CN111679268A - 一种地下管线探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种地下管线探测方法，通过在地下提前埋设标识带作为标准物，可方便对待测管线进行位置确定。通过两次检测过程确定标识带的深度和对应于标识带在地面上的垂直原点，将探测仪放置在垂直原点上发送雷达信号，并结合直连法，从而确定待测管线的深度信息和位置信息，并进一步通过在第一点上设置探测仪，发送雷达信号，实现对一个管线的两次定位，将两次定位信息相结合，实现对管线的准确定位，从而确定了待测管线与标识带的位置关系。根据上述探测信息，可绘制标识带和待测管线的剖面位置关系图。本发明的探测方法简单高效，探测准确性好，实现了非开挖的地下管线探测，节省了人力物力，并能准确绘制管线和标识带的位置关系。

Description

一种地下管线探测方法

技术领域

本发明实施例涉及探测技术领域技术领域，具体涉及一种地下管线探测方法。

背景技术

随着城市的不断发展，常常需要对地下一定深度进行施工作业，如铺设新管线。为了能够在铺设新管线作业时，不破坏现有地下的管线，常常需要进行管线探测，目的是在不破坏地面覆土的情况下，快速准确地探测出地下自来水管道、金属管道、电缆等的位置、走向、深度及钢质管道防腐层破损点的位置和大小。

现有技术中，仅能够通过地下管线探测仪对地下所埋种类、数量、深度等进行探测，但对管线的位置和管线之间的位置关系仅能够进行粗略的估测，不能准确确定他们之间的位置关系，导致探测准确性差，给现场施工人员提供的帮助有限。

因此，如何提供一种地下管线探测方法，实现地下管线准确的位置探测，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种地下管线探测方法，以解决现有技术中存在的相关技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种地下管线探测方法，用于探测埋于地下的若干带有铝箔的管线和标识带，其步骤包括：

S1：确定与标识带垂直路径上的第一点，通过探测仪向地下发送雷达信号，所述标识带向探测仪反射雷达信号，根据公式计算探测仪与标识带的距离s₁，计算公式如下：

s₁＝(t₁-t₀)v₁/2，

其中t₀为发射雷达信号的时间，t₁为返回雷达信号的时间，v₁为雷达波的速度；

S2：确定与标识带垂直路径上的第二点，且所述第二点朝向远离标识带和第一点的方向确定，通过探测仪向地下发送雷达信号，所述标识带向探测仪反射雷达信号，根据公式计算探测仪与标识带的距离s₂，计算公式如下：

s₂＝(t₃-t₂)v₁/2，

其中t₂为发射雷达信号的时间，t₃为返回雷达信号的时间，v₁为雷达波的速度；

S3：确定标识带在垂直路径上的垂直原点，垂直原点与第一点的距离为s₃，第一点与第二点的距离为s₄，标识带距离垂直原点的距离为h，根据以下公式计算s₃和h：

s₁ ²＝h²+s₃ ²，s₂ ²＝h²+(s₃+s₄)²；

S4：采用直连法探测其中一个管线与地面的垂直距离为h_n，将探测仪放置在垂直原点处，通过探测仪向地下发送雷达信号，根据步骤S1或S2中公式计算垂直原点与待测管线的距离为s_n，标识带与待测管线的水平距离为s₀，计算待测管线与标识带的直线距离s_m，具体计算公式如下：

s_n ²＝h_n ²+s₀ ²，s_m ²＝s₀ ²+(h-h_n)²；

S5：根据上述步骤，确定待测管线与标识带的位置关系，并重复步骤S4过程，确定其他若干管线与标识带的位置关系；

S6：绘制标识带和若干管线剖面位置关系图。

进一步地，在步骤S4中，还包括以下步骤：

S401：将探测仪设置在第一点处，通过探测仪向地下发送雷达信号和接收雷达信号，按照步骤S1计算第一点到待测管线的距离；

S402：判断并确定待测管线与标识带的方位信息；

S403：当测量的第一点与待测管线的距离大于s_n时，则判断待测管线与第一点不在同一侧；当测量的第一点与待测管线的距离小于s_n时，则判断待测管线与第一点在同侧。

