CN107346037B - 立体的地下管道精确探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体的地下管道精确探测方法，该方法具体为探测时向地下提供直流电，采集地下各个部位的电位差数据和直流电数据，通过视电阻率计算法得到等视电阻率曲线剖面图，再通过等视电阻率曲线剖面图确定地下管道的位置、埋藏深度以及管径大小。由于近间距并行管道和多电缆管道在等视电阻率曲线剖面图上，都是各自独立的“异常”，不会相互影响，能够准确地被探测到；非金属管道在等视电阻率曲线剖面图上所显示的是“高阻异常”，也能够准确地被探测到。因此，采用本发明提供的立体的地下管道精确探测方法，能够精确地探测到地下管道的位置、埋藏深度以及管径大小。

Description

立体的地下管道精确探测方法

技术领域

本发明涉及探测技术领域，特别是涉及一种立体的地下管道精确探测方法。

背景技术

目前，复杂地下管道探测一直有四大难题：近间距并行管道的探测、上下重叠管道的探测、深埋管道的探测、管块和非金属管道的探测。针对上述难题，现有的探测方法主要有：选择激发法、压线法、直接法以及夹钳法。其中，激发法和压线法是通过产生感应电场来探明管道的，直接法和夹钳法是通过金属管道或检查井发射电磁波来探明管道的，然而上述探测方法会使近间距并行管道、上下重叠管道、多电缆管道等产生互感现象，影响野外探测数据的精确性。

另外，深埋管道是被埋入较深部位的管道，它产生的感应电场信号在传到管道探测仪上时已非常弱，因此测量仪器无法接收到有效的感应信号，也就难以探测到深埋管道的位置、埋藏深度及管径大小。而非金属管道根本不会产生感应电场，因此，也难以探测到非金属管道的位置、埋藏深度及管径大小。所以，采用上述探测方法均难以精准的探测出地下管道的位置、埋藏深度以及管径大小。

发明内容

本发明的目的是一种立体的地下管道精确探测方法，能够精准的探测出地下管道的位置、埋藏深度以及管径大小。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种立体的地下管道精确探测方法，所述地下管道精确探测方法包括:

在探测区域打一个设定深度的探测钻孔；

将串有供电电极的第一电缆线布设在所述探测钻孔内，用于为地下提供直流电，将串有测量电极的第二电缆线布设在地表上，通过地表上的测量电极获取关于地下管道的第一组数据；所述第一组数据包括第一电位差数据和第一直流电数据；

将所述第二电缆线布设在所述探测钻孔内，将所述第一电缆线布设在所述地表上，通过所述探测钻孔内的测量电极获取关于地下管道的第二组数据，所述第二组数据包括第二电位差数据和第二直流电数据；

根据所述第一组数据和所述第二组数据，生成等视电阻率曲线剖面图。

可选的，所述地下管道精确探测方法还包括：将未串在所述第一电缆线上的供电电极放置在地表上；所述未串在所述第一电缆线上的供电电极与所述探测钻孔之间的距离为设定值。

可选的，所述地下管道精确探测方法还包括：将供电装置与所述第一电缆线连接，用于为所述第一电缆线供电；将数据采集装置与所述第二电缆线连接，用于获取所述第一组数据和所述第二组数据。

