0 引言
地下管线探测工作用数据准确描述地下管线的空间位置和属性信息等基本情况，为规划、建设和施工提供**完整的调查资料，对城市发展起着十分重要的作用。面对分布复杂的地下管线，尤其是要求从多种类型管线中探测出某几种目标体管线的任务，如何制定出因地制宜、科学优化的探测方案和技术流程，一直是行业内研究的课题［1］。
王学海、戴学辉［2］利用探地雷达和管线探测仪相结合的技术方法，通过合理的方案流程，准确、有效地解决了从复杂的管线环境中探明雨污管线的难题，为在管线密集区域探明非金属管线找到了新的解决方案和思路。
1 探地雷达和管线探测仪工作原理
1.1 探地雷达工作原理
探地雷达工作时，脉冲源产生周期性的信号形成雷达波并经由发射天线耦合到地下。当信号在传播路径上遇到介质的非均匀体（面）时产生反射现象，返回地面后由接收天线接收并传送到接收机进行整形和放大等处理。在微机中对信号按照幅度大小进行编码，然后以灰色电平图或波形堆积图的方式显示［3］。依据波形、强度、几何形态等因素，来确定地下目标体的性质和状态［4］，探测基本原理如图 1 和图 2所示。
1.2 管线探测仪工作原理
管线探测仪通常指电磁法管线探测仪器［5］，电磁法属于常规物探仪探测方法，以地下管线与周围介质的导电性及导磁性差异为主要物性前提。工作时，发射机在发射线圈中提供的谐变电流在地下建立谐变磁场，目标管线在谐变磁场的激励下形成二次电流并通过接收线圈测定二次电流产生的谐变磁场推测地下目标物的具体位置［6］。具体方法有直接法、夹钳法、感应法和示踪法等。
2 工程实例
2.1 工程概况
某电子厂需要进行雨污管线探测，查明厂区范围内雨污管线的分布位置，为相关需要提供物探依据。厂区内现有雨污、通讯、电缆以及自来水等多种管线，其中雨污管线作为目标管线勘测，其他管线和建筑物则作为非目标管线干扰因素。对于目标体管线的准确识别以及非目标体管线的有效排查是工作的重点和难点，因此采用探地雷达和管线探测仪为主、调查为辅、其他方法为补充的技术方案。
2.2 技术流程
首先整体查清雨污管线分布情况，对雨污管线信息有较为直观准确的掌握；然后对存在连接关系不明的相关雨污管线进行整理，利用探地雷达对厂区进行整体探测；再于探测成果基础上利用管线仪进行探测，以排查非目标体管线干扰以及*终识别确认目标体管线。
对于探地雷达探测，不同材质的管线反射相位有所区别，主要和介电常数、周围介质介电常数大小有关。本次探测目标体为水泥管，由于水泥管线材质反射信号为负相位，探测结果具有多解性，在实际工作中易受干扰因素影响引起误判，所以根据波形振幅、弧形形态等特征判断管线位置后，还要进行相位转换以验证管线异常［7］。在利用管线仪探测时遵循从已知到未知的原则，在已知管线点上采用多种频率
及多种方法技术查探，选择*佳方法技术及校正系数再向未知管线段追踪。探地雷达采用美国产 SIR-30E 型探地雷达及 100 MHz天线、200 MHz 天线400 MHz 天线，观测方式以时间模式为主，其中时窗、扫描数、采样频率和滤波等技术参数根据现场试验以及各不同频率天线特征取得。管线仪采用英国雷迪公司产 RD8000 大功率管线仪。
2.3 管线异常特征解释
探地雷达测线共计布设 19 条（编号依次为 L1～L19），布置范围覆盖全厂区，主要分布在厂区内部道路上以及厂区外围，测线整体呈纵横交错关系。每条测线均用 100 MHz天线、200 MHz 天线、400 MHz 天线探测，单一测线累计长度 2 858 m，总工作量 8 574 m，累计测点 25 722 个。
探地雷达探测是对地下目标体的一种间接探测方法，地下相同尺寸但属性不同的目标体反映在雷达探测成果上可表现为同一异常特征［8］。通常单一地下管线在地质雷达成果中表现出的典型特征为双曲线特征，如图 3 所示，但同时具备双曲线特征的不仅有管线，也可以为其他不明介质。故判断管线目标体除了双曲线特征外，还需结合其他特征共同确认，结合厂区管线实地特点，佐以管线上方开挖回填特征、管线连续性特征以及多次反射等特征共同确认管线目标体。
本次探测有以下不同管线异常特征：管线截面非圆形特征，如图 4 所示，顶部短水平反射轴表示为水平顶板，顶板两端有绕射曲线等特征；管线与周围介质存在较大空隙特征（回填不密实等），如图 5 所示，主要表现为管线双曲线形态外见有强反射且非多次波特征；管线多次波反射特征，如图6 所示，主要表现为双曲线形态垂向多次重复出现且反射能量较强，推测为管内大部分空间为空洞状态所致；回填型管线典型特征，如图 7、图 8 所示，上方介质见有同相轴不连续且具有倒“八”字型异常形态；顶管管线特征，如图 9 所示，上方介质连续性较好，未见开挖回填特征；管线仪探测见有信号推测为通讯管线，非管线异常的双曲线特征推测为路基回填杂物干扰异常。在图 3 至图 9 中，横坐标代表测线里程，纵坐标代表探测深度，两者均以“m”为单位。
2.4 探测成果分析汇总
