改革開(kāi)放后我國(guó)的城市化進(jìn)程不斷加速，各地建設(shè)的步伐不斷加快，這直接帶動(dòng)了建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的開(kāi)挖式地下排水管線鋪設(shè)和改造的方式、方法很難滿足現(xiàn)實(shí)需要。所以，需要更為有效和實(shí)用的方法來(lái)提高施工效率，非開(kāi)挖管線探測(cè)技術(shù)在這方面具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有必要對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行深入研究。
與傳統(tǒng)技術(shù)相比較而言，非開(kāi)挖管線探測(cè)技術(shù)變現(xiàn)出較多的優(yōu)越性：
（1）減少了對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)及其周邊環(huán)境的污染。傳統(tǒng)的工程施工現(xiàn)場(chǎng)都會(huì)給人留下臟、亂、差的印象，而非開(kāi)挖管線探測(cè)技術(shù)大大降低了因施工所造成的相關(guān)污染。
（2）非開(kāi)挖管線探測(cè)技術(shù)施工過(guò)程中對(duì)地表及地表設(shè)施破壞和影響程度比較輕微。
（3）施工進(jìn)度快，效率高。非開(kāi)挖管線探測(cè)技術(shù)施工設(shè)備進(jìn)出現(xiàn)場(chǎng)靈活，施工中鉆機(jī)的掘進(jìn)進(jìn)度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的開(kāi)挖式施工方法。
（4）非開(kāi)挖方式施工方式，大量節(jié)約了土方挖填費(fèi)用，還有施工過(guò)程中大量的人工費(fèi)用以及基坑抽水等相關(guān)費(fèi)用，對(duì)于成本控制和提升經(jīng)濟(jì)效益的積極作用非常顯著。
（5）非開(kāi)挖管線探測(cè)技術(shù)具有很強(qiáng)的安全可靠性。由于施工人員是在地面上施工作業(yè)，不在需要在條件惡劣的深基坑等處施工，極大的提高了施工安全性；同樣的許多相關(guān)工作也都是在地面完成，如管道焊接等，也有利于檢測(cè)和提升管道的焊接質(zhì)量。
2. 常用的探測(cè)方法
2.1 電磁法
電磁法無(wú)論是在探測(cè)精度還是探測(cè)效率上都有著非常好的表現(xiàn)效果，其主要原理是利用電磁感應(yīng)來(lái)對(duì)地下的金屬管道和電纜進(jìn)行探測(cè)，這種方法對(duì)于非金屬的管道效果并不明顯，但是大多數(shù)的探測(cè)工作都可以通過(guò)電磁法來(lái)加以完成。電磁法探測(cè)可以將地下管道信號(hào)通過(guò)傳播來(lái)表現(xiàn)在控制中心，在工作時(shí)通過(guò)不同頻率信號(hào)的轉(zhuǎn)換和信號(hào)的施加來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種金屬管道以及管線的探測(cè)，目前很多城市的地下管道探測(cè)都廣泛采用了這種方法，特別是針對(duì)給排水。燃?xì)獾冉饘俟艿赖奶綔y(cè)有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)。
直接探測(cè)法是對(duì)地下管道的金屬管線進(jìn)行探測(cè)的一種常用方法，探測(cè)過(guò)程中只需要通過(guò)探測(cè)儀發(fā)射機(jī)來(lái)對(duì)電纜線的一段和待查的目標(biāo)進(jìn)行連接，保證電性接觸良好的情況下，再用電纜線另一端接地，如果接地的過(guò)程中地面過(guò)干，還要用水來(lái)將土地濕潤(rùn)。操作人員要用手持探測(cè)及的方法來(lái)保證與發(fā)射機(jī)相同頻率，并且在管道的沿線附近進(jìn)行搜索，而后通過(guò)接收機(jī)上顯示的管線信息來(lái)對(duì)管線的目標(biāo)進(jìn)行追蹤和定位，這樣就可以找出管線的具體數(shù)量和深度等。