基于地下管线探测技术的校园地下管网管理应用研究

2022-09-12

一、校园地下管线管理的实际问题

校园作为师生学习、生活的重要场所, 营造一个舒适、整洁、安全的校园环境是非常重要和必须的。随着社会进步, 科技发展, 校园作为一个特殊的场所, 增设的地下管线类型是日益增多的, 天然气管道、电力增容配线、给排水管道、消火栓环网、集中供暖送回水网络、校园监控布线、无线WIFI线路、各网络运营商线路等各类地下管线如不断发育的神经网络, 使得埋在地下的各类管网越丰富。与此同时, 给地下管线管理带来各种实际问题。

(1) 管线布设单位各不相同, 施工标准不一, 给统一管理部门带来巨大管理困难。由于各管网类型不同, 施工标准不一, 没有统一的设计规范和设计图纸, 在日常管理中, 对各类管网总是独立建立, 分别由各管线施工方进行维护和日常管理, 对于校园地下管网后勤保障工作存在很大的安全隐患, 不能够及时对各管网信息进行更新, 对各类管线施工维护单位不能及时有效的指导工作。

(2) 校园维修改造频发, 在对单一管线维修开挖过程中, 容易对周边管道造成损坏, 增加维修成本, 增加施工困难。各老旧校园历史悠久, 很少开展大规模基建工程, 更多的对各单体室内外管线进行维修改造。因改造工程存在更多的不确定因素, 经常在改动地下管道的过程中, 损坏周边其他管网, 使得改造成本不断加大, 更师生学习、生活带来诸多不便。

(3) 各类管线安全等级不同, 部分管线需强化监督, 重点排查, 为安全保障监管工作增添巨大困难。尤其是天然气等类一旦存在问题带来的后果极其严重的地下管线, 需要重点监管。在日常管理过程中, 不能仅依靠天然气主管部门的日常巡查, 学校后勤保障部门也应该定期重点排查, 尤其是周边存在其他管网的管道密集处, 更应该作为重中之重进行监护。

二、地下管线探测新技术

地下管线探测主要是通过各种方法获取地下管线材质、埋深、走向等信息。随着科技发展, 探测地下管线技术不断更新。目前, 地下管线探测技术主要有:电磁感应、探地雷达 (GPR) 、红外线成像、声学探测等技术。

(一) 电磁感应技术

电磁感应法原理是通过发射机对金属管道施加交变电磁信号, 激发管线产生管线电流, 管线电流在管线周围产生交变磁场。接收机是由接收线圈及一套相应的电子线路和信号指示器组成, 在管线上方探测发射机施加到管线上的特定频率的电流产生的交变磁场信号。根据管线磁场的分布特征来判断地下管线的走向、位置和深度。电磁感应法主要用于探测金属管线, 已成为目前定位和追踪地下管线的通用方法, 能够提供地下管线的各类资料。

(二) 探地雷达技术 (GPR)

探地雷达方法是通过发射天线向地下发射高频电磁波, 通过接收天线接收反射回地面的电磁波, 电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射, 根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。探地雷达是探测非金属管线的一种有效方案, 也可以用于地下的结构和物体的探测。

(三) 红外线成像技术

红外线是一种电磁波, 具有与无线电波和可见光一样的本质。红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃。利用某种特殊的电子装置将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像, 并以不同颜色显示物体表面温度分布的技术称之为红外热成像技术。可用于管线温度与周边环境存在明显差异的地下管线探测, 例如排水管道漏点定位和供热管道漏点定位勘测。

(四) 声学探测技术

通过音频发射器与燃气管道相连, 并向管道内发射特定频率的声波信号, 信号沿管道定向传播至远端, 该声波信号在定向传播的同时, 通过土壤立体传播至地面;此时接收机在地面上捕捉该声波信号, 通过持续接收信号的强度来确定地下管线的位置。通常应用于漏水探测, 非金属自来水和天然气管道追踪, 以及电力电缆故障定位等。

三、地下管线探测新技术在校园地下管线管理应用优势

鉴于校园多属于老旧建筑群, 随着科技发展, 地下管线类型、数量不断增加, 对于校园地下管线的管理水平要求也不断提高。为了保障师生正常学习、生活, 迫切需要获取地下管线的准确位置和属性信息, 用于地下管网日常管理, 并指导维修改造。同时, 在地下管线管理应用中, 还有以下优势:

(1) 原校园地下管线管理资料多为纸质归档资料。并且在日常管理过程中, 经常局部改变线路走向, 没有及时更新档案资料, 使得很多地下管网缺失资料或者资料不能够反映地下管网的实际情况。为地下管网的管理维护带来巨大的不安全因素。地下管线探测技术能够获取地下管线的准确位置和属性信息, 能够通过CAD软件形成电子图纸, 方便使用和日常管理。

(2) 随着科技发展, 更多的新技术能够应用在校园地下管网管理当中, 如GIS三维立体技术和BIM数字建筑技术。这些新技术能够根据准备的三维信息和属性信息, 模拟地下管网的位置排布和管内流向, 甚至能够实时统计流量, 实现地下管网管理智能化、数字化。

摘要：城市地下管网作为居民生活保障设施中不可或缺的一部分, 主要负责着各种物质的输送、调配以及通讯信息的传输等工作, 重要性可谓是城市的“生命线”。随着科技发展, 校园地下管网不断增设, 地下管线错综复杂, 对其管理更加困难。地下管网一旦出现问题, 对学校师生学习、生活造成的影响是非常严重的。为了避免各种问题的出现, 我们急需探寻新的思路和技术, 将其引入城市地下管网管理中去。本文分析校园地下管线管理的实际问题, 阐述地下管线探测新技术, 研究其应用在校园地下管线管理的可行性、适合性。

关键词：地下管线探测技术,校园地下管线,管理应用