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摘 要：本文通过工程实例，介绍市政管线特别是市政排水详查工作在市政工程中的作用。并通过典型案例，来阐述市政工程设计之前进行地下管线探测的重要性。本文就是对污水压力探测使用方法进行了探讨。
关键词：管线探测；污水压力管；机械探测
前 言
近年来，我国对水污染治理的力度越来越大。污水压力管就是起到从污染源单位传输到污水处理厂关键路径。一个区域污水压力管铺设的是否合理到位以及污水压力管的排污能力多少是市政设计人员首先要掌握的。我国污水处理行业正在高速发展污水处理总量逐年在增加，城镇污水处理不断提高。从环保意义上讲污水处理已经到刻不容缓的地步，所以现在就需要勘测人员把详细资料测绘不进行数据归拢。为下一步施工打好基础。
1 工程简介
西朗片区需要探测的污水压力管北起马涌一号泵站，途经荔福路、宝岗大道、昌岗路、工业大道和沙渡路，后经沙渡路横跨珠江；过珠江后经过世纪明珠庄园旁沙场，最后转入芳村大道，止于芳村大道和环翠北路交汇处（东沙泵站附近）。压力管线全长约5.7公里，管径为1000mm和1200mm，管材主要为钢（金属）和玻璃钢夹砂（非金属）两种。探测路线见图1：
2 污水压力管探测方法
2 钢管探测的原理及方法
2.1 金属管道探测原理
各种金属管道与其周围的介质在导电率、导磁率、介电常数有较明显的差异，这为用电磁法探测地下金属管线提供了有利的地球物理前提。由电磁学知识可知无限长载流导体在其周围空间存在磁场，而且这磁场在一定空间范围内可被探测到，因此如果能使地下管线带上电流，并且把它理想化为一无限长载流导线，便可以间接地测定地下管线的空间状态。在探查工作中通过发射装置对金属管道或电缆施加一次交变场源，对其激发而产生感应电流，在周围产生二次磁场，通过接收装置在地面测定二次磁场及其空间分布，然后根据这种磁场的分布特征来判断地下管线所在位置（水平、垂直）。
根据电磁感应原理，在一个变电磁场周围空间存在交变磁场，在交变磁场内如果有一导体穿过，就会在导体内部产生感应电动势；如果导体能够形成回路，导体内便有电流产生（见），这一交变电流的大小与发射机内磁偶极所产生的交变磁场（一次场）的强度、导体周围介质的电性、导体的电阻率、导体与一次场源的距离有关。一次场越强。导体电阻率越小；导体与一次场源距离越近，则导体中的电流就越大，反之则越小。对一台具有某一功率的仪器来说，其一次场的强度是相对不变的，管线中产生的感应电流的大小主要取决于管线的导电性及场源（发射线圈）至管线的距离，其次还决定于周围介质的阻抗和管线仪的工作频率。
2.2 信号加载方式
根据污水压力管的管道特征及埋设方式，只能采用以下两种信号激发方法：
2.2.1 感应激发法
对于直埋地下的金属管道，在没有管线露头的地方，多采用电磁感应法工作。发射机发出一定频率的电磁波，遇到地下金属管道时，就会激发金属管道产生交变电流，该电流产生一交变的电磁场，即物理学上的二次磁场，这一交变场为接收机的天线检拾，在目标上发出一个响应，这个响应就是地下管线的响应。通过检测其信号大小、幅值的变化来确定地下管线的位置及埋深，并依次连续追踪，测出整个管线的走向。该方法发射信号时不需要接地，操作灵活、方便、效率高、效果好，是地下管线探测常用的一种方法。
2.2.2 发射方式
根据发射线圈与地面之间所呈的状态，发射方式可分为水平发射和垂直发射两种。水平发射：发射机直立，发射线圈面与地面垂直进行水平发射，当发射线圈位于管线正上方时，与地下管线耦合最强，磁场强度有极大值；垂直发射：发射机平卧，发射线圈面与地面平行进行垂直发射，当发射线圈位于管线正上方时，与地下管线不耦合，即不激发，磁场强度有极小值（零值）。