可选的，所述根据所述第一组数据和所述第二组数据，生成等视电阻率曲线剖面图，具体包括：

根据所述第一组数据和所述第二组数据，采用视电阻率值计算法，生成二维剖面上各点的电阻率；

根据所述电阻率，生成所述等视电阻率曲线剖面图。

可选的，所述第一电缆线和所述第二电缆线布设夹角为90°±ɑ；ɑ为角度设定值。

可选的，所述探测区域的半径为30米。

可选的，所述第一电缆线上的所述供电电极为多个；所述第二电缆线上的所述测量电极为多个。

可选的，所述供电电极以第一固定值间隔分布；所述测量电极以第二固定值间隔分布。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种立体的地下管道精确探测方法，该方法是通过探测地下各部位的电阻率值差异来探明地下管道的，即探测时向地下提供直流电，采集地下管道各个部位的电位差数据和直流电数据，通过视电阻率计算法得到等视电阻率曲线剖面图，通过等视电阻率曲线剖面图确定地下管道的位置、埋藏深度以及管径大小。且近间距并行管道和多电缆管道在等视电阻率曲线剖面图上，都是各自独立的“异常”，不会相互影响，能够准确地被探测到；非金属管道在等视电阻率曲线剖面图上所显示的是“高阻异常”，也能够准确地被探测到。因此，采用本发明提供的立体的地下管道精确探测方法，能够精确地探测到地下管道的、埋藏深度以及管径大小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例地下管道探测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例地下管道错位敷设立体电法定位探测法平面示意图；

图3为本发明实施例第一组数据采集时地下管道错位敷设立体电法定位探测法剖面示意图；

图4为本发明实施例第二组数据采集时地下管道错位敷设立体电法定位探测法剖面示意图；

图5为珠海市高压电缆外的PVC管道探测成果平面图；

图6为珠海市高压电缆外的PVC管道探测成果剖面图；

图7为珠海市高压电缆外的PVC管道探测第一测线电阻率剖面图；

图8为珠海市高压电缆外的PVC管道探测第二测线电阻率剖面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是一种立体的地下管道精确探测方法，能够精准的探测出地下管道的位置、埋藏深度以及管径大小。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

首先简单介绍下现有技术中探测地下管道的方法，现有方法大多采用管道探测仪和探地雷达仪。其中管道探测仪采用低频电磁波探测理论，通过测定地下管道在地表产生的水平分量或垂直分量，再根据水平分量或垂直分量的变化规律来确定地下管道在地表的投影位置和中心埋深。由于利用低频电磁波探测地下管道的理论模型是单根无限长金属导线，一旦遇到多根并排或是非金属管道或是超深管道，基于低频电磁波理论而设计的管道探测仪就无法准确探测出地下管道的具体分布。而探地雷达仪则难以探明埋深较大的管道。

本发明采用直流电法的设计理念，直流电法在地下管道探测的过程中不会产生电磁波，也不需要接收感应电场信号，即不需要通过电磁波探测理论中必须产生的感应电场来确定地下管道的存在，就能够精准的探测出地下管道的位置、埋藏深度以及管径大小。具体设计理念为：在需探测的地下管道旁，在不破坏地下管道的位置上打一口探测钻孔，把串有供电电极的第一电缆线放入探测钻孔中，将未串在第一电缆线上的供电电极放在距离探测钻孔的无穷远处；在地面布设垂直于需探测的地下管道走向的测线，把串有供电电极的第二电缆线放在测线上；将供电装置与第一电缆线连接，采集装置与第二电缆线连接。在上述工作布置完后，进行两次相互垂直的探测。首先，把第一电缆线放入探测钻孔中，把第二电缆线放在测线上，进行第一电位差数据和第一直流电数据采集。然后，把第一电缆线放入放在测线上，把第二电缆线放在探测钻孔中，进行第二电位差数据和第二直流电数据采集。对上述2次的数据，使用视电阻率值计算公式进行计算，得到等视电阻率曲线剖面图，再通过等视电阻率曲线剖面图上反映的地下管道产生的异常，确定地下管道的位置、埋藏深度以及管径大小。且由于近间距并行管道、重叠管道、深埋管道和非金属管道等在等视电阻率曲线剖面图上，都是各自独立的“异常”，不会相互影响，能够准确地被探测到。

