摘要:地下管线的种类多,埋设复杂,而燃气管线投运后的维修、改造等情况下又需要及时准确的找到管道位置,这成为燃气企业头疼的难题。本文以哈尔滨燃气管网为例,对目前采取的先进仪器探测法以及最新的电子标识定位法进行探讨。
关键词:管线;燃气;探测;电子标识;定位
引言:地下管网是城市基础设施的重要组成部分,它像一根根神经脉络贯穿整个城市,包括:燃气、给水、排水、热力、电信、电力等几大类,日夜担负着传递信息和输送能量的工作,是城市赖以生存和发展的物质基础。同时,在进行城市规划、设计、施工和管理过程中,如果没有完整准确的地下管线信息,就会变成“瞎子”,到处碰壁,甚至造成重大损失,其中燃气管网由于其特殊的危险性,倍受各级政府部门重视。但是,目前我国只有大约二分之一的城市拥有较完整的城市地下管线资料或正在、即将进行地下管线的探测普查工作,补测、补绘已有的地下管线。
以哈尔滨市的燃气管网为例,目前已埋设但情况不明且无详细准确竣工资料的燃气管线仍占不小的比例,为查清已埋设的燃气管网,便于今后调度、维护、施工、抢险等工作的顺利进行,需要采用先进的探测技术方法,加速城市地下燃气管线的探测普查,对已埋设但情况不明的各种地下燃气管线进行探测,查明地下燃气管线的平面位置、高程、埋深、走向、规格、性质等数据信息。
1 燃气管网的基本特征
一般为小区中央调压站柜供应管道天然气,敷设中压干管并通过庭院管与用户连接;燃气管网一般都埋于地下1.8米以内,个别地区埋设较深;地下地质情况大都是表层人工填土,主要由沥青路面、水泥路面、碎石路基、黄褐色枯土组成。
埋于地下的燃气管线,其类型可分为二种:
第一种金属管材,主要是钢质燃气管,其电性特征表现为良导圆柱体,它于周围覆盖层存在明显的电性差异,且表现为二维线性特征,常规的探测方法能较好的识别。而第二种非金属管材,主要是PVC燃气管,其外壳表现出高阻性质,探测这类高阻管,常规的方法难以识别,另外一些干扰源对管线的探测精度也有很大影响,这些干扰主要来自:水泥路面的钢筋网、路中及路边的铁栅栏、铁质的广告牌、人行道旁的架空电力线、管线间的相互干扰、正在施工的电器、地表人工填土中的铁质杂物及来往穿梭的汽车等。由此可见,在这样的复杂环境下进行管线探测,不但需要高性能的探测仪器,更需要有多种物理探测方法的相互结合。
2 燃气管线的探测仪器及方法
目前,随着科学技术的飞速发展,特别是电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术发展与应用,以及测绘、探查技术本身的进步,为城市地下管线探测提供新的方法和手段,对推动和加速城市地下管线探测普查工作具积极的意义。
2.1 目前主要的先进探测仪器
第一种探地雷达,是一种非破坏性的反射波地面探测系统。波源为高频电磁脉冲,对地表和地下无破坏作用。可以在城市内各种噪声环境下工作,环境干扰较小,具有较满意的探测深度及精度,对金属及非金属管线都能得到很好的探测结果。
第二种地下管线探测仪,是一种非破坏电磁波探测系统,有较好的抗干扰能力和一定的探测深度,现场可实时长距离追踪、定位,直观显示、轻便、灵活,效率较高,是目前最常用的仪器。针对管线的埋设情况,有两类探测方法:感应法、充电法。
第三种智能型全站仪,可以完成各种高精度测量作业、具有新型存储卡、倾斜角补偿功能、标准计算程序、电子数据传输等功能。
2.2 探测方法
针对燃气管线周围的物理特征,并综合考虑工作环境,应采取多种综合的物理探测方法,并须选择使用最佳信号源,以减少目标以外的干扰,提高精度。
首先,对于金属管线的探测,主要是对燃气市政管网和部分庭院管网的探测,由于是钢质,导电性好,便于管线仪探测,因此在此类型管线探测中,用感应法或充电法。
