不管是在城市中進行工程勘察、管線探測的專業(yè)技術人員還是燃氣企業(yè)安全運維管理人員，都會在城市中遇到燃氣PE管道探測的問題，本文把這幾年來在燃氣PE管線探測的經(jīng)典案例做一個技術性總結，分享地下燃氣PE管道的探測經(jīng)驗和技術。
主要討論以下幾個問題：

1.燃氣PE管道如何來探測？
2.資料缺失的管道，如何精準探測？
3.庭院低壓管道，如何來精準探測？
4.大埋深管道，如何來探測？
（以上所說的管道均為燃氣PE管道）

1.燃氣PE管道如何來探測？

       我們在過去很多管線探測的技術論文中，經(jīng)?？吹竭@樣寫道，燃氣PE管道因為不導電、不導磁，埋在地下的燃氣PE管道與周圍介質無電、磁、重、密度、等物理性質的差異，很難探測出來，成為了“世界性”的技術難題，這里為什么要加雙引號呢？

因為我查了一下資料，發(fā)現(xiàn)“世界性”這個難題的說法已經(jīng)很久以前的資料說法，自從2017年主動聲源探測法從國外引入國內燃氣PE管道探測行業(yè)，燃氣PE管道探測這個已經(jīng)不是什么“世界性”難題了。

但直到今天，我在工程物探或者管線探測行業(yè)交流中，還經(jīng)?？吹接袕氖鹿芫€探測的專業(yè)技術員在問燃氣PE管道怎么來探測呀？太難了，無法解決，其中也包括部分專業(yè)探測單位的技術主管也還不知道燃氣PE管道可以精準探測了。

這也是促使我寫這篇文章的原因，一定要認真的來介紹一下，燃氣PE管道怎么來探測。

主動聲源探測法是什么？

主動聲源探測法是通過音頻器發(fā)射裝置向燃氣管道內發(fā)射特定頻率的聲波信號，信號沿管道定向傳播至遠端，該聲波信號在管道壓力氣體中定向傳播的同時，通過管壁土壤傳播至地面；同時接收機在地面上捕捉該聲波信號，通過地表持續(xù)接收信號的強弱值而進行精準定位法。
 

主動聲源探測法是我們技術團隊在物探行業(yè)中首次提出的一種地球物理探測方法名稱，該方法的前提是人為地主動施加特定信號來達到探測目的，根據(jù)地球物理方法命名習慣進行命名，區(qū)別于管道泄漏檢測的自然聲場和聲波反射法（也叫APL）。

目前市面上不少探測方法以設備名稱來命名，比較容易給使用者造成概念模糊，如果在行業(yè)規(guī)范中涉及到類似方法時，以“主動聲源探測法”比較合適。（大家覺得是否有更合適的名稱？）
 
該方法特點：
（1）無需開挖無需停氣，音頻驅動器與燃氣管道附屬接口（放散口、法蘭、調壓設備等）使用快速接頭連接，安全快捷方便高效；
（2）抗干擾強，采用主動特殊頻率信號和超窄帶濾波技術，發(fā)射源與接收通道可一對一對應，過濾其他自然界頻率的聲波信號，不會受到其他聲波及管道信號影響；
（3）適用于任何環(huán)境下的管線探測，只要拾音器或釬桿接觸地面介質即可，主管道和支線管道互通信號也可探測；
了解主動聲源探測法后，針對日常在燃氣PE管道探測過程中遇到的資料缺失、庭院小管徑復雜管道、大埋深管道如何精準探測一一下文介紹工程案例和總結。
 
2.資料缺失的管道，如何精準探測？

管線探測技術人員最害怕的就是管線盲探，特別是燃氣PE管道，常用的物探方法用不上，地表的燃氣標識也沒有，這種情況在過去往往就束手無策了，燃氣企業(yè)在遇到這種情況，在現(xiàn)場開挖十幾米的溝槽也未找到管道，有的開挖找了半個月，也沒有找到圖紙中的燃氣管道進行對接，這樣的例子真是太多了。
在管線探測過程中資料缺失是常見的事情。

案例1:某市Z燃氣PE中壓管道探測

該轄區(qū)的管道已經(jīng)建成于2007年，因時間久遠原始資料丟失，僅有憑管線巡線人員記憶在電腦上畫出的管道圖，因為該區(qū)域土地要重新規(guī)劃建設，需要摸清全區(qū)的燃氣管道準確位置并形成數(shù)據(jù)庫導入燃氣公司的管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)。
該路段中壓PE管道一共2285m，有11個閥井，但是因為閥井內為原來鐵式放散口生銹腐蝕無法打開，僅有5個閥井內放散口與主動聲源儀器連接，閥井分布基本上覆蓋了整個區(qū)域的管道范圍。

