CN110231666A

CN110231666A - 一种地下管线轨迹深度探测方法及装置

Info

Publication number: CN110231666A
Application number: CN201810177884.6A
Authority: CN
Inventors: 孙钦武; 庞海锋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-03-05
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2019-09-13

Abstract

本发明公开了一种地下管线轨迹深度探测方法及装置。本发明采用全新的技术原理进行管线探测，即采用压敏传感器，利用最普通的液体（水）作为压力介质，在对需要精确探测深度轨迹的地下管线内灌入液体（水），然后把传感器从管线一端导入，用牵引绳从另一端牵引，使液体压力传感器测量管线内液体任意点的深度、并实时记录压力传感器离被测量管口的滑动轨迹长度及压力传感器离被测量管口的水平距离数据，从而得出被测量管线的深度与水平距离的轨迹图。

Description

一种地下管线轨迹深度探测方法及装置

技术领域

本发明涉及地下管线定位领域，特别涉及一种地下管线轨迹深度探测方法及装置。

背景技术

随着城市化进程的快速提高，城市建设过程中伴随着大量地下管线的敷设，而对这些地下管线的敷设采用非开挖顶管或埋管敷设的形式也日趋增多。长期以来，各类地下管线难以在日常的运行管理中准确的探测其深度轨迹，由此也给城市中各类地下管线的运行维护单位带来极大的困扰。

目前城市地下管线深度轨迹探测主要有两类，第一类是基于电磁感应的原理实现，即通过主动或被动的方式给所需要探测的地下管线施加一个可识别频率的电磁波，然后在地面上通过接收管线发散出来的电磁波从而计算出所测的管线的深度轨迹。第二类是基于雷达反射的原理，这类仪器可以探测到地下金属材料管线和非金属类材料管线，这类仪器的工作原理是通过仪器在地面向地下发射雷达波，雷达波在传播过程中，对不同的介质其反射的图谱各异，通过反射图谱的识别从而大概的获得地下管线的轨迹。

现有技术的缺点：

（1）基于电磁感应类仪器的缺点是：①只能探测到金属材质的管线；②受电磁感应的功率及管线周围的其它强电管线的影响，目前最先进的仪器都难以探测到埋在地下深度超过6米深的管线；③误差大。

（2）基于雷达波反射类仪器的缺点是：①可探测深度更有限，地下管线超过5米以上就无法探测；②图谱识别非常困难，必须是由经过长时间专业训练的人员才能识别雷达反射图谱中的管线，因此此类仪器探测所得的管线只能作为地下管线的初步评估，无法达到精确探测的效果。

因此，以上这些仪器无法同时用于金属性管线和非金属性管线，而且探测量程有限，精确度不高，特别在高压电力电缆运行状态下，由于强电场的干扰，使探测结果偏差很大，甚至无法探测，使各管线运行管理人员无据可依，与其它管线顶管交叉时，往往会造成各自管线受外力破坏的重大事故。所以，开展具有高精度、大量程的管线深度探测的专业仪器的研发，意义重大，市场潜力极大。

发明内容

本发明提供了一种地下管线轨迹深度探测方法及装置，能够解决上述现有技术问题中的一种或几种。

根据本发明的一个方面，提供了一种地下管线轨迹深度探测方法，包括：

S001、将被探测管线内注满水，并穿入牵引绳；

S002、将牵引绳与液压传感器连接，在管线出口进行牵引，把液压传感器牵引至管线入口；

S003、拖动牵引绳将液压传感器匀速拉向管线出口；

其中，在步骤S003中，拉动液压传感器时，记录液压传感器距管线入口的移动距离长度值和液压传感器的深度值。

本发明的有益效果是，液压传感器在第1数据记录点时，长度计米数为B₁；深度为C₁，即可计算出水平距离（A₁）为：（A₁）=L1= ；

液压传感器在第2数据记录点时，长度计米数为B₂；深度为C₂，即可计算出管口至第2数据记录点的水平距离（A₂）为：（A₂）=L₁+L₂=L₁+；

液压传感器在第3数据记录点时，长度计米数为B₃；深度为C₃，即可计算出管口至第3数据记录点的水平距离（A₃）为：（A₃）=L₁+L₂+L₃=L₁+L₂+；

依次类推至管线出口，顶管轨迹长度可选择为每1米记录一组数据，从而可以精确的绘制出液体压力传感器测量管线内液体水任意点的深度、压力传感器离被测量管口的滑动轨迹长度及压力传感器离被测量管口的水平距离轨迹图纸，可以为管线单位提供精确的地下管线图纸作为图档资料。本发明采用全新的技术原理进行管线探测，即采用压敏传感器，利用最普通的液体（水）作为压力介质，在对需要精确探测深度轨迹的地下管线内灌入液体（水），然后把传感器从管线一端导入，用牵引绳从另一端牵引，使液体压力传感器测量管线内液体任意点的深度、并实时记录压力传感器离被测量管口的滑动轨迹长度及压力传感器离被测量管口的水平距离数据，从而得出被测量管线的深度与水平距离的轨迹图。实验证明，通过同一液体在不同压力处测量离液面的垂直距离具有良好的稳定性及精确度。