进一步地，还包括步骤S7，在探测管线位置地面上涂刷管线位置信息和埋设信息。

进一步地，所述标识带的截面为圆形，且铝箔包裹在所述标识带的外壁上。

进一步地，所述标识带的外直径为5cm。

进一步地，所述探测仪包括雷达探测模块、控制器模块、显示模块、测距模块和AGV小车，所述雷达探测模块、控制器模块、显示模块和测距模块均设于所述AGV小车上，所述探测模块、显示模块、测距模块和AGV小车均信号连接所述控制器模块。

进一步地，所述雷达探测模块用于向地下发送雷达信号和接收铝箔反射的雷达信号。

进一步地，所述测距模块用于测量第一点、第二点和垂直原点纸件的距离。

进一步地，所述显示模块用于显示测距模块测量的距离信息和控制器模块计算的探测仪与标识带、探测仪与待测管线的距离信息。

本发明实施例具有如下优点：

通过在地下提前埋设标识带作为标准物，可方便对待测管线进行位置确定。通过两次检测过程确定标识带的深度和对应于标识带在地面上的垂直原点，将探测仪放置在垂直原点上发送雷达信号，并结合直连法，从而确定待测管线的深度信息和位置信息，并进一步通过在第一点上设置探测仪，发送雷达信号，实现对一个管线的两次定位，将两次定位信息相结合，实现对管线的准确定位，从而确定了待测管线与标识带的位置关系。根据上述探测信息，可绘制标识带和待测管线的剖面位置关系图，为现场施工人员提供准确的地下管线位置关系的参考。本发明的探测方法简单高效，探测准确性好，实现了非开挖的地下管线探测，节省了人力物力，并能准确绘制管线和标识带的位置关系，为施工人员提供参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的标识带和垂直原点确定示意图；

图2为本发明实施例提供的管线和标识带位置示意图；

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

为了解决现有技术中存在的相关技术问题，本申请实施例提供了一种地下管线探测方法，用于探测埋于地下的若干带有铝箔的管线和标识带，得到管线之间、管线和标识带的准确位置关系。其利用现有技术中的雷达探测仪，就可实现管线和标识带的探测定位。其步骤包括：

S1：现有技术中，一般水管、光缆等管线均是沿着城市主干道的方向进行埋设的，从而根据城市规划部门提供的信息就能基本确定管线的埋设方向和大体位置，进而确定与主干道相垂直的方向，探测仪通过在垂直方向上不同位置进行检测，实现对管线的探测。具体的，如图1和2，确定与标识带垂直路径上的第一点，探测仪上设置雷达探测模块，通过雷达探测模块上的发射单元向地下发送雷达信号，所述标识带上的铝箔向探测仪反射雷达信号，雷达探测模块的接收单元接收到反射的雷达信号。根据公式计算探测仪与标识带的距离s₁，计算公式如下：

s₁＝(t₁-t₀)v₁/2，

其中t₀为发射雷达信号的时间，t₁为返回雷达信号的时间，v₁为雷达波的速度。现有技术中，雷达波的速度v₁为已知变量，时间t₁和t₀均为记录时间，从而根据上述公式能够准确测得探测仪在第一点和标识带之间的距离s₁。

S2：如图1，如步骤S1所示的，确定与标识带垂直路径上的第二点，且所述第二点朝向远离标识带和第一点的方向确定，通过探测仪向地下发送雷达信号，所述标识带向探测仪反射雷达信号，根据公式计算探测仪与标识带的距离s₂，计算公式如下：

s₂＝(t₃-t₂)v₁/2，

其中t₂为发射雷达信号的时间，t₃为返回雷达信号的时间，v₁为雷达波的速度。现有技术中，雷达波的速度v₁为已知变量，时间t₃和t₂均为记录时间，从而根据上述公式能够准确测得探测仪在第二点和标识带之间的距离s₂。

S3：进一步用于确定标识带在垂直路径上的垂直原点，垂直原点在标识带的正上方地面上。假设垂直原点与第一点的距离为s₃，s₃为未知量，第一点与第二点的距离为s₄，s₄通过测量为已知量，则标识带距离垂直原点的距离为h，h为未知量，根据以下公式计算s₃和h：

s₁ ²＝h²+s₃ ²，s₂ ²＝h²+(s₃+s₄)²。

通过上述两个公式可求得s₃＝(s₂ ²-s₁ ²-s₄ ²)/2s₄，其中经过步骤S1和S2已经得到了s₁和s₂的量，从而可以得到第一点和垂直原点之间的距离s₃。