從圖上看出，探測后的管道圖與原有的管道圖紙相差很大，在圖上北部和東南角無管道信號，如何來驗證探測結果準確性呢？

眼見為實，就要證明有信號的地方開挖見到管道且位置準確，無信號的地方要么是信號無法到達，要么確實沒有管道。

驗證方法采用直接開挖的方式，一共開挖了5個開挖點，加上已知11個閥井位置及一個供水井中見到燃氣PE管道（6號位置），管道的明顯點覆蓋了整段管道范圍，圖中“∞”為音頻器連接點，數(shù)字為開挖點。

1-3號開挖點

聲源信號到1號點，再往東南就搜索不到信號，但是原圖上是有管道，到底是該段沒有管道還是聲源信號無法到達呢？決定在信號結束的地方開挖。
在信號結束的地方見到了管道的端帽，表明前面再無管道，開挖見到三通，確定了在空調機下的閥井與管道的連接關系。
2、3號的聲源信號也是到此戛然而止，目的和1號開挖點一樣，要確定管道是否存在。
在2號點位置開挖見到三通，但是還沒有見到端帽，因此再往前延伸兩米到了3號點，見到了管道端帽，該點三通位置有微弱的信號，三通再往前屬于信號自然衰減消失，必須要開挖見到管道端帽，才能證明管道在此地結束。

圖3 1號點開挖驗證圖

4-5號開挖點

4-5號點是探測無信號的，那為什么還要開挖呢？
在了解到燃氣公司在2007年前后均無穿越（頂管或者拖拉管）管道施工之后，我們決定在這兩個無信號的位置開挖，證明原圖管道不存在或者是由于聲源信號自然衰減造成的信號消失。
這兩個點從院墻到馬路開挖了一條約5米長1.6米深的探溝（根據(jù)已經(jīng)開挖管道深度1.2m），再使用1.2米的探棒，在中心位置，進行釬探，確定在該深度范圍內是沒有燃氣管道。

在探測過程中，遇到原始資料缺失的燃氣管道，用主動聲源探測法追蹤管線是目前最好的解決辦法。
當聲源信號比較復雜無法弄清楚管道的連接關系時可采用釬探或者開挖方式弄清管道連接關系；
當聲源信號消失時，要弄清楚是由于探測距離或者深度原因導致，如果確定管道沒有頂管施工，從附近的管道開挖來確定管道大致埋深，然后釬探或者開挖方式來確定。

城鎮(zhèn)中壓燃氣PE管道探測工作小結：
（1）主動聲源探測法適用于不同管徑的燃氣管道：Dn63、Dn90、Dn110、Dn160、Dn200、Dn250、Dn315；
（2）探測埋深：5m左右，在硬質地面探測深度較深；
（3）探測精度：±30cm，如果想提高探測精度，就需要加密探測剖面；
（4）探測效率：1.0-3.5km/組/天（熟練組長）
 
3.庭院低壓管道,如何來精準探測？

最近，收到很多管線探測的同行詢問，小區(qū)庭院的管道復雜、管徑小，能不能探測呢？
當然可以。
庭院管道大多數(shù)是低壓，也有部分中壓管道，下面的案例主要講的是低壓管道探測。

案例：某市H燃氣PE低壓管線探測

2019年某市H燃氣公司緊急要解決當?shù)啬硠e墅區(qū)內燃氣管道探測的問題，該別墅區(qū)位置遠離市區(qū)，以前是獨立供氣方式，燃氣管道的建設資料不歸燃氣公司管，因此早期的資料已經(jīng)丟失，地下管網(wǎng)是在哪里，怎么連接的都成為一個謎。

現(xiàn)在要接通市政燃氣管道，先要對小區(qū)內的燃氣管道進行全部摸排和檢查，由于燃氣公司以前也邀請了探測隊伍來進行試驗，但并不能解決燃氣庭院內PE管道探測的問題，所以燃氣公司計劃重新鋪設新管道直接廢棄原來管道，預算費用近百萬元，了解到我們有庭院低壓管道探測經(jīng)驗后，決定讓我們探測隊伍采用主動聲源設備進行現(xiàn)場試試。

試驗區(qū)完成該別墅區(qū)探測工作量低壓3894.67m，中壓424.50m，開挖驗證31個探測點，全部見到管道，水平位置及深度準確，精度均符合探測合同要求，同時我們也對燃氣管道的狀況進行檢查，避免了全部重新鋪設管道造成環(huán)境破壞和大量物力財力投入。
以下是現(xiàn)場幾張開挖驗證的照片：