利用此原理研发顶管深度探测设备，彻底不受任何强电场干扰，极大提高探测精确度及探测量程。本发明的方法适用于任何材质的地下管线的探测。通过本方法对地下管线的深度轨迹的探测，可杜绝各管线单位在施工作业时发生相互损坏事件，极大的降低了管线单位运行维护地下管线的成本。

在一些实施方式中，在步骤S003之前，先将计算机与探测装置的控制盒相连，启动数据处理软件。其有益效果是，通过编写相关软件，能实时记录液体压力传感器测量管线内液体水任意点的深度、压力传感器离被测量管线人口的滑动轨迹长度及压力传感器离被测量管口的水平距离数据，由此能够实时绘制出被测量管线的深度与水平距离的轨迹图。

在一些实施方式中，液压传感器位于管线进口时，液压传感器的移动距离长度值为0m，液压传感器的深度值为0m。

根据本发明的另一方面，提供了一种地下管线轨迹深度探测装置，包括，

机架；

绕线盘，通过中心轴固定于机架上，绕线盘上缠绕有导线，导线的一端连接有液压传感器，绕线盘能够沿中心轴进行转动，以退去绕线盘上的导线或将导线缠绕在绕线盘上进行收起；和，

控制盒，设于机架上，控制盒与液压传感器数据相连，控制盒配置为对液压传感器的深度和移动距离长度值进行采集。

本发明的有益效果是，（1）能够精确探测出埋在地下的任何材质管线的深度轨迹，深度误差控制在1%范围内；（2）能突破传统仪器所不能突破的地下管线的埋深量程的限制，即不受地下管线的具体埋深限制；（3）本仪器使用简便，只需对操作人员进行简单的培训即可完全胜任本仪器的操作；（4）应用本仪器可以精确的绘制出液体压力传感器测量管线内液体水任意点的深度、压力传感器离被测量管口的滑动轨迹长度及压力传感器离被测量管口的水平距离轨迹图纸，可以为管线单位提供精确的地下管线图纸作为图档资料；（5）通过本仪器对地下管线的深度轨迹的探测，可杜绝各管线单位在施工作业时发生相互损坏事件，极大的降低了管线单位运行维护地下管线的成本。

在一些实施方式中，机架的底部还设有轮子。其有益效果是，方便整个装置的移动，大大节省了人力。

在一些实施方式中，机架的底部还设有支脚。其有益效果是，当对管线进行探测时，支脚和轮子能够共同支撑装置，保证整个装置在管线探测过程中的稳定性。

在一些实施方式中，还包括摇把，摇把的一端与绕线盘的中心轴相连接，摇把能够带动绕线盘进行转动。其有益效果是，当需要对液压传感器进行收回时，转动摇把，带动绕线盘转动，即可把电线重新缠绕在绕线盘上，从而收回传感器。

在一些实施方式中，机架上还设有计算机支架。其有益效果是，便于放置计算机，能够将控制盒采集的数据信息实时输入计算机中，通过相应的软件实时绘制出被测量管线的深度与水平距离的轨迹图。

在一些实施方式中，还包括刹车碟，刹车碟与绕线盘同轴相连。其有益效果是，方便实时对装置进行制动，阻止绕线盘转动，从而可以控制压力传感器的运动。

附图说明

图1为本发明一实施方式的地下管线轨迹深度探测装置的剖面结构示意图；

图2为图1所示地下管线轨迹深度探测装置的左视图；

图3为本发明地下管线轨迹深度探测装置进行管线探测的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1-3示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的地下管线轨迹深度探测装置。如图所示，该装置包括机架1、绕线盘2和控制盒3。

其中，绕线盘2通过中心轴固定于机架1上，绕线盘2上缠绕有导线4，导线4的一端连接有液压传感器5，绕线盘2能够沿中心轴进行转动，以退去绕线盘2上的导线4或将导线4缠绕在绕线盘2上进行收起。为了方便绕线盘2转动，还包括摇把6，摇把6的一端与绕线盘2的中心轴相连接，摇把6能够带动绕线盘2进行转动。当需要对液压传感器5进行收回时，转动摇把6，带动绕线盘2转动，即可把导线4重新缠绕在绕线盘2上，从而收回传感器。

控制盒3设于机架1上一侧，控制盒3内设有长度记录器、导电环、可充电电池、数据串口等，表面设有显示窗。控制盒3与液压传感器5数据相连，能够对液压传感器5的深度和移动距离长度值进行采集。

本发明的装置中，采用计算机11进行数据处理。机架1上设有计算机支架7，便于放置计算机11，能够将控制盒3采集的数据信息通过USB数据线实时输入计算机11中，通过相应的软件实时绘制出被测量管线的深度与水平距离的轨迹图。

