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高压天然气管道精确探测工程
上海京洋测量工程技术有限公司
2016年11月17日
概况
工程概况项目名称:鄞县大道(镇岚路—环湖北路)高压天然气管道精确探测工程。工程地点:鄞县大道(镇岚路—环湖北路)北侧。
探测目标:7段过河及1座盖板涵高压天然气非开挖管线。探测深度:地表以下20米深度范围。
探测误差:小于15厘米。
探测方法:地震映像法、超声成像法为主、电磁感应法为辅的综合物探方法。
探测仪器:SWS多道地震仪、SUBSIT750管线探测仪、EPP超深探测仪、S30超声成像仪器。
处理软件:。
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1) 、甲方对本工程的探测要求;
2) 、《城市地下管线探测技术规程》(CJJ61-2003);
:
本公司于2016年10月25日,工程场地现场探勘,进行现场电磁干扰测定,
从而确定了物探方法和物探仪器。
2016年10月30日〜11月16日,在河中搭建探测平台、租用船只,使用SWS多道地震仪、SUBSIT750管线探仪、EPP超深探测仪、S30超声成像仪器进行多次现场物探。采集了大量准确可靠的物探现场数据。
根据甲方要求,每段过河非开挖管线布置2个精确成像点,并现场放样。
图1高压天然气管道现场放样图
二・探测原理和仪器设备
层析成像(ComputerTomography)技术是近十年来蓬勃发展的一门交叉学科,涉及数学、物理、计算机、工程与材料等学科。层析成像技术已成功应用于医疗诊断,并在医学上起到了划时代的作用。
地质地震映像法又名弹性波层析成像技术在工程中的应用包括:不利工程地质条件(断层、破碎带、溶洞)探查;铁路及高速公路路基病害探测;深部地下管线探测。层析成像成果更直观、准确、信息量更丰富,无损检测手段多样化,有着广阔的应用前景。就像给大地做CT一样,直观精确(见图2、图3)。
图2地震映像发射、接受射线示意图
图3地震映像成果示意图
地震波法探测的基本原理是利用不同介质有其不同的波阻抗值(密度a速度V),可产生弹性界面,当界面两侧的弹性波速度和波阻抗差达到一定程度时,地震波法探测即会取得满意的探测效果。
在地表利用人工震源进行激震时,激震点附近的土层产生弹性震动,形成弹性波(通常称为地震波),在地下传播的地震波遇到不同弹性介质的分界面时(如地下金属与非金属管线与周围地层的分界面),会产生反射、折射和透射,根据地震波的这些传播特性,分析研究其传播规律,可以确定地下目标体的存在位置。
图4地质地震映像法工作布置图
我公司经多年研究,2008年成功研制了地下深部管道成像探测系统,已在杭州下沙、杭州蒋村天然气非开挖管道、信息管线非开挖、沪杭高铁、苏州河底、江宁路桥拓宽等工程中成功应用,确保了施工打桩工程的安全实施,得到甲方和同行的高度评价。彻底改变了传统物探的缺陷,打破了探测行业内“管线物探,只对一半”的戏语。
本次探测使用SWS多道地震仪、精确探测了24-31七座桥及一座盖板涵区域的高压天然气非开挖管线,布置成像点14个,验证点17个。
图5现场测线及检波器
图6SWS高精度地震仪
超声成像法
超声(Ultrasound,简称US)医学是声学、医学、光学、地层学及电子学相结合的学科。凡研究高于可听声频率的声学技术在医学领域中的应用即超声医学、凡研究高于可听声频率的声学技术在地下管线中的应用即超声管线探测法。
地下土层结构对超声而言是一个复杂的介质,各种土层及地下管线有它特定的声阻抗和衰减特性。因而构成声阻抗上的差别和衰减上的差异。超声穿透地层到深部管线,将经过不同声阻抗和不同衰减特性的土层,从而产生不同的反射与衰减。这种不同的反射与衰减是构成超声图像的基础。将接收到的回声,根据回
声强弱,用明暗不同的光点依次显示在影屏上,则可显出地下管线的超声图像,
称这为管线地下声像图(UNDERGROUNDPIPELINEsonogram或echogram)。
图7超声成像原理图
本次探测根据地震映像法确定的燃气管线的准确位置后,在河中及河边开一小孔(),放入超声成像探头,超声接收机上显示强烈的钢管反射波,也验证了地震映像法的准性。
图8超声探头放入孔中
图9钢管超声反射图像
1根据甲方提供的底图,我们编制了天然气管线精确探测物探成果图(见附
图)。
图1024-25号桥高压天然气管道精确探测成果图
上图中,红色线为N500天然气管道,01-07号点为精确探测点,红色标注了点号及管顶埋深。
2根据甲方要求,我们在每座桥取两个精确探测点,在管道上方开一小孔,真空泵将泥土吸出,直接显现河底高压天然气管道图像。
3号点直接成像图
3为验证精确探测点,我们在高压天然气测试桩加载特殊信号,使用磁梯度
仪分别在精确探测点的小孔中接收,确定了该17处深部的钢管为高压天然气管道。
本次精探成果可靠,鉴于这类管线的重要性,为确保工程安全,建议如下:
1甲方主持召开高压天然气管道精探成果演示及验证会,邀请天然气公司、设计院、监理等单位参加;
2设计院、施工单位根据精探资料、编制高压天然气施工保护方案;
上海京洋测量工程技术有限公司
2016年11月17日