2.3 信号接收方式
2.3.1 定位方法
无论采用直接法或感应法来传递发射机的交变电磁场，均会使地下金属管线被激发产生交变的电磁场，这电磁场可被高灵敏的接收机所接收，根据接收机所测得的电磁场分量变化特点，对被探测的地下管线进行定位、定深。
用地下管线仪定位可采用极大值法和极小值法两种定位方式。
极大值法，即用管线仪两垂直线圈测定水平分量之差△Hx的极大值位置定位；当管线仪不能观测△Hx时，宜采用水平分量Hx极大值位置定位。极小值法，即采用水平线圈测定垂直分量Hz的极小值位置定位。两种方法宜综合应用，对比分析，确定管线平面位置，如图2：
2.3.2 定深方法与注意要点
用管线仪定深的方法较多，主要有特征点法（△Hx百分比法，Hx特征点法）、直读法，探查过程中宜多方法综合应用，同时针对不同情况先进行方法试验，选择合适的定深方法。定深点的位置宜选择在管线点与其邻近被测管线前后各3～4倍管线中心埋深范围内，且为单一的直线管线，中间无分支或弯曲，与相邻管线之间的距离较大的地方。
当污水压力管中心埋深小于3m时，采用70%法直接定深，埋深超过3m，一般用水平剖面单天线观测法定位、50%（或80%）定深。
定位定深的注意要点：①不论采用何种方法定深，先在实地精确确定出定深点的水平位置。②用极大值法定位时，当峰值信号两侧下降不对称时，则要考虑旁侧管线干扰，并做相应修正。③用特征点法定深时，当发现两端特征点与管线中心点不对称时，则表示受到旁侧管线干扰，需要做相应修正。
2.4 人工机械探测与路面开孔
如果遇到介质复杂，旁侧管线干扰严重，并无法排除，采用上述物探手段无法准确探测的管段。则采用人工机械探测手段——路面开孔和钎探。实践证明，人工机械探测虽然耗时费力，但不失为一种最为有效、直接的探测手段。对仪器定位点进行验证确认，以及仪器信号不明显的地方靠人工机械法进行剖面式钎探，均取得了很好的应用效果。
路面开孔：当目标管道埋在水泥或沥青等硬质路面下时，就得进行路面开孔，将水泥或沥青层打穿。我公司选购合适型号的水钻、发电机，配以40～80cm长的钻杆（口径40mm），在目标管道正上方小心开钻。在钻探之前，须确保钻孔下方无其他管线存在，以防钻破管线或对目标管道产生干扰。
为了精确确定管道中心位置及复核管径，在每个探测点一般开孔3～5个，孔距取目标管道的半径。
2.5 对疑难探测处理方法
（1）当两条或两条以上平行管线相距较近时，采用直接法或夹钳法，当采用电磁感应法时，可通过改变发射装置的位置或状态以及发射频率，分析信号异常强度和宽度等变化特征加以区分。
（2）当遇到多种管线交叉或上下重叠时，可采用选择性激发或差异性激发对目标管线进行区分。
（3）在管线埋深大致相同的情况下，因管线的管径与异常的宽度、异常的形态有着密切的关系，管径愈小，异常范围愈窄，异常峰值愈尖；反之，异常范围愈宽，异常峰值愈缓。因此，根据这一特性，可采用加密测点法来确定变径点的大致位置。
（4）隐蔽点的弯头、三通、四通点等多方向管线的探测，其各方向埋深值最大差值在埋深限差（0.15h）范围以内时，可取平均值作为该点的埋深值；若超出该限差范围，则各方向的埋深值均要分别记录。
3 结束语
本次论文对一些高深管线探测和信号差管线探测的方法目前还没有太好的解决办法，只能靠人工打钎进行处理。给工作带来难度以及对实地地物有所破坏希望以后能有好的方法进行处理。
参考文献
[1]樊亮亮，谢敏.长沙市岳麓污水厂长距离污水压力管道系统的设计[J].中外建筑，2010，08：211～212.
[2]张开顺，蒋岚岚，蔡丹新.无锡市惠联垃圾热电厂长距离污水压力管道设计[J].城市道桥与防洪，2013，07：155～157+15.
