CN106597568A - 用于大型排水管涵定位的方法 - Google Patents

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王水强
胡绕
吴锋
朱黎明
殷习容
何博
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Abstract

本发明公开了一种用于大型排水管涵定位的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：在所述排水管涵上方的地表设置若干测线；利用地震映像检测测线和高密度电阻率法测线依次测量所述测线下方的所述排水管涵的平面位置以及埋深。本发明的优点是，不需要开挖，利用非破损的方法可以快速准确的检测排水管涵的精确位置。

Description

用于大型排水管涵定位的方法
技术领域
本发明及岩土工程检测与测试领域，具体涉及一种用于大型排水管涵定位的方法。
背景技术
大型排水管涵是城市排水体系的重要基础设施，承担着确保城市污水有序收集、运输和治理，维护城市日常运行的重要作用。随着城市建设快速发展，交通日趋繁忙，道路负荷的加重、道路扩宽改造及其他周边工程活动影响越来越多，导致现阶段普遍处于年久失修的大型排水管涵存在一定的安全隐患，对其保护工作越来越迫在眉睫，但是由于大型排水管涵年代久远，竣工资料的缺失或存在偏差，对其定位成为了保护工作的一项重要前提条件。
现阶段国内关于大型排水管涵定位技术手段仍然较为单一，主要依靠钻孔、开挖等方法确定大型排水管涵的位置，但这些方法对场地造成破坏、投入成本较高及周期长，不能满足实际需求，现阶段市场缺乏一套快速、有效、准确的大型排水管涵定位技术方法。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于大型排水管涵定位的方法，该方法通过无损的检测方法实现了排水管涵的精确定位。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种用于大型排水管涵定位的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：在所述排水管涵上方的地表设置若干测线；利用地震映像检测测线和高密度电阻率法测线依次测量所述测线下方的所述排水管涵的平面位置以及埋深。
所述测线与所述排水管涵的轴线之间的夹角为60°-90°。
测量所述排水管涵的平面位置具体包括以下步骤：沿所述测线布设所述地震映像检测测线，采集所述地震映像检测测线的地震映像数据，并将所述地震映像数据进行处理，得到地震映像剖面图像，根据所述地震映像剖面图像确定所述排水管涵的平面位置。
所述地震映像检测测线包括震源以及检波器，所述检波器的频率为4Hz-100 Hz；在采集所述地震映像数据的过程中，偏移距为0.1m-4m。
测量所述排水管涵的埋深具体包括以下步骤：沿所述测线布设所述高密度电阻率法测线，所述高密度电阻率法测线包括沿所述测线等间距分布的若干检测电极以及依次连接各所述检测电极的检测电缆；测量所述检测电极之间的电阻率数据，并对所述电阻率数据进行反演处理得到电阻率剖面图像；根据所述电阻率剖面图像得出所述排水管涵的埋深。
各所述测线上分布的若干所述检测电极由单根或多根检测电缆串联连接。
沿所述测线布设地质雷达测线，所述地质雷达测线包括发射天线以及接收天线；使用所述发射天线向所述排水管涵发射电磁波，所述电磁波经所述排水管涵反射后由所述接收天线接收；处理所述接收天线接收的反射电磁波，得到雷达剖面图像；根据所述雷达剖面图像得出所述排水管涵的埋深。
相邻所述测线之间的水平间距为2m-50m。
本发明的优点是，不需要开挖，利用非破损的方法可以快速准确的检测排水管涵的位置。
附图说明
图1为本发明中测线的俯视图；
图2为本发明中地震映像检测测线的俯视图；
图3为本发明中高密度电阻率法测线的俯视图；
图4为本发明中地质雷达测线的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-4，图中标记1-11分别为：排水管涵1、测线2、地震映像检测测线3、震源4、检波器5、高密度电阻率法测线6、检测电极7、检测电缆8、地质雷达测线9、发射天线10、接收天线11。
实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种用于大型排水管涵定位的方法，该方法用于检测排水管涵1的具体位置，该方法具体包括以下步骤：
