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项目

Project

地震映像法在超大超深管道探测中的应用研究
浏览次数:1787 日期:2013年01月08日 14:04【返回目录】


项目名称

地震映像法在超大超深管道探测中的应用研究

项目来源

 

项目起止时间

2013.01-2013.12

项目负责人

张永命

项目经费预算

 

项目主要成员及分工

姓名

主要职责与分工

张永命

项目总体负责

韩颖

方案执行

刘天华

软件调试及数据处理

廖雪粦

装备试验、设备维护

立 项 依 据

(一)国内外现状、水平和界旭趋势

随着城市建设的快速界旭,越来越多的地下管线密布穿行在大街小巷下方,管道埋设方法也不断推陈出新。近年来,穿越施工方法因其适应性强、效率高,免去开挖路面的麻烦,能够穿越交通繁杂的十字路口及不宜开挖的河流、居民区,越来越多地被管道铺设单位所青睐。利用穿越施工方法铺设的地下管线,一般埋设较深,其纵剖面一般呈“V”字型分布,即中间深两边浅,中间区深度可达10以上。如此深的地下管道,如何能够准确定位、定深?另外,为满足大输送量的需求,如今有些城市地下管线特别是给水、排水管道的管径较大,管径大于2m的比比皆是。对于这些超大管线,由于充电后管上电流并非线电流,传统的管线探测仪很难准确定位。

    常规的管线探测手段如:低频电磁法(运用管线探测仪探测可带电的金属管道或电缆);高频电磁法(运用地质雷达探测地下管道)等。低频电磁法一般对埋深在5m之内,管径小于2m的管线能进行有限探测,埋深超过5m,管径大于2m的用管线探测仪很难进行准确定位,不能满足精度要求;用地质雷达探测管线,只能解决极少一部分问题(因为受目标体大小、地电条件、干扰异常等因素影响较大,往往很难探测出有效异常);利用剖面观测法探测在有可充电条件的且能有效避开浅部干扰的超深金属管道非常有效。但若遇到无有效接触点的超深金属管或非金属管,雷达探测又没有效果的情况下,该如何进行有效探测呢?通过运用磁法、电法和地震映像法等物探方法对该类管线进行对比探测,发现地震映像法在探测该类管线时,异常明显,且仪器轻便、操作简单,效果很好。

(二)项目研发目的和意义

1、解决超大超深管线(管径大于2秒,埋深超过5)探测用常规探测手段无法完成或探测精度不能满足要求的问题;

2、解决超深管线探测采用常规手段探测时,受浅部管线干扰的问题。

(三)项目达到的技术水平及市场前景

地震映像法是探测超深地下管线重要的补充手段,采用地震映像法探测的目标管道需要满足以下两个基本条件:

1)管顶埋深>3,埋深太浅,其反射波容易被直达波和面波所覆盖,导致无法分辨反射波形态[7]

2)管径>1,原则上管径越大,越容易从地震波中识别出来。因为地震波波长相对较长,太小的目标体无法形成完整的曲线异常,容易造成遗漏。

本项目研发的地震映像法在超大超深管线探测中的应用技术,相对于电磁探测方法,对大管径、大埋深的管线具有很大的优势,且装置便捷,原理简单,精度满足标准要求,相信此应用技术的推出将受到各类测绘工程行业的青睐。

 

主 要 研 发 内 容

(一)项目主要内容及关键技术

本项目研究是将地震映像法应用于地下超大超深管线的定位定深,包括实地测线布置、数据采集、数据处理、资料解释等研究内容。

地震映像法,工作原理与传统的地震法一样,是利用适当的震源向地下发射弹性波,经地下地层或目标体反射后返回地面,被检波器所接收,并返回到微机的采集系统记录下来。地震映像法又称地震共偏移距法,即各地震道的偏移距均相等,故只需要用到一个震源装置和一个检波器,按照一定的道间距沿测线方向移动探测。如下图所示:

关键技术:测线布置,数据处理,资料解释。[A1] 

地震映像法模型示意图

(二)技术创新点

地震映像法,是以物质的弹性差异为基础,用相同的小偏移距逐步移动测点接收地震信号,是基于反射波法中的最佳偏移距技术界旭起来的一种浅地层勘探方法。地震映像法中每个记录道都采用相同的偏移距,且在该偏移距接收的反射波应具有良好的信噪比和分辨率。

深埋地下的管道,无论是金属管还是砼管,与其周围土壤介质都有明显的弹性差异,满足地震映像法的应用前提。在地下管道与周围土壤之间,管外壁可视为是一个弹性界面,进入地下的弹性波在穿过土壤进入管壁时,由于界面两侧的波阻抗存在差异,弹性波在界面上会发生反射和折射,反射回地面的地震波,其传播路径、强度与波形跟所通过介质的弹性特征及几何形态而变化,因此,从接收到的反射地震波走时、震幅、及波形特征,可推断地下管道的位置和埋深。

 

(三)主要技术指标或经济指标

1、探测目标体种类:所有埋设于地下的地下管线,含给水、燃气、石油、排水、电力等;目标体材质:所有金属材质,如钢、铜、铁、铝等;目标体管径:大于1m

2、探测深度:3-50

3、探测精度:

 地(水)下管线中心埋深(m)

水平位置限差δts(cm)

埋深限差δth(cm)

h100

±10

±15

h>100

±0.1h

±0.15h

项 目 技 术 路 线 及 进 度 安 排

(一)本项目拟采用的开发方法和技术路线

1、开发方法:结合项目进行开发;

2、技术路线:了解用户需求à现场踏勘à参数设计à方法试验à现场测试à数据处理à资料解释à精度验证。

 

(二)项目研发计划进度

2013.01-2013.02:需求分析,技术设计

2013.03-2013.09:技术试应用

    2013.10-2013.12:技术总结,推广

预 计 项 目 研 发 结 果

 

项目负责人意见

(签署)

 

主管领导审核

(签署)

 

                                

公司批准

(签发)

 


 [A1]要展开论述

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