机架1的底部还设有左右两个轮子9，方便整个装置的移动，大大节省了人力。机架1的底部的前方还设有支脚10。当对管线进行探测时，支脚10和轮子9能够共同支撑装置，保证整个装置在管线探测过程中的稳定性。

装置上还刹车碟8，采用现有技术中刹车碟8即可。刹车碟8与绕线盘2同轴相连，方便实时对装置进行制动，阻止绕线盘2转动，从而可以控制压力传感器的运动。

如图3所示的原理，采用本发明的地下管线轨迹深度探测装置进行管线测试和轨迹模拟时，主要包括以下步骤：

计算机11通过USB数据线与探测仪连接后，开启应用软件《地下管线顶管轨迹深度精确探测仪》；

将被探测管线14内注满水，并穿入牵引绳15；

将牵引绳15与液压传感器5可靠连接，在管线出口13开始牵引，把液压传感器5牵引至管线出口13的水平面；

应用软件《地下管线顶管轨迹深度精确探测仪》中开启连接长度计米器并复位计米器归零；开启连接深度探测器；

拖动牵引绳15将液压传感器5匀速拉向管线出口13；

此时，应用软件《地下管线顶管轨迹深度精确探测仪》中已记录好被探测管线14的深度轨迹数据及轨迹图。

进行具体数据模拟的原理如下：

1）液压传感器5在入口处的水平面时，此时，长度计米数为0米；深度为0米；

2）液压传感器5在第1数据记录点时，长度计米数（B₁）为2米；深度（C₁）为1米，即可计算出水平距离（A₁）为：

（A₁）=L₁==1.73米

3）液压传感器5在第2数据记录点时，长度计米数（B₂）为4米；深度（C₂）为1.5米，即可计算出管口至第2数据记录点的水平距离（A₂）为：

（A₂）=L₁+L₂=L₁+=1.73+1.94=3.67米

4）液压传感器5在第3数据记录点时，长度计米数（B₃）为6米；深度（C₃）为1.6米，即可计算出管口至第2数据记录点的水平距离（A₃）为：

（A₃）=L₁+L₂+L₃=L₁+L₂+=1.73+1.94+1.997=5.667米

5）依次类推至管线出口13，顶管轨迹长度可选择为每1米记录一组数据。在应用软件《地下管线顶管轨迹深度精确探测仪》中记录好被探测管线14的深度轨迹数据及轨迹图。

以上的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种地下管线轨迹深度探测方法，包括：

S001、将被探测管线（14）内注满水，并穿入牵引绳（15）；

S002、将牵引绳（15）与液压传感器（5）连接，在管线出口（13）进行牵引，把液压传感器（5）牵引至管线入口（12）；

S003、拖动牵引绳（15）将液压传感器（5）匀速拉向管线出口（13）；

其中，在步骤S003中，拉动液压传感器（5）时，记录液压传感器（5）距管线入口（12）的移动距离长度值B和液压传感器（5）的深度值C。

2.根据权利要求1所述的地下管线轨迹深度探测方法，其特征在于，在步骤S003之前，先将计算机（11）与探测装置的控制盒（3）相连，启动数据处理软件。

3.根据权利要求2所述的地下管线轨迹深度探测方法，其特征在于，液压传感器（5）位于管线进口时，液压传感器（5）的移动距离长度值为0m，液压传感器（5）的深度值为0m。

4.一种地下管线轨迹深度探测装置，其特征在于，包括，

机架（1）；

绕线盘（2），通过中心轴（21）固定于机架（1）上，所述绕线盘（2）上缠绕有导线（4），导线（4）的一端连接有液压传感器（5），所述绕线盘（2）能够沿所述中心轴（21）进行转动，以退去所述绕线盘（2）上的导线（4）或将所述导线（4）缠绕在所述绕线盘（2）上进行收起；和，

控制盒（3），设于所述机架（1）上，所述控制盒（3）与所述液压传感器（5）数据相连，所述控制盒（3）配置为对所述液压传感器（5）的深度值和移动距离长度值进行采集。

5.根据权利要求4所述的地下管线轨迹深度探测装置，其特征在于，所述机架（1）的底部还设有轮子（9）。

6.根据权利要求5所述的地下管线轨迹深度探测装置，其特征在于，所述机架（1）的底部还设有支脚（10）。

7.根据权利要求4所述的地下管线轨迹深度探测装置，其特征在于，还包括摇把（6），所述摇把（6）的一端与所述绕线盘（2）的中心轴（21）相连接，所述摇把（6）能够带动所述绕线盘（2）进行转动。

8.根据权利要求4所述的地下管线轨迹深度探测装置，其特征在于，所述机架（1）上还设有计算机（11）支架（7）。

9.根据权利要求4所述的地下管线轨迹深度探测装置，其特征在于，还包括刹车碟（8），所述刹车碟（8）与所述绕线盘（2）同轴相连。