时间:2022-08-26 10:28:05
在《聚乙烯燃气管道定期检验工艺》中规定在全面检验过程中,对于管道位置及走向检查,主要是结合管道设计图、竣工图、管道地理信息系统(GIS)等,选择示踪线(带)电磁波探测法、地质雷达探测法、管道声学定位探测法、主动声源探测法、电子标识器定位法等方法检查管道位置、支管和拐点位置及管道走向、埋深。
在城镇燃气PE管道全面检验的过程,管道位置及走向检查是检验环节的重要内容,在过去城镇燃气管道事故中,第三方开挖对管道破坏造成事故是城镇管道燃气事故的主要原因。因此查明燃气管道位置在是预防管道事故发生的一个最主要的工作。
另外在定期检验过程中,查明燃气管道的位置是定期检验的基础,包括对管道的宏观检查、管道敷设环境调查、管道示踪系统完整性检查、泄露检查等等,都是基于明确管道位置的前提下进行。
从宏观上来讲,比如我们要对某一根管道进行宏观检查,那必须首先知道这根管道埋设在哪个实地的位置,否则就是“张冠李戴”,把张三的检验结果放到李四身上。
另外根《据城镇燃气设计规范》(GB 50028 - 2006 )对燃气管道的铺设及建筑物之间的距离有明确规定,如果再检验之前,没有了解管道的准确位置,那么在检验的过程中,就无法判断管道是否满足规范要求。
所以在定期检验的过程中,了解管道的位置及埋深是管道宏观检查的第一步。
目前对于燃气PE管道的水平位置,可以采用主动声源探测法准确探测其水平位置,由于该方法采用声波探测原理,直接测出管道埋深受声波受地下介质物理性质影响比较大,因此,通过设备直接准确的测量埋深具有一定难度。那么在现有方法技术上,如何确定管道埋深呢?
本文作者在检验过程中采用了主动声源探测法、地质雷达及轻力触探法解决了在燃气定期检验过程中燃气PE管道水平及埋深检查的难题。
我们的总体思路是这样:
首先采用主动声源探测法准确地确定燃气PE管道的水平位置(可控制探测误差在20cm以内)。
其次也可以根据声波的衰减信号先初步确定管道的埋深深度,区分出是哪一种埋设方式(直埋或者穿越),直埋管道信号比较强,信号稳定,随着探测距离逐步衰减。穿越的管道,在出入土的位置信号异常强,中间部位信号突然衰减,变得很弱。在直埋管道中,声波信号异常的强的位置作为埋深检查的重点部位。
接下来就针对信号异常强的重点部位进行地质雷达及轻力触探法探测,在软土中直接采用轻力触探法检查管道埋深,一般只需要探测三个点就能够接触到管道顶部。
在硬质介质中,无法进行开挖或者触探法时,可以采用地质雷达的方法,首先我们根据声波信号怀疑该处埋深不足,那么就符合了地质雷达的探测条件:埋深浅,管径相对大,这个条件下,地质雷达比较容易测出管道的准确位置。
那么也会有同行反问:那为什么不直接使用主动声源或者单独使用地质雷达呢?
因为地质雷达采用的是电磁信号探测,地下不同的管道,特别是供水管道和燃气管道都是同一种材质情况下,比较难以区分信号,如果先使用主动声源探测法先确定了燃气管道位置,那么我们只要看声波确定燃气管道的位置上地质雷达的埋深信号即可。
我们来看看实测的一个实例,2020年7月21日上午,探测组使用主动声源探测法、地质雷达及触探法完成江苏某市某路段燃气管道探测试验约230米,探测物理点25个,基本确定了燃气管道的水平位置及埋深。
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试验段探测成果图
我们在A点(阀井内放散口)施加声波信号源,首先判断测试的路段管道都是直埋管道,信号比较稳定,也比较强,已知主管道上加信号的阀井内的管道埋深1.2米。在B点管道的声波信号穿过了一个电信柜正下方,距离电信信号杆不足0.2米,覆盖层为软土层,因此我们使用轻力触探法必须要准确确定燃气管道位置,才能做出检验的结论。
轻力触探法通过反弹里确定了燃气管道位置,管道埋深1.4米,正好是在电信柜下方,根据《城镇燃气设计规范》(GB50028-2020)第6.3.4条要求与通信杆安全距离不足。
在C点的硬质路面上,我们根据主动声源探测法确定管道的位置上进行地质雷达探测,我们一共探测了四个剖面,管道的信号比较清晰,在该段硬质路面上的四个雷达探测深度分别为0.9m、1.2m、1.3m、1.35m,埋深符合《城镇燃气设计规范》(GB50028-2020)第6.3.4条要求,即
地下燃气管道埋设的最小覆土厚度(路面至管顶)应符 合下列要求:
1 埋设在机动车道下时,不得小于 O.9m;
2 埋设在非机动车车道(含人行道)下时,不得小于 O.6m;
3 埋设在机动车不可能到达的地方时,不得小于 O.3m;
4 埋设在水田下时,不得小于 O.8m
注:当不能满足上述规定时,应采取有效的安全防护措施。
在本次探测过程中,通过主动声源探测法、地质雷达及轻力触探法结合的探测方法对管道的水平位置经济深度、地面标识等内容进行宏观检查,主要存在以下几点问题。
(1)地面标识不准确不齐全
地面标识不准确路段:公司门口-X路路口(TR1-14)现有的标识与探测管道位置水平偏差约30cm,见图6;
地面标识缺失:路口主管道弯头、三通及过路段(TR15-TR25)均未见有地面标识;路口进入小区的支线(TR10-TR13)无地面标识,见图7;
(2)主管道在X路路口,管道拐弯处(TR14-15)通信杆与管道安全距离不足、信号柜占压,见图8;
(3)在X路过路三通向南TR24号点在其他电线井底部,与其他管道安全距离不足,见图9;
(4)X路的主管道探测的水平位置均在道路树根底部,管道上方种植的深根植物可能对管道造成顶穿、缠绕、压扁等破坏情况,见图6;
方法总结:
(1)通过本次试验说明在硬质或者土质的路面上,使用主动声源、地质雷达及轻力触探法等组合方法可以较准确查明管道的水平位置及深度,采用这一套组合探测方法可以解决PE管道探测的难题。
(2)主动声源探测用于追踪管道的水平位置比较方便快捷,在接信号点到X路南北向约230米声源信号仍然比较明显。
(3)本次使用的地质雷达对地下的PE管道也有比较好的图像反应,使用起来也比较方便快捷。
(4)在宏观检查过程中,发现部分地面标识不准确、不齐全、占压、与其他其它管道或电缆同沟、安全距离不足等问题及管道位于树根下面可能树根影响。
存在不足:由于本次探测时间紧迫,在没有图纸资料的情况下进行盲探,就需要扩大探测范围追踪管道,导致探测工作量较大,探测效率较慢;同时在盲探过程中可能造成漏探或者管道连接关系错误,建议今后探测前,要先收集图纸资料,按图索骥,提高探测工作效率和探测质量。