结合探地雷达综合探测成果以及现场实际情况对测线L1～L19 进行分析解译，其中探地雷达测线与雨污管线相交点管线异常均吻合较好，不做单独解译。另外对于埋深 0.5 m以内的孤立管线异常，大多属于废弃管线等范畴，也不进行重点关注。部分测线分析解释如下：
L1 测线位于厂区东侧南北向，全长 205 m，起始段见有消防管线。路基段路基回填相对杂乱，存在回填杂物干扰，对于 200 MHz、400 MHz 天线影响较大。测线 L1 共见有 7处异常，依次编号为 G1-1～G1-7，其中 G1-5 处管线仪探测无信号，推测为水泥管或塑料管。
L2 测线位于厂区北侧东西向，全长 170 m，路基结构较为特殊且钢筋密集。对于探地雷达 200 MHz、400 MHz 天线影响较大，尤其对于 400 MHz 天线探测效果影响严重，主要是对于电磁波信号具有一定屏蔽作用，本段数据以 100MHz、200 MHz 天线为主，整体未见明显管线异常特征。
L4 测线位于厂区东侧东西向，全长 90 m，地表为刚性路基且钢筋相对密集，整体见有 4 处异常，编号为 G4-1～G4-1。管线仪探测均未见管线信号，推测为不明异常。
L10 测线位于厂区西南侧南北向，全长 88 m，路基结构较为特殊，并且钢筋较为密集，对于地质雷达 200 MHz、400MHz 天线影响较大，尤其对于 400 MHz 天线探测效果影响严重，主要是钢筋对于电磁波信号具有一定屏蔽作用。本段数据以 100 MHz、200 MHz 天线为主，整体未见明显管线异
常特征。
L11 测线位于厂区西南侧东西向，全长 73 m，地表为刚性路基且钢筋相对密集，整体见有 1 处异常，编号为 G11-1。管线仪探测未见管线信号，推测为不明异常。
L12 测线位于厂区中部东西向，全长 206 m，地表为刚性路基且钢筋相对密集，整体见有 1 处异常，编号为 G12-1。管线仪探测见有管线信号，推测为通讯管线。
L14 测线位于厂区西北侧东西向，全长 106 m，整体见有1 处异常，编号为 G14-1。管线仪探测未见管线信号，地表见有开挖修补路面。
L15 测线位于厂区西侧南北向，全长 127 m，整体见有1 处异常，编号为 G15-1。管线仪探测未见管线信号，地表见有开挖修补路面。
L17 测线位于厂区中部南北向，全长 138 m，地表为刚性路基且钢筋相对密集。地表金属构筑物较多，对于探测存在一定影响，整体未见明显管线异常。
L18 测线位于厂区东南侧东西向，全长 335 m，地表为刚性路基且钢筋相对密集，中间段路基回填较为杂乱，整体见有 3 处异常，编号为 G18-1～G18-3。管线探测未见管线信号，推测为不明异常。
L19 测线位于厂区东侧和北侧外围，主要是补充厂区内部由于建筑设施以及施工等情况无法探测的区域。测线起自厂区外围西北位置至东北再至东南结束于桥头处，全长653 m，路面为市政沥青材质，路基结构均匀性较好，整体探测效果较为理想。整体见有 11 处异常，编号分别为 G18-1至 G18-11，管线探测未见管线信号，推测为不明异常。其中G19-3、G19-4 两处异常位于北门外侧，附近见有已封堵雨污管线；G19-5 位于废水站外侧；G19-6～G19-8 三处异常附近有高压电力过路，存在一定干扰；除上述 11 处异常外，尚见有若干处浅部异常，推测为浅部市政雨污管线。结合上述各管线特征，对探地雷达采集数据进行分析，得出雷达探测成果共见有 85 处管线异常，将各异常具体位置、深度信息以及管线性质等汇总成表。
2.5 管线排查
探地雷达探测成果中包括非目标体管线，故现场根据成果表进行综合管线探测排查，对各管线属性进行确认。依据管线仪探测排查结果，在上述管线成果中发现电力线 1 处，消防管线 3 处，通讯线 3 处，废弃管线 1 处，路基回填杂物1 处等。对于厂区内部的 18 处异常，排除已查明属性的 9 处异常，剩余 9 处异常，推测为厂区在改扩建等施工过程中废弃管线；外围的 11 处管线异常中，部分管线异常，见有厂区内部雨污管线延伸至市政雨污的情况；测线所在道路近期经过翻修，存在部分管线被掩埋或废弃的情况。
3 结语
采用以探地雷达和管线仪为主的综合技术方法，按照科学合理的流程进行管线探测，可以达到从复杂环境中有效识别目标管线的目的，探测成果准确可信。探地雷达探测地下目标体的主要依据是地下介质等的介电常数差异［9］。由于一般的管线如水泥管、金属管、电力管、PE 管等介电常数与周围介质差异较大，对于浅部管线在探测深度和精度方面都可以达到较好的效果，尤其是管线中含有水或空气时效果*为明显。为了实现探测深度与探测分辨率的*佳组合，特别对于大深度小管径管线，往往需要选择多种天线组合进行综合探测以达到理想效果。探地雷达对地下介质的情况要求比较严格，如果地下介质杂乱无章，会较难出现完整清晰的弧形异常信息，给探地雷达使用带来难度，在实际工作中应特别注意判断。由于探地雷达和管线仪探测均为无损探测技术，所以对于管线异常的*终确认宜采取开挖和静力触探等方式进行配合。