下面提供具体的实施例来说明本发明公开的探测方法。

实施例一

图1为本发明实施例地下管道探测方法的流程示意图，如图1所示，本发明提供的探测方法具体包括以下步骤：

步骤101：在探测区域打一个设定深度的探测钻孔；优先的，在需探测的地下管道旁，在不破坏地下管道的位置上打一口探测钻孔；

步骤102：将串有供电电极的第一电缆线布设在所述探测钻孔内，用于为地下提供直流电，将串有测量电极的第二电缆线布设在地表上，通过地表上的测量电极获取关于地下管道的第一组数据；所述第一组数据包括第一电位差数据和第一直流电数据；

在执行步骤102之前，还需要将未串在所述第一电缆线上的供电电极放置在地表上；所述未串在所述第一电缆线上的供电电极与所述探测钻孔之间的距离为设定值，所述设定值无穷大，即将未串在所述第一电缆线上的供电电极放在无穷远处，使得串有供电电极的第一电缆线在地下全方位的发送直流电。

将供电装置与所述第一电缆线连接，用于为所述第一电缆线供电；将所述数据采集装置与所述第二电缆线连接，用于获取电位差数据和直流电数据。

步骤103：将所述第二电缆线布设在所述探测钻孔内，将所述第一电缆线布设在所述地表上，通过所述探测钻孔内的测量电极获取关于地下管道的第二组数据，所述第二组数据包括第二电位差数据和第二直流电数据；

步骤104：根据所述第一组数据和所述第二组数据，生成等视电阻率曲线剖面图。

所述步骤104具体包括：

根据所述第一组数据和所述第二组数据，采用视电阻率值计算法，生成二维剖面上各点的电阻率；

根据所述电阻率，生成所述等视电阻率曲线剖面图。

其中，所述第一电缆线和所述第二电缆线布设夹角为90°±ɑ；ɑ为角度设定值，ɑ值几乎为0。即所述第一电缆线和所述第二电缆线几乎为垂直关系；所述探测区域的半径为30米。所述第一电缆线上的所述供电电极为多个；所述第二电缆线上的所述测量电极为多个。所述供电电极以第一固定值间隔分布；所述测量电极以第二固定值间隔分布。

实施例二

为了更好的将第一电缆线或者第二电缆线布设在垂直于需探测的地下管道走向的测线，本发明需要进行多组布设，使得第一电缆线或者第二电缆线布设在垂直于需探测的地下管道走向的测线。

图2为本发明实施例地下管道错位敷设立体电法定位探测法平面示意图，如图2所示，为了更好的将第一电缆线或者第二电缆线布设在垂直于需探测的地下管道走向的测线，本发明实施例进行了三组布设，其中，中间一组的第一电缆线或者第二电缆线布设在垂直于需探测的地下管道走向的测线，进而该组布设电缆线获取的测量数据最为准确，得到的等视电阻率曲线剖面图能够更加精确地探测到地下管道的、埋藏深度以及管径大小。

图3为本发明实施例第一组数据采集时地下管道错位敷设立体电法定位探测法剖面示意图；图4为本发明实施例第二组数据采集时地下管道错位敷设立体电法定位探测法剖面示意图。如图2、图3和图4所示，采用本发明提供的探测方法所用到的装置包括：直流电法仪201(相当于实施例一提到的所述数据采集装置与所述供电装置的集成装置)、电极202、电缆203以及处理器(图中未显示)。其中所述电极202包括供电电极2021和测量电极2022。所述电缆203包括第一电缆线2031和第二电缆线2032。图2和图3中还显示了金属管道205、PE管道206以及水泥管道207。显然，图2内中间布设的电缆线垂直于金属管道205、PE管道206以及水泥管道207。

所述直流电法仪201分别与串有供电电极2021的第一电缆2031线和串有测量电极2022的第二电缆线2032连接，用于为所述第一电缆线2031供电，用于获取所述第一组数据和所述第二组数据。所述处理器与所述直流电法仪201连接，用于根据所述第一组数据和所述第二组数据，采用视电阻率计算法，生成等视电阻率曲线剖面图。