對(duì)管線信息的探測(cè)結(jié)果要及時(shí)的做好記錄，并在記錄上標(biāo)注清楚具體的信息，以便能夠更好的加以利用。電磁感應(yīng)法對(duì)于暴露點(diǎn)極少和較大管徑的金屬管道探測(cè)比較適合。打開(kāi)發(fā)射機(jī)電源將發(fā)射機(jī)平行于目標(biāo)管道走向水平放置，選擇一合適頻率。探測(cè)員手持接收機(jī)垂直于目標(biāo)管道走向進(jìn)行搜索，根據(jù)接收機(jī)上顯示的磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度對(duì)目標(biāo)管道進(jìn)行定位、定深，并在實(shí)地作好標(biāo)注，手簿上作好記錄。
地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)是利用電磁波反射原理，根據(jù)地下目標(biāo)體與周?chē)橘|(zhì)存在的電磁差異性來(lái)探測(cè)地下目標(biāo)體的一種方法，在城市管線探測(cè)中經(jīng)常遇到一些特殊材質(zhì)的地下管道，如水泥、塑料、PVC、PE等非金屬材質(zhì)的地下管道。這些特殊材質(zhì)的地下管道，無(wú)法采用管線探測(cè)儀進(jìn)行探測(cè)，可應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)來(lái)解決這些特殊材質(zhì)的地下管道的探測(cè)。從而解決了這些特殊材質(zhì)的地下管道無(wú)法探測(cè)的難題。根據(jù)電磁波在地下傳播過(guò)程中遇到不同的地質(zhì)界面會(huì)發(fā)生反射的原理，將寬頻帶高頻短脈沖電磁波通過(guò)發(fā)射天線向地下發(fā)射，由于地下不同的介質(zhì)往往具有不同的物理特性&介電性、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性等等差異，其對(duì)電磁波具有不同的波阻抗，進(jìn)入地下的電磁波在穿過(guò)地下各地層或某一目標(biāo)體時(shí)，由于界面兩側(cè)的波阻抗不同，電磁波在介質(zhì)的界面上會(huì)發(fā)生反射和折射，反射回地面的電磁波脈沖，其傳播路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨著所通過(guò)介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化。因此，從接收到的雷達(dá)反射回波走時(shí)、幅度及波形資料可以推斷地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
3. 非開(kāi)挖管線探測(cè)技術(shù)的工程實(shí)例
3.1 工程概況
某工程的污水管道CIPP修復(fù)工程，該工程原管為PVC管，管徑300mm，或是管道CIPP修復(fù)工程，該工程原管為混凝土管，管徑450mm。為了解管網(wǎng)狀況，徹底摸清管道內(nèi)部存在的缺陷，受管理單位的委托，對(duì)泵站育管進(jìn)行了詳細(xì)檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，管道內(nèi)存在諸多問(wèn)題，例如管道漏水、脫節(jié)、甚至破裂等缺陷。為恢復(fù)管道的正常使用功能，建議對(duì)管道進(jìn)行徹底整改，使之達(dá)到排污納管的功效，計(jì)劃對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行整改。從現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果看，問(wèn)題主要為管道脫節(jié)、破裂、破裂等現(xiàn)象。
（1）將氈筒用適合的樹(shù)脂浸透。
（2）將上述氈筒纏繞于可膨脹的氣囊上，在引導(dǎo)下到達(dá)需修復(fù)的地點(diǎn)。
（3）向氣囊充氣、蒸氣或水使氈筒，補(bǔ)丁，被壓覆在管道上，保持壓力待樹(shù)脂固化。
（4）氣囊泄壓縮小并拉出管道。
（5）最后進(jìn)行檢視，進(jìn)行施工質(zhì)量檢測(cè)。排水管道處于流砂或軟土暗洪層，由于接口產(chǎn)生縫隙，管周流砂軟土從縫隙滲人排水管道內(nèi)，致使管道周邊土體流失，土路基失穩(wěn)，管道下沉，路面沉陷。因此，局部樹(shù)脂固化修復(fù)時(shí)，必須進(jìn)行損壞處管內(nèi)清洗，并經(jīng)確認(rèn)干凈。
