超深管线高精度探测方法

一、惯性陀螺定位测量法

1、系统特点

1）该系统采用广泛应用于航天定位的陀螺技术，并将测量设备直接置入管内，并采用置中技术测量管道中心轴线位置，所以在目前已知的非开挖测量技术中，其测量精度最高。

2）该系统采用管内直接测量法，所以与其他基于信号探测技术的非开挖测量方法相比，其最大的优点就是无探测深度的限制。

3）该系统测量工作方式不受电磁波干扰。

4）该系统工作时无须操作人员于地面进行追踪定位，所以不受地面环境、交通、天气、光线等影响，理论上讲可以24小时全天候进行作业。

5）所有探测数据，除入口与出口点坐标由GPS获得，其余数据皆由设备自行运算，消除人为误差，并可重复验证。

2、系统组成

主机（DR-HDD-4.2）、PC处理系统、支架、轮组、网络线、控制器，具体见图4.1-1至4.1-6。

3、测量原理及流程

1）利用陀螺仪测量原理与计算机三维计算技术相结合，直接测量管线中心线空间位置。

2）前期准备—区域内地形测量，加密高程测量—管线两端口三维坐标测量—牵引绳置入管道—牵引主机—导出数据—数据后处理。具体见图4.1-7至4.1-13。

优点：陀螺仪是一种测量方法在管线探测中的应用，不受地形、管线材质、埋深、电磁干扰限制，测量精度高等优点，因而特别适用于非开挖铺设管线的竣工测量。

缺点：受限条件是管线必须两端开口；受牵引绳导入管线内部限制，单端管线长度不超过1000米；设备昂贵，在常规管线探测中应用很少。

二、水平剖面法

对于深度大于5米，导电良好带绝缘层的金属管线，金属管线探测仪的峰值模式下接收机的灵敏度不足，定位精度均偏差较大，难以满足精度要求。采用水平剖面法可以提高大埋深、超深管线平面定位探测精度。

1、基本工作方法

水平剖面法是垂直于目标管线布设测线，测线间距一般不大于10米，测线长度不低于3倍管线埋深，沿测线设置距离均匀的测点或皮尺，信号施加完毕后接收机逐条测线、逐点探测并记录。如图4.2-1所示。

2、水平剖面法工作要点

选择大功率发射机，如ZB-2008、PCM+、DM等。

选择低频，工作频率不超过8KHz。

采用直接法施加信号，采用单端连接时应布设长导线接地，增加接地钎入地深度，改善接地条件。

因为这宽峰模式、谷值模式模式的灵敏度均高于峰值模式，因而对超深管线平面定位宜采用宽峰模式Hx剖面法或谷值模式进行定位，采用宽峰模式Hx50%、80%特征点法或谷值模式45º法测深。

保证每一条测线场地平整，点距越小越好，但1-3=1-1*9/10+2*9-7=3应保证每一条测线在尽量短的时间内完成测量。

数据录入计算机进行反演计算、成图，当有旁侧干扰时，应剔除干扰点数据。

3、基本原理

金属管线探测仪对常规金属管线探测时根据接收机信号峰谷值显现在现场直接定位，水平剖面法是固定发射机输出功率、固定接收机灵敏度，将每条测线、每个测点的信号值记录、输入计算软件，根据软件生成的曲线图判断管线走中心位置。

三、竖直剖面法

对于超深管线采用水平剖面法可以较大的提高管线平面定位精度，但由于管道超深，在地面上捕捉到的信号微弱，测深误差更大或难以测深。竖直剖面法可以极大的提高管线测深精度、平面定位精度。

1、基本工作方法

竖直剖面法是在水平剖面法初步确定管线平面位置、埋深后，然后在距离目标管线0.2H位置钻孔，通过钻孔方式将信号接收装置接近管道，以提高信号响应，提高探测精度。

2、竖直剖面法工作要点

选择大功率发射机，如ZB-2008、PCM+、DM等。

尽量选择低频，对带绝缘层传导良好的管线工作频率不超过8KHz。

采用直接法施加信号，带绝缘层传导良好的管线可以采用单端连接，应布设长导线接地，增加接地钎入地深度，改善接地条件。对于承插连接的铸铁管线应采用长导线双端连接。

竖直剖面法只能采用宽峰模式宽峰模式Hx剖面法确定管线深度H，采用宽峰模式Hx50%、80%特征点法测定L。

保证钻孔竖直及套管连接质量。

首先找出信号最大值位置，固定接收机增益后将探头下放至孔底开始逐点记录数值。

数据录入计算机进行反演计算、成图，当有旁侧干扰时，应剔除干扰点数据。

3、基本原理

1）通过钻孔使探头接近目标管线，达到常规管线探测的距离，同时克服水平剖面法时浅部干扰，保证探测精度。

2）在竖直方向对垂直分量进行探测，根据垂直分量极大值定深H，根据磁场特征点百分比确定探头至管线中心距离L。