其中，如图3所示，获取所述第一组数据，具体包括：

将串有供电电极2021的第一电缆线2031布设在所述探测钻孔内，用于为地下提供直流电，将串有测量电极2022的第二电缆线2032布设在地表上，通过地表上的测量电极获取关于地下管道的第一组数据；所述第一组数据包括第一电位差数据和第一直流电数据。

如图4所示，获取所述第二组数据，具体包括：

将所述第二电缆线2032布设在所述探测钻孔内，将所述第一电缆线2031布设在地表上，通过所述探测钻孔内的测量电极获取关于地下管道的第二组数据，所述第二组数据包括第二电位差数据和第二直流电数据。

实施例三

采用本发明提供的探测方法和探测装置，探测广东省珠海市某区域中的地下管道探测。

图5为珠海市高压电缆外的PVC管道探测成果平面图。图6为珠海市高压电缆外的PVC管道探测成果剖面图。如图5和图6所示，根据探测区域的实际面积大小确定探测钻孔的个数。在本发明实施例中根据实际需要确定打两个探测钻孔，所述两个探测钻孔的实施步骤相同，因此在本实施例中只描述一个探测钻孔的实施步骤。具体为：

第一步：在需探测的地下管道旁，在不破坏地下管道的位置上打一口探测钻孔；根据实际经验，在地表上布设多条几乎垂直于所需探测地下管道走向方向的测线；其中，探测钻孔的深度为20米。

第二步：将直流电法测量仪分别与串有供电电极的第一电缆线和串有测量电极的第二电缆线连接。其中第一电缆线上的供电电极为20个，相邻的供电电极之间的距离为1米。第二电缆线上的测量电极为30个，相邻的测量电极之间的距离为0.67米。

第三步：将未串在所述第一电缆线上的供电电极放在无穷远处，使得串有供电电极的第一电缆线在地下全方位的发送直流电。

第四步：将串有供电电极的第一电缆线布设在所述探测钻孔内，用于为地下提供直流电。

第五步：将串有测量电极的第二电缆线布设在地表第一测线上，通过地表第一测线上的测量电极获取关于地下管道的第一组数据；所述第一组数据包括第一电位差数据和第一直流电数据。其中，所述第一电缆线和所述第二电缆线布设夹角为90°±ɑ；ɑ为角度设定值，ɑ值几乎为0，也就是说所述第一电缆线与所述第二电缆线的布设位置关系为近似垂直关系。

第六步：将所述第二电缆线布设在所述探测钻孔内，将所述第一电缆线布设在地表第一测线上，通过所述探测钻孔内的测量电极获取关于地下管道的第二组数据，所述第二组数据包括第二电位差数据和第二直流电数据。其中，所述第一电缆线和所述第二电缆线布设夹角为90°±ɑ；ɑ为角度设定值，ɑ值几乎为0，也就是说所述第一电缆线与所述第二电缆线的布设位置关系为近似垂直关系。

第七步：将所述处理器与所述直流电法测量仪连接，用于获取所述第一组数据和所述第二组数据，并根据所述第一组数据和所述第二组数据，采用等视电阻率值计算法，生成二维剖面上各点的电阻率，通过计算机处理形成第一等视电阻率曲线剖面图。

第八步：将第一电缆线或者第二电缆线放置第二测线、第三测线......等，其他按照第二步至第七步的操作内容，生成第二等视电阻率曲线剖面图、第三等视电阻率曲线剖面图......等，然后将第一等视电阻率曲线剖面图、第二等视电阻率曲线剖面图、第三等视电阻率曲线剖面图等合成具有多条测线的等视电阻率曲线剖面图；通过等视电阻率曲线剖面图上多条几乎垂直于需探测的地下管道走向的测线来确定地下管道的位置、埋藏深度以及管径大小。

图7为珠海市高压电缆外的PVC管道探测第一测线电阻率剖面图，如图6所示，横坐标是测线的长度(或探测范围)为16米，纵坐标为探测深度为11.5米。高压电缆外的PVC管道所反映的是高阻异常，PVC管道有3条，其位置分别是距离测线起点4米、10米和14米。埋藏深度分别是2.8米、3.3米和2.6米。它们的管径都一样为0.8米。

