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項目

Project

地震映像法在超大超深管道探測中的應用研究
瀏覽次數:2123 日期:2013年01月08日 14:04【返回目錄】
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項目名稱

地震映像法在超大超深管道探測中的應用研究

項目來源

 

項目起止時間

2013.01-2013.12

項目負責人

張永命

項目經費預算

 

項目主要成員及分工

姓名

主要職責與分工

張永命

項目總體負責

韓穎

方案執行

劉天華

軟件調試及數據處理

廖雪粦

裝備試驗、設備維護

立 項 依 據

(一)國內外現狀、水平和發展趨勢

隨著城市建設的快速發展,越來越多的地下管線密布穿行在大街小巷下方,管道埋設方法也不斷推陳出新。近年來,穿越施工方法因其適應性強、效率高,免去開挖路面的麻煩,能夠穿越交通繁雜的十字路口及不宜開挖的河流、居民區,越來越多地被管道鋪設單位所青睞。利用穿越施工方法鋪設的地下管線,一般埋設較深,其縱剖面一般呈“V”字型分布,即中間深兩邊淺,中間區深度可達10以上。如此深的地下管道,如何能夠準確定位、定深?另外,為滿足大輸送量的需求,如今有些城市地下管線特別是給水、排水管道的管徑較大,管徑大于2m的比比皆是。對于這些超大管線,由于充電后管上電流并非線電流,傳統的管線探測儀很難準確定位。

    常規的管線探測手段如:低頻電磁法(運用管線探測儀探測可帶電的金屬管道或電纜);高頻電磁法(運用地質雷達探測地下管道)等。低頻電磁法一般對埋深在5m之內,管徑小于2m的管線能進行有限探測,埋深超過5m,管徑大于2m的用管線探測儀很難進行準確定位,不能滿足精度要求;用地質雷達探測管線,只能解決極少一部分問題(因為受目標體大小、地電條件、干擾異常等因素影響較大,往往很難探測出有效異常);利用剖面觀測法探測在有可充電條件的且能有效避開淺部干擾的超深金屬管道非常有效。但若遇到無有效接觸點的超深金屬管或非金屬管,雷達探測又沒有效果的情況下,該如何進行有效探測呢?通過運用磁法、電法和地震映像法等物探方法對該類管線進行對比探測,發現地震映像法在探測該類管線時,異常明顯,且儀器輕便、操作簡單,效果很好。

(二)項目研發目的和意義

1、解決超大超深管線(管徑大于2秒,埋深超過5)探測用常規探測手段無法完成或探測精度不能滿足要求的問題;

2、解決超深管線探測采用常規手段探測時,受淺部管線干擾的問題。

(三)項目達到的技術水平及市場前景

地震映像法是探測超深地下管線重要的補充手段,采用地震映像法探測的目標管道需要滿足以下兩個基本條件:

1)管頂埋深>3,埋深太淺,其反射波容易被直達波和面波所覆蓋,導致無法分辨反射波形態[7];

2)管徑>1,原則上管徑越大,越容易從地震波中識別出來。因為地震波波長相對較長,太小的目標體無法形成完整的曲線異常,容易造成遺漏。

本項目研發的地震映像法在超大超深管線探測中的應用技術,相對于電磁探測方法,對大管徑、大埋深的管線具有很大的優勢,且裝置便捷,原理簡單,精度滿足標準要求,相信此應用技術的推出將受到各類測繪工程行業的青睞。

 

主 要 研 發 內 容

(一)項目主要內容及關鍵技術

本項目研究是將地震映像法應用于地下超大超深管線的定位定深,包括實地測線布置、數據采集、數據處理、資料解釋等研究內容。

地震映像法,工作原理與傳統的地震法一樣,是利用適當的震源向地下發射彈性波,經地下地層或目標體反射后返回地面,被檢波器所接收,并返回到微機的采集系統記錄下來。地震映像法又稱地震共偏移距法,即各地震道的偏移距均相等,故只需要用到一個震源裝置和一個檢波器,按照一定的道間距沿測線方向移動探測。如下圖所示:

關鍵技術:測線布置,數據處理,資料解釋。[A1] 

地震映像法模型示意圖

(二)技術創新點

地震映像法,是以物質的彈性差異為基礎,用相同的小偏移距逐步移動測點接收地震信號,是基于反射波法中的最佳偏移距技術發展起來的一種淺地層勘探方法。地震映像法中每個記錄道都采用相同的偏移距,且在該偏移距接收的反射波應具有良好的信噪比和分辨率。

深埋地下的管道,無論是金屬管還是砼管,與其周圍土壤介質都有明顯的彈性差異,滿足地震映像法的應用前提。在地下管道與周圍土壤之間,管外壁可視為是一個彈性界面,進入地下的彈性波在穿過土壤進入管壁時,由于界面兩側的波阻抗存在差異,彈性波在界面上會發生反射和折射,反射回地面的地震波,其傳播路徑、強度與波形跟所通過介質的彈性特征及幾何形態而變化,因此,從接收到的反射地震波走時、震幅、及波形特征,可推斷地下管道的位置和埋深。

 

(三)主要技術指標或經濟指標

1、探測目標體種類:所有埋設于地下的地下管線,含給水、燃氣、石油、排水、電力等;目標體材質:所有金屬材質,如鋼、銅、鐵、鋁等;目標體管徑:大于1m

2、探測深度:3-50;

3、探測精度:

 地(水)下管線中心埋深(m)

水平位置限差δts(cm)

埋深限差δth(cm)

h100

±10

±15

h>100

±0.1h

±0.15h

項 目 技 術 路 線 及 進 度 安 排

(一)本項目擬采用的開發方法和技術路線

1、開發方法:結合項目進行開發;

2、技術路線:了解用戶需求à現場踏勘à參數設計à方法試驗à現場測試à數據處理à資料解釋à精度驗證。

 

(二)項目研發計劃進度

2013.01-2013.02:需求分析,技術設計

2013.03-2013.09:技術試應用

    2013.10-2013.12:技術總結,推廣

預 計 項 目 研 發 結 果

 

項目負責人意見

(簽署)

 

主管領導審核

(簽署)

 

                                

公司批準

(簽發)

 


 [A1]要展開論述

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