[3]芮瑞，杨繁，刘鹏.围堰工程对污水管线影响的数值模拟与评估[J].岩土力学，2014，01：273～278.
关键词：管线探测；污水压力管；机械探测
前 言
近年来，我国对水污染治理的力度越来越大。污水压力管就是起到从污染源单位传输到污水处理厂关键路径。一个区域污水压力管铺设的是否合理到位以及污水压力管的排污能力多少是市政设计人员首先要掌握的。我国污水处理行业正在高速发展污水处理总量逐年在增加，城镇污水处理不断提高。从环保意义上讲污水处理已经到刻不容缓的地步，所以现在就需要勘测人员把详细资料测绘不进行数据归拢。为下一步施工打好基础。
1 工程简介
西朗片区需要探测的污水压力管北起马涌一号泵站，途经荔福路、宝岗大道、昌岗路、工业大道和沙渡路，后经沙渡路横跨珠江；过珠江后经过世纪明珠庄园旁沙场，最后转入芳村大道，止于芳村大道和环翠北路交汇处（东沙泵站附近）。压力管线全长约5.7公里，管径为1000mm和1200mm，管材主要为钢（金属）和玻璃钢夹砂（非金属）两种。探测路线见图1：
2 污水压力管探测方法
2 钢管探测的原理及方法
2.1 金属管道探测原理
各种金属管道与其周围的介质在导电率、导磁率、介电常数有较明显的差异，这为用电磁法探测地下金属管线提供了有利的地球物理前提。由电磁学知识可知无限长载流导体在其周围空间存在磁场，而且这磁场在一定空间范围内可被探测到，因此如果能使地下管线带上电流，并且把它理想化为一无限长载流导线，便可以间接地测定地下管线的空间状态。在探查工作中通过发射装置对金属管道或电缆施加一次交变场源，对其激发而产生感应电流，在周围产生二次磁场，通过接收装置在地面测定二次磁场及其空间分布，然后根据这种磁场的分布特征来判断地下管线所在位置（水平、垂直）。
根据电磁感应原理，在一个变电磁场周围空间存在交变磁场，在交变磁场内如果有一导体穿过，就会在导体内部产生感应电动势；如果导体能够形成回路，导体内便有电流产生（见），这一交变电流的大小与发射机内磁偶极所产生的交变磁场（一次场）的强度、导体周围介质的电性、导体的电阻率、导体与一次场源的距离有关。一次场越强。导体电阻率越小；导体与一次场源距离越近，则导体中的电流就越大，反之则越小。对一台具有某一功率的仪器来说，其一次场的强度是相对不变的，管线中产生的感应电流的大小主要取决于管线的导电性及场源（发射线圈）至管线的距离，其次还决定于周围介质的阻抗和管线仪的工作频率。
2.2 信号加载方式
根据污水压力管的管道特征及埋设方式，只能采用以下两种信号激发方法：
2.2.1 感应激发法
对于直埋地下的金属管道，在没有管线露头的地方，多采用电磁感应法工作。发射机发出一定频率的电磁波，遇到地下金属管道时，就会激发金属管道产生交变电流，该电流产生一交变的电磁场，即物理学上的二次磁场，这一交变场为接收机的天线检拾，在目标上发出一个响应，这个响应就是地下管线的响应。通过检测其信号大小、幅值的变化来确定地下管线的位置及埋深，并依次连续追踪，测出整个管线的走向。该方法发射信号时不需要接地，操作灵活、方便、效率高、效果好，是地下管线探测常用的一种方法。
2.2.2 发射方式
根据发射线圈与地面之间所呈的状态，发射方式可分为水平发射和垂直发射两种。水平发射：发射机直立，发射线圈面与地面垂直进行水平发射，当发射线圈位于管线正上方时，与地下管线耦合最强，磁场强度有极大值；垂直发射：发射机平卧，发射线圈面与地面平行进行垂直发射，当发射线圈位于管线正上方时，与地下管线不耦合，即不激发，磁场强度有极小值（零值）。
2.3 信号接收方式
2.3.1 定位方法