图8为珠海市高压电缆外的PVC管道探测第二测线电阻率剖面图，如图7所示，横坐标是测线的长度(或探测范围)为20米，纵坐标为探测深度为19.5米。高压电缆外的PVC管道所反映的是高阻异常，PVC管道有3条，其位置分别是距离测线起点7.8米、14米和18.2米。埋藏深度分别是12.4米、13.6米和13.8米。它们的管径都一样为0.8米。

通过以上实施例可知，本发明提供了一种立体的地下管道精确探测方法，在地下管道探测的过程中不会产生电磁波，也不需要接收感应电场信号，是通过地下各部位的电阻率值差异来探明地下管道的，即探测时向地下提供直流电，采集地下各个部位的电位差数据和直流电数据，通过采用视电阻率值计算法，生成二维剖面上各点的电阻率，通过计算机处理形成所述等视电阻率曲线剖面图，通过等视电阻率曲线剖面图上产生的异常，确定地下管道的位置、埋藏深度以及管径大小。另外，由于电位差数据和直流电数据是用来计算视电阻率值的，近间距并行管道和多电缆管道在直流电法的等视电阻率曲线剖面图上，都是各自独立的“异常”，不会相互影响；非金属管道在等视电阻率曲线剖面图上所显示的是“高阻异常”，也能够准确地被探测到。因此，本发明提供的探测方法，能够精确地探测到地下管道的位置、埋藏深度以及管径大小。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种立体的地下管道精确探测方法，其特征在于，所述地下管道精确探测方法包括:

在探测区域打一个设定深度的探测钻孔；

将串有供电电极的第一电缆线布设在所述探测钻孔内，用于为地下提供直流电，将串有测量电极的第二电缆线布设在地表上，通过地表上的测量电极获取关于地下管道的第一组数据；所述第一组数据包括第一电位差数据和第一直流电数据；

将所述第二电缆线布设在所述探测钻孔内，将所述第一电缆线布设在所述地表上，通过所述探测钻孔内的测量电极获取关于地下管道的第二组数据，所述第二组数据包括第二电位差数据和第二直流电数据；

根据所述第一组数据和所述第二组数据，生成等视电阻率曲线剖面图。

2.根据权利要求1所述的的地下管道精确探测方法，其特征在于，所述地下管道精确探测方法还包括：将未串在所述第一电缆线上的供电电极放置在地表上；所述未串在所述第一电缆线上的供电电极与所述探测钻孔之间的距离为设定值。

3.根据权利要求1所述的的地下管道精确探测方法，其特征在于，所述地下管道精确探测方法还包括：将供电装置与所述第一电缆线连接，用于为所述第一电缆线供电；将数据采集装置与所述第二电缆线连接，用于获取所述第一组数据和所述第二组数据。

4.根据权利要求1所述的的地下管道精确探测方法，其特征在于，所述根据所述第一组数据和所述第二组数据，生成等视电阻率曲线剖面图，具体包括：

根据所述第一组数据和所述第二组数据，采用视电阻率值计算法，生成二维剖面上各点的电阻率；

根据所述电阻率，生成所述等视电阻率曲线剖面图。

5.根据权利要求1所述的的地下管道精确探测方法，其特征在于，所述第一电缆线和所述第二电缆线布设夹角为90°±ɑ；ɑ为角度设定值。

6.根据权利要求1所述的的地下管道精确探测方法，其特征在于，所述探测区域的半径为30米。

7.根据权利要求1所述的的地下管道精确探测方法，其特征在于，所述第一电缆线上的所述供电电极为多个；所述第二电缆线上的所述测量电极为多个。

8.根据权利要求1所述的的地下管道精确探测方法，其特征在于，所述供电电极以第一固定值间隔分布；所述测量电极以第二固定值间隔分布。