进一步的，将得到的s₃数值带入到公式s₁ ²＝h²+s₃ ²中就可得到h的数值。

因此，通过本步骤，可以得到垂直原点的准确位置和标识带的深度。

S4：直连法是现有技术中常用的管线探测方法，具体是通过发射机一端接金属管线，另一端接地，将交变电流直接注入地下金属管线，观测管线电流产生的磁场。可对各种金属管线进行扫描定位、测深、连续追踪并区分相邻管线。由于管线电流产生的信号很强，故信噪比和分辨率均较高，水平定位、垂直测深精度最高，但必须有金属管线出露点，探测效果最好。

本步骤中采用直连法探测其中一个管线与地面的垂直距离为h_n，即通过这一方法就能够得到这一管线的埋深为h_n；进一步将探测仪放置在垂直原点处，通过探测仪向地下发送雷达信号，根据步骤S1或S2中公式计算垂直原点与待测管线的距离为s_n，标识带与待测管线的水平距离为s₀，计算待测管线与标识带的直线距离s_m，具体计算公式如下：

s_n ²＝h_n ²+s₀ ²，s_m ²＝s₀ ²+(h-h_n)²；

因此通过这两个公式可以得出待测管线和标识带之间的直线距离s_m，而结合管线与地面的垂直距离h_n与h的大小关系就能进一步确定管线的位置。即当h_n大于h时，则管线位于标识带的下方；当h_n小于h时，则管线位于标识带的上方。

为了进一步确定管线的准确位置，在步骤S4中，还包括以下步骤：

S401：将探测仪设置在第一点处，通过探测仪向地下发送雷达信号和接收雷达信号，按照步骤S1计算第一点到待测管线的距离；

S402：判断并确定待测管线与标识带的方位信息；

S403：当测量的第一点与待测管线的距离大于s_n时，则判断待测管线与第一点不在同一侧；当测量的第一点与待测管线的距离小于s_n时，则判断待测管线与第一点在同侧。

综上所述，当h_n大于h时，测量的第一点与待测管线的距离大于s_n时，则管线位于标识带的左下方；当h_n大于h时，测量的第一点与待测管线的距离小于s_n时，则判断待测管线在标识带的右下方；当h_n小于h时，测量的第一点与待测管线的距离大于s_n时，则管线位于标识带的左上方；当h_n小于h时，测量的第一点与待测管线的距离小于s_n时，则管线位于标识带的右上方。而当h_n与h数值相同时，也同样可以采用上述方式，确定管线在标识带的左侧还是右侧。

S5：根据上述步骤，确定待测管线与标识带的位置关系，并重复步骤S4过程，确定其他若干管线与标识带的位置关系；

S6：绘制标识带和若干管线剖面位置关系图，如图1。

还包括步骤S7，在探测管线位置地面上涂刷管线位置信息和埋设信息。此步骤通过人工涂刷来实现。

进一步地，所述标识带的截面为圆形，且铝箔包裹在所述标识带的外壁上。

进一步地，所述标识带的外直径为5cm。

进一步地，所述探测仪包括雷达探测模块、控制器模块、显示模块、测距模块和AGV小车，所述雷达探测模块、控制器模块、显示模块和测距模块均设于所述AGV小车上，所述探测模块、显示模块、测距模块和AGV小车均信号连接所述控制器模块。所述雷达探测模块用于向地下发送雷达信号和接收铝箔反射的雷达信号。所述测距模块用于测量第一点、第二点和垂直原点纸件的距离。所述显示模块用于显示测距模块测量的距离信息和控制器模块计算的探测仪与标识带、探测仪与待测管线的距离信息。

