3 精確探測技術(shù)應(yīng)用案例
3.1 大口徑深埋天然氣管道精確探測
①污水管頂管碰到天然氣管道
某市污水干管工程，從西到東穿越一條高速公路、三條天然氣管道，三條天然氣管道平行于高速公路(見圖4)，自高速公路向東依次為D610繞城高壓管道，D529中壓管道，D273中壓管道。三條天然氣管道穿越河流均采用非開挖定向鉆敷沒。污水干管的穿越長度約280m，采用DN 2000mm鋼筋混凝土管泥水平衡法頂管工藝，污水管穿過高速公路橋下空間后沿河邊6m左右平行于河岸敷設(shè)，管頂埋深約11m。建設(shè)單位原先委托的探測單位采用電磁感應(yīng)法輔以靜力觸探法，由于探測結(jié)果有誤，2013年12月27日當(dāng)頂管施工進(jìn)行到離接收井尚有70m的位置時(shí)碰到了不明物而停工，一周后地面鉆孔中開始持續(xù)檢測到泄漏的天然氣，經(jīng)過調(diào)查確認(rèn)碰到的是D610高壓管道。天然氣公司迅速采取應(yīng)急措施，關(guān)閉該管道兩側(cè)的閥門，由于該段管道為雙氣源供氣，否則事故將造成大面積停氣。
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原探測是在電磁感應(yīng)法受到干擾無法精確定位的情況下采用靜力觸探法，通過沿管道垂直方向打排孔的方法，試圖用排除法找到管道的確切位置，結(jié)果是該方法可能碰到石塊等硬物而誤導(dǎo)探測結(jié)果。
經(jīng)過專家會議研究，事故高壓管道作改線處理，頂管機(jī)頭與高壓管道相碰處重做一座頂管工作井。事故證明采用電磁感應(yīng)法輔以靜力觸探法無法滿足探測精度要求。在污水管道標(biāo)高難以調(diào)整的前提下，為確保后續(xù)頂管時(shí)兩條中壓天然氣管道的安全，要求探測單位采用地震映像法、磁梯度法等綜合探測方法，精確探測兩條深埋中壓天然氣管道的空間位置。
②精確探測工序
a．天然氣公司工作人員現(xiàn)場交底，明確探測目標(biāo)；
b．應(yīng)用電磁感應(yīng)法追蹤天然氣管道的大致位置；
c．在污水頂管與天然氣管道交叉區(qū)域，布置地震映像法縱橫測線共48條；
d．采用多道高精度地震儀現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)；
e．對工作站地震儀記錄的資料進(jìn)行處理、分析；
f．根據(jù)地震映像法成果圖(見圖5)，確定天然氣管道的平面位置；
g．采用磁梯度法驗(yàn)證探測成果。
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③精確探測成果
經(jīng)過近半個(gè)月的探測施工、資料處理分析，完成精確探測工作。建設(shè)單位在施工場地組織各有關(guān)單位參加現(xiàn)場精確探測成果交底會，停工半年的污水干管工程得以順利實(shí)施。
3.2 小口徑深埋天然氣管道精確探測
浙江某地03省道拓寬工程橋梁樁基工程施工時(shí)，最外側(cè)一根水泥攪拌樁與過河?219高壓二民然氣管道相鄰，竣工資料顯示該天然氣管道與樁間距只有1.5m，并且管道采用非開挖定向鉆施工方式過河，樁基附近管道埋深約9m。施工區(qū)域地下管線復(fù)雜，在非開挖天然氣管道上方附近的架空水管及高壓輸電線產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，多次普通探測無法確定高壓天然氣管道的準(zhǔn)確位置和深度。經(jīng)研究，采用地震映像法確定天然氣非開挖管道的精確位置和深度，使用孔中雷達(dá)儀拾取天然氣管道的反射波，多種探測方法相互驗(yàn)證，確保了本次探測的準(zhǔn)確性。
①精確探測工序
a．天然氣公司工作人員現(xiàn)場交底，明確探測目標(biāo)；
b．應(yīng)用電磁感應(yīng)法追蹤天然氣管道的大致位置；
e．在河中布置地震映像法縱橫測線共36條；
d．采用多道高精度水上地震儀現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)；
e．對工作站地震儀記錄的資料進(jìn)行處理、分析；
f．根據(jù)地震映像法資料，確定天然氣管道的平面位置；
g．采用孔中雷達(dá)法驗(yàn)證探測成果。
②精確探測成果
通過地震映像法、磁梯度法及孔中雷達(dá)法等綜合探測方法，探明了河底小口徑天然氣管道的精確位置(見圖6)，探測誤差小于0.15cm。橋梁拓寬工程得以順利實(shí)施，也確保了天然氣管道的安全。
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4 結(jié)語
①單純采用電磁感應(yīng)法輔以靜力觸探法探測深埋天然氣管道，受電磁干擾影響數(shù)據(jù)往往失真，凡附近有其他金屬管道或高壓輸電線路等復(fù)雜情況均會產(chǎn)生干擾，從而影響測試結(jié)果；靜力觸探方法易損壞管道且易誤探，也不適用于探測天然氣管道。
②深埋天然氣管道的精確探測是地下工程設(shè)計(jì)施工中新的難題，常規(guī)的探測方法對深埋管道的精準(zhǔn)定位通常束手無策。瑞雷波法、地震映像法、磁梯度法、孔中雷達(dá)法等是深埋天然氣管道實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)探測的有效方法。但不同的探測方法因探測原理不同，各有不同的適用范圍，在實(shí)踐中通過采用多種方法相互驗(yàn)證，可以很好地解決探測方法的局限性、模糊性、多解性難題，確保地下管線的安全。
③后期建設(shè)工程凡采用非開挖方法施工或?qū)嵤痘こ?，如遇已建天然氣管道埋深超過5m的情況，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用精確探測定位方法，切實(shí)保障管道安全。
④建議在實(shí)踐中加強(qiáng)對新敷設(shè)地下天然氣管道的精確跟蹤測量，有助于避免第三方施工對天然氣管道的破壞，從而為天然氣管道長期安全、穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。
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