 
在這次庭院低壓管道探測中，我們總結到哪些經(jīng)驗呢？

【1】聲源信號源從哪里接入，能傳輸多遠？

庭院的低壓管道信號接入點可以是立管、法蘭、調壓設備的放散口（孔），由于庭院內每棟樓層均要接氣入戶，因此都會有入戶立管連接，連接點相距很短，可以依據(jù)信號強弱來換接口，沒有必要每個立管都要接，浪費時間，當信號弱到無法判斷時，再換到附近的接入點，一般小區(qū)內信號單向傳播200米左右。

【2】庭院內燃氣PE管道小管徑也有信號嗎？

本次探測的小區(qū)內低壓管道大多數(shù)為Dn32、Dn63、Dn90、Dn110，入戶的埋地PE管基本上為Dn32，埋深1.2米左右均能測到，在上面開挖的圖片中，很多黃顏色的管道都是Dn32管徑，因為管徑小，所以在彎頭位置均是自然彎，沒有彎頭管件，探測的時候一定要注意，加密探測點。
 
【3】庭院燃氣PE管道探測的難度在哪里？

我們原先以為小區(qū)內燃氣管徑小，多種管道非常復雜，難以探測，但是經(jīng)過多個現(xiàn)場經(jīng)驗，小區(qū)內的管道使用主動聲源探測是目前最好的辦法，也可以說是唯一辦法。

第一、庭院內的燃氣管道埋深一般不會超過兩米，只要不斷的換新號接口，基本上聲源信號可以全覆蓋，使用主動聲源信號追蹤燃氣管道，不受管徑大小及交錯復雜的干擾信號影響，因此熟練的探測組一天可以完成小區(qū)內燃氣管道探測1.5km以上。

第二、庭院內探測難點在于管線點測繪，小區(qū)內無法使用RTK進行收點，全站儀受到植物、房屋的視線干擾較為嚴重，測繪的工作效率非常慢。

4.大埋深管道，如何來精準探測？

在市政施工過程中，遇到燃氣管道怎么辦？特別是工程建設中的打樁、布置鉆孔、開挖點與燃氣管道交叉怎么辦？我們接到燃氣企業(yè)、勘測單位很多這樣的求助電話，某地穿越的燃氣管道（埋深大于3米）與我施工的地方交叉怎么辦？

案例1：某市G燃氣PE穿越管線探測

2019年7月，我們接到某市G燃氣公司緊急電話，由于雨季把當?shù)睾拥酪欢畏篮閲邲_垮，上級部門要求必須在第二波洪峰來臨前，把圍堰重新建好并加固，但是由于該段圍堰處有一段Dn160的燃氣PE主管道穿越原圍堰附近經(jīng)過，導致無法打樁等施工，探測任務非常緊急。
我們立即派技術人員到達現(xiàn)場進行探測，由于現(xiàn)場舊圍堰被沖垮，現(xiàn)場充滿了淤泥，技術人員克服了環(huán)境和探測技術的困難，最終準確的把穿越段管道位置確定，避免了燃氣管道受第三方破壞。
  

案例2：安徽某縣工地穿越管道探測

受到某勘察單位的委托，我們于2021年元旦節(jié)后到安徽省某縣工地現(xiàn)場進行燃氣PE穿越安管道探測，該現(xiàn)場新建排污水管與地下約3米的一段Dn315的燃氣主管道穿越管道交叉，前期經(jīng)過燃氣公司的交底，勘察單位再指定范圍內開挖了一條長度約15米，深度3.2米的溝槽也未見燃氣管道，因此無法弄清管道的準確位置，導致現(xiàn)場被迫已經(jīng)停工一個多月。
我們技術人員到達現(xiàn)場后首先使用主動聲源探測大致確定管道的位置， 隨后一邊探測，使用挖機一邊挖。再釬探棒在信號最強的位置進行釬探，可以確定1.2米的范圍內是否有管道，若沒有管道，可以往下開挖，直到聲源信號越來越強，釬探到管子，最后50公分采用人工開挖見到Dn315燃氣管道，管頂深度為3.5米。
我們探測人員從早上一直在現(xiàn)場探測，直到晚上九點，人工開挖出來見到黃顏色線條的管道，才放心撤離。

以上這兩個工程案例，都是勘察單位在現(xiàn)場需要打樁、打鉆等施工活動，存在與現(xiàn)場燃氣管道交叉的情況，必須要保證與燃氣管道有足夠的安全距離，一般采用挖機開挖見管的方式確定，但是如果不知道管道的準確位置，造成現(xiàn)場大量的開挖面積也無法找到管道或者是停工的損失，例如第二個案例。

