第2章 地下管网探测技术
2.1 地下管网探测技术概述
2003年6月3日批准实施的行业标准GJJ61—2003《城市地下管线探测技术规程》（以下简称为《规程》）的2.0.1条中规定：确定地下管线属性、空间位置的全过程，统称为地下管线探测。地下管线探测包括地下管线探查和地下管线测绘两个基本内容。地下管线探查是通过现场调查和不同的探测方法探寻各种管线的埋设位置和深度，并在地面设立测点——管线点。地下管线测绘是对已查明的地下管线位置即管线点的平面位置和高程进行测量，并编绘地下管线图。
2.1.1 地下管线探查的基本任务
《规程》4.1.1条中规定：地下管线探查应在现场查明各种地下管线的铺设状况，即管线在地面上的投影位置和埋深，同时应查明管线类别、材质、规格、载体特征，电缆根数、孔数及附属设施等，绘制探查草图，并在地面上设置管线点标志。
2.1.2 地下管线探查在地下管网普查中的作用
《规程》2.0.2条中规定：按城市规划建设管理要求，采取经济合理的方法查明城市建成区域、城市规划发展区内的地下管线现状，获取准确的管线有关数据，编绘管线图、建立数据库和信息管理系统，实施管线信息资料计算机动态管理的过程，称为地下管线普查。由此可见，地下管线普查包括地下管线探查、地下管线测绘和地理信息管理系统三部分。探查、测绘、信息管理系统是管线普查的三个组成部分，也是三个相互紧密衔接的不同阶段。探查为第一阶段，通过探查要获取隐埋管线在地面的投影位置、埋深及其他属性数据，为管线测绘提供管线点及管线探查草图，是为确定地下管线属性、空间位置提供第一手资料；探查结果的准确性，是决定地下管线普查工作质量的关键。因此探查工作质量对管线普查成果起决定性作用，负责探查工作的人员必须具有高度责任心，认认真真、踏踏实实地完成探查工作，并取得准确可靠的第一手资料，确保下阶段的测绘、信息管理系统工作建立在可靠的数据基础上，不做无用功。
2.1.3 地下管线探测涉及的专业领域
地下管线探测是一门集几种学科于一身的应用技术学科，它是一门中间学科，涉及物理学，地球物理学，电磁测量技术，工程测量，计算技术及有关的市政、规划，各类工程系统，工艺设计等学科。从它的研究领域看，属于地球物理学，准确地讲，是地球物理学的测量（地）学的特种工程测量，也可以把它归于应用地球物理学中的土木工程应用，或俗称为工程或环境地球物理探测。
探测地下管线主要涉及以下三个专业领域：
1）地球物理专业，其作用是查明地下管线的空间赋存状态：查明地下管线的平面位置、走向、埋深（或高程）、规格、性质、材质等；
2）测绘专业，其作用是将探测结果用地理坐标网以及高程联系起来，绘制成相应的图件；
3）计算机应用专业，其作用是将上述成果用地理信息系统（GIS）管理起来，制成随时可调用的“数字地图”，使我们对地下管线的管理工作实现数字化、科学化、现代化、信息化。
2.1.4 管线探测的基本原则
1.管线探测中应遵循的原则
1）从已知到未知。在进行管线探测时，首先应对施工区内的基本情况进行了解，搜集分析与施工区相关的管线资料。然后对施工区进行踏勘，查找地下管线铺设情况已知的地方，进行方法试验，评价该方法的有效性和精度，然后推广到未知区开展探查工作；在具体工作中也是先从管线已知点（明显点）开始工作。
2）从简单到复杂。在开展管线探查工作时，应首先选择管线少、干扰小、条件比较简单的区域开展工作，然后逐步推进到相对复杂条件的地区；也可以先从明显点比较多的管线开始工作，一般是排水、通信类管线。
3）方法有效、快捷、轻便。管线探测时，应根据实际情况选择效果好、轻便、快捷、安全和成本低的探测方法进行探测。
4）相对复杂条件下，根据复杂程度宜采用相应的多种物探方法。当管线分布较为复杂时，单一的方法技术往往不能或难于辨别管线的铺设情况，应根据相对复杂程度采用适当的多种物探仪器和物探方法，以提高管线的分辨率和探测结果的可靠程度。
2.工作质量检验遵循原则
1）通过抽样重复探查进行质量检查；