通过在地下提前埋设标识带作为标准物，可方便对待测管线进行位置确定。通过两次检测过程确定标识带的深度和对应于标识带在地面上的垂直原点，将探测仪放置在垂直原点上发送雷达信号，并结合直连法，从而确定待测管线的深度信息和位置信息，并进一步通过在第一点上设置探测仪，发送雷达信号，实现对一个管线的两次定位，将两次定位信息相结合，实现对管线的准确定位，从而确定了待测管线与标识带的位置关系。根据上述探测信息，可绘制标识带和待测管线的剖面位置关系图，为现场施工人员提供准确的地下管线位置关系的参考。本发明的探测方法简单高效，探测准确性好，实现了非开挖的地下管线探测，节省了人力物力，并能准确绘制管线和标识带的位置关系，为施工人员提供参考。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种地下管线探测方法，其特征在于，用于探测埋于地下的若干带有铝箔的管线和标识带，其步骤包括：

S1：确定与标识带垂直路径上的第一点，通过探测仪向地下发送雷达信号，所述标识带向探测仪反射雷达信号，根据公式计算探测仪与标识带的距离s₁，计算公式如下：

s₁＝(t₁-t₀)v₁/2，

其中t₀为发射雷达信号的时间，t₁为返回雷达信号的时间，v₁为雷达波的速度；

S2：确定与标识带垂直路径上的第二点，且所述第二点朝向远离标识带和第一点的方向确定，通过探测仪向地下发送雷达信号，所述标识带向探测仪反射雷达信号，根据公式计算探测仪与标识带的距离s₂，计算公式如下：

s₂＝(t₃-t₂)v₁/2，

其中t₂为发射雷达信号的时间，t₃为返回雷达信号的时间，v₁为雷达波的速度；

S3：确定标识带在垂直路径上的垂直原点，垂直原点与第一点的距离为s₃，第一点与第二点的距离为s₄，标识带距离垂直原点的距离为h，根据以下公式计算s₃和h：

s₁ ²＝h²+s₃ ²，s₂ ²＝h²+(s₃+s₄)²；

S4：采用直连法探测其中一个管线与地面的垂直距离为h_n，将探测仪放置在垂直原点处，通过探测仪向地下发送雷达信号，根据步骤S1或S2中公式计算垂直原点与待测管线的距离为s_n，标识带与待测管线的水平距离为s₀，计算待测管线与标识带的直线距离s_m，具体计算公式如下：

s_n ²＝h_n ²+s₀ ²，s_m ²＝s₀ ²+(h-h_n)²；

S5：根据上述步骤，确定待测管线与标识带的位置关系，并重复步骤S4过程，确定其他若干管线与标识带的位置关系；

S6：绘制标识带和若干管线剖面位置关系图。

2.如权利要求1所述的地下管线探测方法，其特征在于，在步骤S4中，还包括以下步骤：

S401：将探测仪设置在第一点处，通过探测仪向地下发送雷达信号和接收雷达信号，按照步骤S1计算第一点到待测管线的距离；

S402：判断并确定待测管线与标识带的方位信息；

S403：当测量的第一点与待测管线的距离大于s_n时，则判断待测管线与第一点不在同一侧；当测量的第一点与待测管线的距离小于s_n时，则判断待测管线与第一点在同侧。

3.如权利要求2所述的地下管线探测方法，其特征在于，还包括步骤S7，在探测管线位置地面上涂刷管线位置信息和埋设信息。

4.如权利要求3所述的地下管线探测方法，其特征在于，所述标识带的截面为圆形，且铝箔包裹在所述标识带的外壁上。

5.如权利要求4所述的地下管线探测方法，其特征在于，所述标识带的外直径为5cm。

6.如权利要求5所述的地下管线探测方法，其特征在于，所述探测仪包括雷达探测模块、控制器模块、显示模块、测距模块和AGV小车，所述雷达探测模块、控制器模块、显示模块和测距模块均设于所述AGV小车上，所述探测模块、显示模块、测距模块和AGV小车均信号连接所述控制器模块。

7.如权利要求6所述的地下管线探测方法，其特征在于，所述雷达探测模块用于向地下发送雷达信号和接收铝箔反射的雷达信号。

8.如权利要求6所述的地下管线探测方法，其特征在于，所述测距模块用于测量第一点、第二点和垂直原点纸件的距离。

9.如权利要求6所述的地下管线探测方法，其特征在于，所述显示模块用于显示测距模块测量的距离信息和控制器模块计算的探测仪与标识带、探测仪与待测管线的距离信息。

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