1）如图1所示，在排水管涵1的上方设置若干条测线2；测线2用于为后续的测量过程提供导向作用；在本实施例中，测线2与排水管涵1的轴线之间的夹角为60°-90°，相邻测线2之间的水平间距为2m-50m；在排水管涵1的直线区间内，相邻测线2之间可以采取较大的水平间距；在排水管涵1转弯的区间内，相邻的测线2之间应采用较小的水平间距。
2）如图1所示，在测线2确定完成后，依次测量各测线2下方的排水管涵1的平面位置以及埋深，将各测线2的测量结果综合可以获得整个排水管涵1的准确位置信息。
2.1）如图2所示，在沿每根测线2进行测量的过程中，首先通过地震映像检测法测量该测线2下方的排水管涵1的平面位置。使用地震映像检测法的过程中，首先沿测线2布设地震映像检测测线3，地震映像检测测线3包括震源4以及检波器5；采集地震映像检测测线3的地震映像数据，并将地震映像数据进行处理，得到地震映像剖面图像，根据地震映像剖面图像确定排水管涵1的平面位置。
如图2所示，采集地震映像数据的过程中，沿测线2的方向同步移动震源4以及检波器5，移动过程中震源4与检波器5之间的距离保持恒定；震源4移动过程中，每间隔一定距离采集一次数据。震源4用于输出地震波信号，地震波信号在土层中传播，当所述地震波信号遇到排水管涵1与土层之间的分界面时，会产生反射信号，检波器5接收所述反射信号并加以存储；所述反射信号通过处理后可以获得地震映像数据；地震映像数据进行进一步处理后可以获得地震映像剖面数据；排水管涵在地震映像剖面上会表现为强反射、多次反射、绕射等与周围介质存在差异的反射现象，根据上述反射现象出现的位置可以确定排水管涵1的平面位置。
如图2所示，采用地震映像法检测时，检波器5的频率和偏移距对检测成果有一定的影响，具体实施时，可以现场测试不同的频率和偏移距，以选择合适的频率和偏移距进行大型排水管涵1的定位。通常情况下，检波器5频率可以选择100Hz、28 Hz或4 Hz，偏移距可以选择1m。
2.2）沿测线2测量排水管涵1的埋深；使用地震映像检测法仅能确定排水管涵1的平面位置，除此之外还需要检测测线2下方的排水管涵1的埋深。
如图3所示，在本实施例中可以通过高密度电阻率法测量排水管涵1的埋深，测量过程具体包括以下步骤：沿测线2布设高密度电阻率法测线6，高密度电阻率法测线6包括沿测线2等间距分布的若干检测电极7以及依次连接各检测电极7的检测电缆8，通过向下施加电场，使得电流传导至排水管涵1及其附近介质；根据电流的分布规律，测得排水管涵1及其附近介质的电阻率数据，并对电阻率数据进行反演处理得到电阻率剖面图像；利用排水管涵1的电阻率与土壤的电阻率存在差异的特性，根据电阻率剖面图像得出排水管涵1的埋深。
如图3所示，高密度电阻率法测线6的长度及检测电极7的个数需要根据大型排水管涵1的埋深及现场情况综合确定。在检测电极7个数一定的条件下，高密度电阻率法测线6的长度越大，探测深度越深，探测精度就越低。为了确保能够探测到大型排水管涵1的埋深，布设的高密度电阻率法测线6的长度需要满足有效探测深度大于大型排水管涵1底界面埋深的要求。通常情况下，高密度电阻率法测线6的长度约为大型排水管涵1底边界埋深的6倍时，可以满足上述探测最低要求。高密度电阻率法测线6的长度可以适当增加，确保探测数据能够完全满足要求。比如大型排水管涵底边界埋深为7m，可以选用50个电极，电极距为1m或者选用100个电极，电极距为0.5m。
如图3所示，采用卷尺标定距离，将检测电极7按等间距插入地面区域的土壤中，使高密度电阻率法测线6的延伸方向与测线2的走向尽可能一致。若干检测电极7插入土壤中的角度及深度尽可能保持一致，检测电极7尽可能垂直插入。相邻的检测电极7之间通过检测电缆8相连接，若干检测电极通过检测电缆8连接形成高密度电阻率法测线6。
如图3所示，若高密度电阻率法测线6布置完毕后，按照电阻率采集仪器的操作要求采集数据，经过相关软件反演处理后，得到高密度电阻率法测线6布置位置所对应的电阻率剖面，在此剖面上进行分析解释。一般情况下，大型排水管涵1在电阻率剖面上会形成与周围介质明显不同的电阻率异常，以此判断大型排水管涵1的埋深。
如图4所示，在本实施例中，还可以使用地质雷达测量排水管涵1的埋深，测量过程包括以下步骤：沿测线2布设地质雷达测线9并移动，地质雷达测线9包括发射天线10以及接收天线11，固定两者之间的距离；使用发射天线10向排水管涵1发射高频电磁波，当高频电磁波到达大型排水管涵1与周围介质（土壤）的分界面时，由于它们之间存在明显的介电常数差异，因而在所述分界面处会产生反射信号，电磁波经排水管涵1反射后由接收天线11接收；处理接收天线11接收的反射电磁波，得到雷达剖面图像；根据雷达剖面图像特征判断得出排水管涵1的埋深。
依次沿各测线2进行测量后，将各测线2测得的平面位置以及埋深进行综合处理，可以得到排水管涵1的整体位置和走向信息。
本实施例的有益技术效果为：不需要开挖，利用非破损的方法可以快速准确的检测排水管涵的准确位置。