其次是对非金属管线的探测,一般利用探地雷达采用剖面方式进行工作。根据地下燃气管的大致走向布置测线,使测线方向近可能与所要探测的管线走向垂直。在探测过程中,为了减少侧边地表金属物的干扰,必须使天线板与地面保持良好的接触,当探地雷达发现管道时,接收其回波,将图象在屏幕上显示出来,通过判读确定地下燃气管道的位置及深度。
3 燃气管线快速定位新方法
随着城市建设的不断扩大及天然气的快速发展,新管线不断增加,旧管线也不断在更换或废弃,还有城市燃气中大量塑料管材的使用,使我们在日常的维护、维修、改造、抢修、抢险等工作中存在如下一些问题: 第一,地下燃气管线是以地面建、构筑物作为相对参照物来定位的,由于城市建设步伐加快,建筑拆迁增多、道路拓宽改造等因素,原有参照物的变更与消失,对日后寻找管线造成非常大的困难。
第二,市政管网中燃气、供水、电力、通讯等各种管道埋设通常都拥挤在一起,利用金属探管仪无法识别探测到的金属管道哪一条是燃气管线,往往通过运行维护人员的记忆及经验来判断,缺乏一定的科学性。
第三,传统的声波振动式探测仪在工作过程中易受杂散电波、地质环境等的影响,探测准确率不高,比较先进一些的探地雷达在目标管线周围有空洞、水穴、电缆干扰时,易产生误指示,对于埋设较深或管径小于100mm的管道,难以探明。探地雷达图像具有多解性,只有经过专门训练的人员才能正确判读管线属性。通过以上方法就算是探测到了目标管线,也只能了解管线的位置、埋设大致的深度信息,而对于管线其他具体信息,如建设年代,施工单位,管线压力、管径、材质、管线的三通、弯头、变径、穿越等特殊关键点的具体位置等等详细信息,还需要查阅大量的图纸资料,对于年代长久的管线,往往资料查询起来很困难,甚至资料丢失,无法详细了解管线相关属性信息。
基于以上种种地下燃气管线管理及维护问题,为加强燃气管线的科学管理,国内各燃气公司近几年来一直在寻找、研究有针对性的解决方案,目前较好的解决方案是在管线上方埋设含有管线路由、目标点及其他基本信息的电子标识器,使得探测器能快速、精确查找管线,掌握管线基本信息,提高管线维护的效率和准确性,从根本上解决了管线查找难、统计难、维护难的问题。
2006年5月,国内某燃气集团输配分公司对某天然气技术改造工程进行试点,试点工程严格按照《电子信息标识器实施规范》执行,在400多米DN300的中压A管线上埋设了29处电子信息标识点,这些标识点主要埋设在表示管线方向变化的拐点、阴极保护、测试桩的连接点。管线施工完成,验收通过后,在后期的运行维护中,寻找这些点及了解管道信息变的非常的方便,简单。
目前哈尔滨中庆燃气有限责任公司已根据本公司实际情况,建立了《哈尔滨市中庆燃气有限责任公司电子标识系统应用技术规定(试行)》,并对相关技术人员进行了培训,要求在新建工程、扩建工程、改建工程、抢修抢险等工程中对埋设在地下的全部聚乙烯中压管道、重点部位钢质管道及铸铁管道上全面进行电子标识器的安装埋设工作。因为此项工作尚属于起步阶段,在实施过程中还需要我们不断的加以改进、完善,继续加强对各级人员培训,提高工程施工单位业务素质,更全面、更彻底的推广此技术,最终实现地下燃气管网的智能化、数字化管理。
4 总结
掌握和摸清城市地下燃气管线的现状,是城市自身经济发展的需要,是城市规划建设的需要,是防灾和应付突发性重大事故的需要,对维护城市“生命线”的正常运行,保证城市人民的正常生产、生活和社会发展都具有重大的现实意义和深远的历史意义。因此,作为燃气管理企业,应高度重视燃气管网信息的管理工作,积极利用先进探测技术对遗留的无资料管线进行探测,完善管网信息;积极开展电子标识器的应用工作,做到对地下燃气管线精确快速定位,保证运行、抢修抢险等工作顺利进行。
参考文献
[1]周凤林,洪立波主编《城市地下管线探测技术手册》,中国建筑工业出版社,1998.
[2]袁厚明《地下管线检测中若干疑难问题的解决》,城市地下管线管理论文集2004.
[3]田应中等《地下管线探测与信息管理》,测绘出版社,1997.8.
