jìn)行激震時(shí)，激震點(diǎn)處會(huì )產(chǎn)生彈性震動(dòng)對附近的土層產(chǎn)生影響，并形成彈性波(即地震波)向四周擴散，在地下傳播的地震波遇到不同彈性介質(zhì)的分界面時(shí)(比如非金屬管材和周?chē)貙又g的分界面)，會(huì )出現波動(dòng)的反射、折射和透射等現象，探測者可以根據地下傳播的這些波動(dòng)信息，進(jìn)行分析，研究波動(dòng)的傳播規律，從而確定地下管道的存在位置(在地下管線(xiàn)的探測中，常用的技術(shù)是瑞雷波法(面波法)，它主要是根據地下管道與周?chē)橘|(zhì)間不同的波動(dòng)傳播速度，測量不同頻率波的傳播速度，以此計算地下管線(xiàn)的位置。如果探測埋設較深而且口徑較大的金屬或非金屬管道，可以采用這種方法獲得一個(gè)良好的結果。
在地下管線(xiàn)埋設相對復雜的地區，可能單一的技術(shù)使用并不能或者比較難判斷出管線(xiàn)的埋設情況，這時(shí)就可以采用多種物探方法，對同一片區域進(jìn)行探測，以提高對地下管線(xiàn)的分辨能力和探測結果的可靠度(從現在地下管線(xiàn)探測的應用情況看，探測技術(shù)將朝著(zhù)多種頻率和多種方法綜合的探測技術(shù)方向發(fā)展，然后很可能產(chǎn)生單一的管網(wǎng)定位技術(shù)
(與此同時(shí)，我們不僅要提高地下管線(xiàn)的探測能力，使用多頻率#多探頭的綜合探測方法，還要完善規范國內的非開(kāi)挖技術(shù)文檔等(另外，還要盡快研制出更好的符合我國國情的非開(kāi)挖儀器，到目前為止，我國使用的一系列非開(kāi)挖儀器還是由國外的一些公司生產(chǎn)制造的，這嚴重限制了非開(kāi)挖技術(shù)在我國的發(fā)展和普及(同時(shí)，還應利用信息時(shí)代的優(yōu)勢建立城市地下綜合管線(xiàn)數據庫，能夠比較清晰地記錄管線(xiàn)的情況，這也將能引領(lǐng)非開(kāi)挖技術(shù)走向一個(gè)新的臺階。
更多相關(guān)信息 還可關(guān)注中鐵城際公眾號矩陣 掃一掃下方二維碼即可關(guān)注
文章推薦
- 焦點(diǎn)關(guān)注 | 八起地方政府隱性債務(wù)問(wèn)責典型案例
- 2025年重點(diǎn)流域水環(huán)境綜合治理中央預算內項目申報指南
- 焦點(diǎn)關(guān)注 | 自然資源部關(guān)于探索推進(jìn)城市地下空間開(kāi)發(fā)利用的指導意見(jiàn)
- 焦點(diǎn)關(guān)注 | 2025年中央預算內民政領(lǐng)域項目?jì)浼吧陥蠹磳㈤_(kāi)始！
- 焦點(diǎn)關(guān)注 | 國務(wù)院關(guān)于2023年度政府債務(wù)管理情況的報告
- 公路初步設計安全性評價(jià)報告編制幾點(diǎn)技巧
- 中鐵城際分享市政基本設計原則和管線(xiàn)排布原則
- 市政綜合管廊設計規范要求及施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
- “實(shí)景三維+”賦能危巖地災風(fēng)險管控高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng )新應用
- 城市地下空間怎么用？《關(guān)于探索推進(jìn)城市地下空間開(kāi)發(fā)利用的指導意見(jiàn)》來(lái)了→