Claims (8)

1.一种用于大型排水管涵定位的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：在所述排水管涵上方的地表设置若干测线；利用地震映像检测测线和高密度电阻率法测线依次测量所述测线下方的所述排水管涵的平面位置以及埋深。
2.根据权利要求1所述的一种用于大型排水管涵定位的方法，其特征在于：所述测线与所述排水管涵的轴线之间的夹角为60°-90°。
3.根据权利要求1所述的一种用于大型排水管涵定位的方法，其特征在于：测量所述排水管涵的平面位置具体包括以下步骤：沿所述测线布设所述地震映像检测测线，采集所述地震映像检测测线的地震映像数据，并将所述地震映像数据进行处理，得到地震映像剖面图像，根据所述地震映像剖面图像确定所述排水管涵的平面位置。
4. 根据权利要求3所述的一种用于大型排水管涵定位的方法，其特征在于：所述地震映像检测测线包括震源以及检波器，所述检波器的频率为4Hz-100 Hz；在采集所述地震映像数据的过程中，偏移距为0.1m-4m。
5.根据权利要求1所述的一种用于大型排水管涵定位的方法，其特征在于：测量所述排水管涵的埋深具体包括以下步骤：沿所述测线布设所述高密度电阻率法测线，所述高密度电阻率法测线包括沿所述测线等间距分布的若干检测电极以及依次连接各所述检测电极的检测电缆；测量所述检测电极之间的电阻率数据，并对所述电阻率数据进行反演处理得到电阻率剖面图像；根据所述电阻率剖面图像得出所述排水管涵的埋深。
6.根据权利要求5所述的一种用于大型排水管涵定位的方法，其特征在于：各所述测线上分布的若干所述检测电极由单根或多根检测电缆串联连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于大型排水管涵定位的方法，其特征在于：沿所述测线布设地质雷达测线，所述地质雷达测线包括发射天线以及接收天线；使用所述发射天线向所述排水管涵发射电磁波，所述电磁波经所述排水管涵反射后由所述接收天线接收；处理所述接收天线接收的反射电磁波，得到雷达剖面图像；根据所述雷达剖面图像得出所述排水管涵的埋深。
8.根据权利要求1所述的一种用于大型排水管涵定位的方法，其特征在于：相邻所述测线之间的水平间距为2m-50m。
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