（1）示蹤法
適用的儀器是地下管線探測(cè)儀配示蹤儀，輔助設(shè)備有穿管器，將能發(fā)射電磁信號(hào)的超級(jí)探棒（示蹤探頭）或是示蹤線送入非金屬管道內(nèi)，在地面上用接收機(jī)掃描接收信號(hào)，每5m進(jìn)行一次定位、定深。
（2）導(dǎo)向儀探測(cè)法
導(dǎo)向儀包含接收器與傳感器，并配備穿管設(shè)備等，導(dǎo)向儀的傳感器就是一個(gè)發(fā)射源，利用穿管儀將傳感器送入管道中，再用接收器追蹤傳感器的位置與深度，從而查明管道的走向和深度。每5m進(jìn)行一次定位、定深，采用導(dǎo)向儀對(duì)拉管管線進(jìn)行探測(cè)前，需對(duì)導(dǎo)向儀進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)符合要求了才能投入工作。
（3）慣性（陀螺）儀定位法
慣性陀螺儀（如圖1所示）采用慣性定律和角動(dòng)量守恒定律，不受電磁干擾；整個(gè)采集過(guò)程中沿著管線內(nèi)部行走并且獨(dú)立采集數(shù)據(jù)，減少人為參與跨越地形限制且探測(cè)深度趨于無(wú)限。采樣間隔密集，可根據(jù)實(shí)際要求截取數(shù)據(jù)。用牽引繩將主機(jī)拖入管道，從遠(yuǎn)端拉動(dòng)牽引繩，將測(cè)量主機(jī)從管道遠(yuǎn)端拉出；主機(jī)將自動(dòng)記錄運(yùn)行軌跡并儲(chǔ)存，其中主機(jī)要求沿管道運(yùn)行速度均勻，且至少兩次往返路線，以保證記錄數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性及有效性，將主機(jī)記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)導(dǎo)入專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并將管道兩個(gè)端點(diǎn)坐標(biāo)輸入系統(tǒng)，通過(guò)軟件自動(dòng)計(jì)算得到管道中心軸線的三維坐標(biāo)。
通過(guò)三種探測(cè)方法探測(cè)埋深比對(duì)數(shù)據(jù)（如表1所示）比對(duì)，幾種探測(cè)方法均適用非開(kāi)挖管線，對(duì)大口徑頂管采用井上一井下平面及高程的傳遞、井下導(dǎo)線測(cè)量的方法，測(cè)量人員直接進(jìn)入管道內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。拉管施工的管線由于管徑小測(cè)量人員無(wú)法直接進(jìn)入，埋深在4m以?xún)?nèi)可用超級(jí)探棒+探測(cè)儀（示蹤法）；埋深超4m的深埋管線采用導(dǎo)向儀探測(cè)法或慣性管線陀螺儀定位法；當(dāng)?shù)孛媲闆r較為復(fù)雜，穿越河道、灘涂等人員無(wú)法在地面進(jìn)行標(biāo)定的管段，只能采用慣性管線陀螺儀定位法。對(duì)于部分非開(kāi)挖施工管線的探測(cè)，如已經(jīng)啟用的頂管管線、沒(méi)有開(kāi)口的有壓拉管管線、管徑較小的曲線段頂管等，因不具備頂管測(cè)量及拉管探測(cè)的條件，需要相關(guān)單位的后期協(xié)作，技術(shù)探索及突破以及其他新設(shè)備的支撐�？傊诶芄芫�探測(cè)期間應(yīng)根據(jù)不同的管線、地形、地物、埋深等，選擇不同的拉管管線探測(cè)方法，才能提高拉管管線探測(cè)的精度。
總的來(lái)說(shuō)，非開(kāi)挖管線探測(cè)技術(shù)是一種非常先進(jìn)、適用面很廣、實(shí)用性很強(qiáng)而且經(jīng)濟(jì)效益非常好的施工技術(shù)。目前，以上方法已廣泛運(yùn)用，為城市地下管線安全運(yùn)營(yíng)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。
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