[4]孔庆民,王洪,车永辉《电子标识系统在燃气管网上的应用》,城市燃气,2006,(12).
关键词:管线;燃气;探测;电子标识;定位
引言:地下管网是城市基础设施的重要组成部分,它像一根根神经脉络贯穿整个城市,包括:燃气、给水、排水、热力、电信、电力等几大类,日夜担负着传递信息和输送能量的工作,是城市赖以生存和发展的物质基础。同时,在进行城市规划、设计、施工和管理过程中,如果没有完整准确的地下管线信息,就会变成“瞎子”,到处碰壁,甚至造成重大损失,其中燃气管网由于其特殊的危险性,倍受各级政府部门重视。但是,目前我国只有大约二分之一的城市拥有较完整的城市地下管线资料或正在、即将进行地下管线的探测普查工作,补测、补绘已有的地下管线。
以哈尔滨市的燃气管网为例,目前已埋设但情况不明且无详细准确竣工资料的燃气管线仍占不小的比例,为查清已埋设的燃气管网,便于今后调度、维护、施工、抢险等工作的顺利进行,需要采用先进的探测技术方法,加速城市地下燃气管线的探测普查,对已埋设但情况不明的各种地下燃气管线进行探测,查明地下燃气管线的平面位置、高程、埋深、走向、规格、性质等数据信息。
1 燃气管网的基本特征
一般为小区中央调压站柜供应管道天然气,敷设中压干管并通过庭院管与用户连接;燃气管网一般都埋于地下1.8米以内,个别地区埋设较深;地下地质情况大都是表层人工填土,主要由沥青路面、水泥路面、碎石路基、黄褐色枯土组成。
埋于地下的燃气管线,其类型可分为二种:
第一种金属管材,主要是钢质燃气管,其电性特征表现为良导圆柱体,它于周围覆盖层存在明显的电性差异,且表现为二维线性特征,常规的探测方法能较好的识别。而第二种非金属管材,主要是PVC燃气管,其外壳表现出高阻性质,探测这类高阻管,常规的方法难以识别,另外一些干扰源对管线的探测精度也有很大影响,这些干扰主要来自:水泥路面的钢筋网、路中及路边的铁栅栏、铁质的广告牌、人行道旁的架空电力线、管线间的相互干扰、正在施工的电器、地表人工填土中的铁质杂物及来往穿梭的汽车等。由此可见,在这样的复杂环境下进行管线探测,不但需要高性能的探测仪器,更需要有多种物理探测方法的相互结合。
2 燃气管线的探测仪器及方法
目前,随着科学技术的飞速发展,特别是电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术发展与应用,以及测绘、探查技术本身的进步,为城市地下管线探测提供新的方法和手段,对推动和加速城市地下管线探测普查工作具积极的意义。
2.1 目前主要的先进探测仪器
第一种探地雷达,是一种非破坏性的反射波地面探测系统。波源为高频电磁脉冲,对地表和地下无破坏作用。可以在城市内各种噪声环境下工作,环境干扰较小,具有较满意的探测深度及精度,对金属及非金属管线都能得到很好的探测结果。
第二种地下管线探测仪,是一种非破坏电磁波探测系统,有较好的抗干扰能力和一定的探测深度,现场可实时长距离追踪、定位,直观显示、轻便、灵活,效率较高,是目前最常用的仪器。针对管线的埋设情况,有两类探测方法:感应法、充电法。
第三种智能型全站仪,可以完成各种高精度测量作业、具有新型存储卡、倾斜角补偿功能、标准计算程序、电子数据传输等功能。
2.2 探测方法
针对燃气管线周围的物理特征,并综合考虑工作环境,应采取多种综合的物理探测方法,并须选择使用最佳信号源,以减少目标以外的干扰,提高精度。
首先,对于金属管线的探测,主要是对燃气市政管网和部分庭院管网的探测,由于是钢质,导电性好,便于管线仪探测,因此在此类型管线探测中,用感应法或充电法。
其次是对非金属管线的探测,一般利用探地雷达采用剖面方式进行工作。根据地下燃气管的大致走向布置测线,使测线方向近可能与所要探测的管线走向垂直。在探测过程中,为了减少侧边地表金属物的干扰,必须使天线板与地面保持良好的接触,当探地雷达发现管道时,接收其回波,将图象在屏幕上显示出来,通过判读确定地下燃气管道的位置及深度。