无论采用直接法或感应法来传递发射机的交变电磁场，均会使地下金属管线被激发产生交变的电磁场，这电磁场可被高灵敏的接收机所接收，根据接收机所测得的电磁场分量变化特点，对被探测的地下管线进行定位、定深。
用地下管线仪定位可采用极大值法和极小值法两种定位方式。
极大值法，即用管线仪两垂直线圈测定水平分量之差△Hx的极大值位置定位；当管线仪不能观测△Hx时，宜采用水平分量Hx极大值位置定位。极小值法，即采用水平线圈测定垂直分量Hz的极小值位置定位。两种方法宜综合应用，对比分析，确定管线平面位置，如图2：
2.3.2 定深方法与注意要点
用管线仪定深的方法较多，主要有特征点法（△Hx百分比法，Hx特征点法）、直读法，探查过程中宜多方法综合应用，同时针对不同情况先进行方法试验，选择合适的定深方法。定深点的位置宜选择在管线点与其邻近被测管线前后各3～4倍管线中心埋深范围内，且为单一的直线管线，中间无分支或弯曲，与相邻管线之间的距离较大的地方。
当污水压力管中心埋深小于3m时，采用70%法直接定深，埋深超过3m，一般用水平剖面单天线观测法定位、50%（或80%）定深。
定位定深的注意要点：①不论采用何种方法定深，先在实地精确确定出定深点的水平位置。②用极大值法定位时，当峰值信号两侧下降不对称时，则要考虑旁侧管线干扰，并做相应修正。③用特征点法定深时，当发现两端特征点与管线中心点不对称时，则表示受到旁侧管线干扰，需要做相应修正。
2.4 人工机械探测与路面开孔
如果遇到介质复杂，旁侧管线干扰严重，并无法排除，采用上述物探手段无法准确探测的管段。则采用人工机械探测手段——路面开孔和钎探。实践证明，人工机械探测虽然耗时费力，但不失为一种最为有效、直接的探测手段。对仪器定位点进行验证确认，以及仪器信号不明显的地方靠人工机械法进行剖面式钎探，均取得了很好的应用效果。
路面开孔：当目标管道埋在水泥或沥青等硬质路面下时，就得进行路面开孔，将水泥或沥青层打穿。我公司选购合适型号的水钻、发电机，配以40～80cm长的钻杆（口径40mm），在目标管道正上方小心开钻。在钻探之前，须确保钻孔下方无其他管线存在，以防钻破管线或对目标管道产生干扰。
为了精确确定管道中心位置及复核管径，在每个探测点一般开孔3～5个，孔距取目标管道的半径。
2.5 对疑难探测处理方法
（1）当两条或两条以上平行管线相距较近时，采用直接法或夹钳法，当采用电磁感应法时，可通过改变发射装置的位置或状态以及发射频率，分析信号异常强度和宽度等变化特征加以区分。
（2）当遇到多种管线交叉或上下重叠时，可采用选择性激发或差异性激发对目标管线进行区分。
（3）在管线埋深大致相同的情况下，因管线的管径与异常的宽度、异常的形态有着密切的关系，管径愈小，异常范围愈窄，异常峰值愈尖；反之，异常范围愈宽，异常峰值愈缓。因此，根据这一特性，可采用加密测点法来确定变径点的大致位置。
（4）隐蔽点的弯头、三通、四通点等多方向管线的探测，其各方向埋深值最大差值在埋深限差（0.15h）范围以内时，可取平均值作为该点的埋深值；若超出该限差范围，则各方向的埋深值均要分别记录。
3 结束语
本次论文对一些高深管线探测和信号差管线探测的方法目前还没有太好的解决办法，只能靠人工打钎进行处理。给工作带来难度以及对实地地物有所破坏希望以后能有好的方法进行处理。
参考文献
[1]樊亮亮，谢敏.长沙市岳麓污水厂长距离污水压力管道系统的设计[J].中外建筑，2010，08：211～212.
[2]张开顺，蒋岚岚，蔡丹新.无锡市惠联垃圾热电厂长距离污水压力管道设计[J].城市道桥与防洪，2013，07：155～157+15.
[3]芮瑞，杨繁，刘鹏.围堰工程对污水管线影响的数值模拟与评估[J].岩土力学，2014，01：273～278.