該類穿越大埋深PE管道探測小結：

（1）在解決施工過程中遇到燃氣PE管道探測的問題可以采用主動聲源+釬探棒+挖機的方式準確找到燃氣PE管道位置。
（2）首先要使用主動聲源探測在地表搜索聲源信號，如果管道埋深太深，無法接收到信號或者信號范圍寬、太弱，可以先用挖機往下開挖一段溝槽，縮短信號到達地表的距離，確定管道位置后，先用先探棒在管道位置進行釬探，釬探點距距離不得大于管道1/2直徑，確定地面1.2米以下無管道后，挖機繼續(xù)開挖，直到釬探到管道，采用人工開挖，最終要見到帶黃顏色的PE管。
其次可以采用鉆孔的方式進行探測，目的就是使得拾音器靠近管道，從而接收到信號的強弱來判斷管道的準確位置。
（3）該方案比較麻煩，但是一種可行有效解決問題的辦法。

 [3]東南某市燃氣PE中壓管線探測
至2020年12月份，我們完成東南某市區(qū)域性燃氣公司累計探測工作量約300公里，已開挖驗證52處，均見到管道，探測精度符合合同要求，目前第二期探測工作還正在進行中。
燃氣公司轄區(qū)內有70%以上的都是穿越管道，這種情況不可能使用挖機、鉆孔來進行全面開挖，如何探測這樣大面積的穿越燃氣PE管道呢？
在收集資料過程中，我們發(fā)現(xiàn)雖然大多數(shù)工程為穿越管道，但是大概200m以內就會有一個出入土點，大多數(shù)穿越管道長度在60-120之間，因為在市區(qū)里面要建設支線管道給各個用戶供氣，管道必須要出土才可以對接，根據(jù)穿越管道的施工特點，短距離穿越埋深不會太深，探測組在搜集資料過程中，確定一條已知位置的管道，立即到現(xiàn)場進行試驗性探測。
令我們驚喜的是，現(xiàn)場短距離的穿越管道，聲源信號比較明顯，能確定燃氣管道位置，與燃氣公司匯報試驗結果和探測方案后，雙方確定繼續(xù)完成全區(qū)域探測，如果有信號無法覆蓋的區(qū)域標注出來，能探測的先探測，這樣整個項目順利進行。

在穿越管道探測過程中，在基礎資料的搜集后，還要進行管線調繪，即把所有穿越管道資料的出入土點在同一張帶地形的圖紙上畫出來，我們項目組技術人員熟練會使用奧維地圖，很快可以把紙質的資料放到電子地圖上，這樣大概知道哪一段是穿越，哪一段是出入土，要針對性的對管道進行探測。
如果說一段管道探測，沒有經(jīng)驗的人員在現(xiàn)場也可以探測準確的結果，但是對于這種大范圍不同建設時期、不同埋設方式的管道探測還是非?？简灱夹g員的經(jīng)驗的，更多穿越管道探測的技術探討，可以加微信qzy527（覃工）。

穿越管道出入土點如何來確定？

直埋的管道深度一般受管道上方覆蓋層回填、改造影響外，埋深變化較平穩(wěn)，定向穿越的管道深度與施工時穿越深度有關，埋深起伏變化大，因此在PE燃氣管線探測過程中，使用主動聲源探測法區(qū)分直埋和穿越管道的信號十分重要，在管道直埋、穿越的出入土點及穿越段信號特征明顯，聲源探測法較快捷的區(qū)分出來。

如下圖，假設閥井內信號源位于橫坐標0m處，沿橫坐標探測距離300m，附近信號峰值距離信號源一定距離后，信號值逐步自然衰減，在管道出入土點位置信號異常強烈，隨后在穿越管段段內迅速減弱。

根據(jù)該信號特征可以確定出入土點的位置，然后再根據(jù)聲波弱信號確定穿越管道中段的位置，當我們在正常的探測距離內突然信號消失時，應該先不要停止探測，應繼續(xù)往前走，直到管道明顯點位置，如閥井、立管，直接使用拾音器在閥井附近或者閥井內管道上探測，檢查信號是否與該閥井連通，有信號，則該段管道與聲源接入點連通。
再反向進行探測，逐步靠近聲源位置，盡可能縮短穿越段中間部分可能無信號的地段。

要想做好燃氣PE管道探測工作，既需要先進的探測設備，也需要技術人員豐富的現(xiàn)場探測經(jīng)驗，我們從2017年開始先后在湖北、江蘇、浙江、湖南、廣東、廣西等全國20多個城市開展城鎮(zhèn)燃氣PE管道探測，完成燃氣PE管道探測超過3000公里，探測技術方法以使用主動聲源探測法為主，配合示蹤線、地質雷達、釬探棒等技術手段基本解決了城鎮(zhèn)燃氣PE管道探測的難題，大量的工程案例和探測經(jīng)驗期待與大家分享。