3 燃气管线快速定位新方法
随着城市建设的不断扩大及天然气的快速发展,新管线不断增加,旧管线也不断在更换或废弃,还有城市燃气中大量塑料管材的使用,使我们在日常的维护、维修、改造、抢修、抢险等工作中存在如下一些问题: 第一,地下燃气管线是以地面建、构筑物作为相对参照物来定位的,由于城市建设步伐加快,建筑拆迁增多、道路拓宽改造等因素,原有参照物的变更与消失,对日后寻找管线造成非常大的困难。
第二,市政管网中燃气、供水、电力、通讯等各种管道埋设通常都拥挤在一起,利用金属探管仪无法识别探测到的金属管道哪一条是燃气管线,往往通过运行维护人员的记忆及经验来判断,缺乏一定的科学性。
第三,传统的声波振动式探测仪在工作过程中易受杂散电波、地质环境等的影响,探测准确率不高,比较先进一些的探地雷达在目标管线周围有空洞、水穴、电缆干扰时,易产生误指示,对于埋设较深或管径小于100mm的管道,难以探明。探地雷达图像具有多解性,只有经过专门训练的人员才能正确判读管线属性。通过以上方法就算是探测到了目标管线,也只能了解管线的位置、埋设大致的深度信息,而对于管线其他具体信息,如建设年代,施工单位,管线压力、管径、材质、管线的三通、弯头、变径、穿越等特殊关键点的具体位置等等详细信息,还需要查阅大量的图纸资料,对于年代长久的管线,往往资料查询起来很困难,甚至资料丢失,无法详细了解管线相关属性信息。
基于以上种种地下燃气管线管理及维护问题,为加强燃气管线的科学管理,国内各燃气公司近几年来一直在寻找、研究有针对性的解决方案,目前较好的解决方案是在管线上方埋设含有管线路由、目标点及其他基本信息的电子标识器,使得探测器能快速、精确查找管线,掌握管线基本信息,提高管线维护的效率和准确性,从根本上解决了管线查找难、统计难、维护难的问题。
2006年5月,国内某燃气集团输配分公司对某天然气技术改造工程进行试点,试点工程严格按照《电子信息标识器实施规范》执行,在400多米DN300的中压A管线上埋设了29处电子信息标识点,这些标识点主要埋设在表示管线方向变化的拐点、阴极保护、测试桩的连接点。管线施工完成,验收通过后,在后期的运行维护中,寻找这些点及了解管道信息变的非常的方便,简单。
目前哈尔滨中庆燃气有限责任公司已根据本公司实际情况,建立了《哈尔滨市中庆燃气有限责任公司电子标识系统应用技术规定(试行)》,并对相关技术人员进行了培训,要求在新建工程、扩建工程、改建工程、抢修抢险等工程中对埋设在地下的全部聚乙烯中压管道、重点部位钢质管道及铸铁管道上全面进行电子标识器的安装埋设工作。因为此项工作尚属于起步阶段,在实施过程中还需要我们不断的加以改进、完善,继续加强对各级人员培训,提高工程施工单位业务素质,更全面、更彻底的推广此技术,最终实现地下燃气管网的智能化、数字化管理。
4 总结
掌握和摸清城市地下燃气管线的现状,是城市自身经济发展的需要,是城市规划建设的需要,是防灾和应付突发性重大事故的需要,对维护城市“生命线”的正常运行,保证城市人民的正常生产、生活和社会发展都具有重大的现实意义和深远的历史意义。因此,作为燃气管理企业,应高度重视燃气管网信息的管理工作,积极利用先进探测技术对遗留的无资料管线进行探测,完善管网信息;积极开展电子标识器的应用工作,做到对地下燃气管线精确快速定位,保证运行、抢修抢险等工作顺利进行。
参考文献
[1]周凤林,洪立波主编《城市地下管线探测技术手册》,中国建筑工业出版社,1998.
[2]袁厚明《地下管线检测中若干疑难问题的解决》,城市地下管线管理论文集2004.
[3]田应中等《地下管线探测与信息管理》,测绘出版社,1997.8.
[4]孔庆民,王洪,车永辉《电子标识系统在燃气管网上的应用》,城市燃气,2006,(12).