2）抽取的管线点检查量不少于各施工区总点数的5%；
3）检查取样分布均匀，随机抽取，在不同时间、由不同的操作员用同类仪器进行；
4）应包括管线点的几何精度检查和属性调查结果检查。
3.地下管线图的质量检验遵循原则
1）管线没有遗漏；
2）管线没有连接错误；
3）各种图例符号和文字、数字注记没有错误；
4）图幅接边没有遗漏和错误；
5）图廓整饰应符合要求。
4.地下管线推断解释遵循原则
（1）先定性、后定量
首先确定有无地下管线，是什么性质的地下管线，我们只能根据实地调查结果，根据探测到的“异常”分布特点来推断解释，用严谨求实的科学态度进行推断解释；切忌主观臆断、生拉硬扯地采用所谓“拆斥法”：“不是这样，必是那样。”
（2）不放弃可疑的难于解释的异常
在探测过程中。有可能发现可疑的难于解释的异常，应该创造条件（如重新布置激发方式），进一步调查访问等，力求做到“打破砂锅问到底”，查清异常来源，这对提高推断解释水平，提高探测质量与精度大有裨益。
2.1.5 地下管线探测面临的环境
在城市高速发展的今天，城市的规模不断扩大，建设与发展突飞猛进，地下设施越来越密集，各种管线密如蛛网，交叉并行。管线探测工作面临着严峻的挑战，管线探测环境也越来越苛刻。在某些复杂的区域，管线探测干扰极为严重，可超过野外干扰的10000倍以上。为了使管线探测工作高效、顺利地开展，本节对管线探测时面临的环境进行了总结与概括。
1.城市管线探测过程中常见干扰信号
1）天然电磁场干扰：频谱宽，随机性大。
2）动力电源的电场及磁场干扰。
3）交通工具（如电车、汽车、电气化火车和摩托车）的脉冲型电磁场干扰。
4）各类电器负载变化及交通信号控制系统引起的电磁场起伏干扰。
5）各类通信电路辐射的电磁场干扰。
6）各种交通工具引起的振动干扰。
7）各类机械运行引起的振动干扰。
2.城市地下管线探测时干扰体
1）地面上铁栅栏、铁花栏围墙、钢筋混凝土（桩）、铁柱（桩）及铁磁性路障等铁磁性物体。
2）各种进地表的架空电缆、变压器、信号箱及其他金属构建物。
3）地下各种非探测目标体的存在。
3.埋设环境
地下管线拥挤且分支多，加之埋设的年代不同，施工工艺不同，情况更加复杂。在某些地域，探测场地过于狭窄，地面交通繁忙，路面条件不能改善，交通不能中断。
2.1.6 地下管线探测的精度要求
地下管线探测包括地下管线探查、地下管线测量和管线图测绘三方面的工作，在确定地下管线探测精度要求时应包括三方面的内容：隐蔽管线点探查精度、管线点测量精度、管线图测绘的点位精度。
1.地下管线隐蔽管线点的探查精度
平面位置限差δts：0.10h；
埋深限差δth：0.15h（式中，h为地下管线的中心埋深，单位为cm，当h<100cm时则以100cm代入计算），对于某些特殊工程，探查精度要求可由委托方与承接方商定，并以合同形式书面确定。
2.地下管线点的测量精度
平面位置中误差ms，不得大于±5cm（相对于邻近控制点），高程测量中误差mh不得大于±3cm（相对于邻近控制点）。
3.地下管线图测绘精度
地下管线与邻近的建筑物、相邻管线以及规划道路中心线的间距中误差mc不得大于图上±0.5mm。
2.1.7 探测地下管线的物探方法分类
管线探测的核心问题是对地下管线进行精确的定位与定深。地下管线探查工作实质上就是利用各种地下管线本身所具有的与其周围介质不同的物理特性及其与周围环境特征的关系来查找埋设在地下的各种管线的空间状态（位置、埋深、走向），利用地下管线的不同物理特性，实现对地下管线的探测，就形成了不同的探测方法。从原理上讲，电磁法（含电磁波法）、直流电法（高密度法）、磁法、地震波法（面波法）、红外辐射法等物探方法，均可用于探测地下管线。
地下管线探查的物探方法应根据任务要求、探查对象和地球物理条件进行选用。目前国内外用于地下管线探查的物探方法主要为电磁法。通过近几年大量的工程实践，证明电磁法在地下管线探查中应用最广泛，效果较好，速度快、成本低，是一种比较经济实用的方法。