地下金屬管線探查的電性條件分析

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1、110苗字寬：地下金屬管線探查的電性務(wù)件分析地下金屬管線探查的電性條件分析苗宇寬(河北天元地理信息科技丁程有限公司。河北j河065201)摘要：本文介紹了地下管線探查的電磁法原理。闡述了地下管線周?chē)橘|(zhì)電阻率的影響因素，提出了壓制周?chē)橘|(zhì)影響的管線探查方法。關(guān)鍵詞：電磁法；電阻率；影響因素；探查方法地下管線探查是地下管線普查工作的關(guān)鍵工序．它主要利用電磁法進(jìn)行探查．是以地下管線與周?chē)橘|(zhì)的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性差異為主要物性基礎(chǔ)．根據(jù)電磁感應(yīng)原理觀測(cè)和研究電磁場(chǎng)空間和時(shí)間分布規(guī)律．從而達(dá)到尋找金屬地下管線的目的。眾所周知．金屬管線相

2、對(duì)周?chē)橘|(zhì)為低阻高磁導(dǎo)率．周?chē)橘|(zhì)相對(duì)金屬管線為高阻低導(dǎo)磁率．這是電磁法探測(cè)金屬管線的物性前提。但我國(guó)地域遼闊，各城市地質(zhì)、地球物理?xiàng)l件、地下水位等不一，沿海和內(nèi)陸城市差異較大．這樣在地下管線探查中必須根據(jù)不同城市、不同物性條件選擇有效的工作方法以確保探查質(zhì)量．提高探查效果和工作效率。周?chē)橘|(zhì)的磁性變化相對(duì)較小．導(dǎo)磁率的影響可不作考慮。下面就地下介質(zhì)的導(dǎo)電性即電阻率對(duì)地下金屬管線探查的影響作初步探討。l地下管線探查的電磁法原理地下管線探查是應(yīng)用頻率域電磁法．發(fā)射機(jī)給發(fā)射線圈供以諧變電流I，=I。oe泌，在其周?chē)⒅C變磁場(chǎng)即

3、一次場(chǎng)。Hl=H10e¨地下管線在諧變磁場(chǎng)的激勵(lì)下．產(chǎn)生諧變電流．帶諧變電流的管線在其周?chē)中纬芍C變磁場(chǎng)即二次場(chǎng)。H2=MI。Gf蘭+i羔l＼R+∞LR+∞L／電磁法探查地下管線時(shí)．一般通過(guò)觀測(cè)二次場(chǎng)的變化來(lái)確定地下管線的平面位置和埋深的。從電磁感應(yīng)原理看．地下管線在一次場(chǎng)的激發(fā)下。產(chǎn)生渦旋電流；地下介質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生渦旋電流，且在周?chē)橘|(zhì)一金屬管線一周?chē)橘|(zhì)這個(gè)回路中也會(huì)有感應(yīng)電流形成。這些電流在其周?chē)a(chǎn)生二次電磁場(chǎng)。地面接收到的異常場(chǎng)是這些電磁場(chǎng)的綜合反映。管線探查中周?chē)橘|(zhì)引起的電磁場(chǎng)作為背景場(chǎng)．屬于干擾因素．應(yīng)設(shè)法消除或

4、壓制它，因而周?chē)橘|(zhì)的性質(zhì)及其引起的電磁場(chǎng)也是值得關(guān)注的。地下管線探查中．假定地表下空間為均勻半空間．均勻半空間的背景電磁場(chǎng)是前述周?chē)橘|(zhì)的二次電磁場(chǎng)與場(chǎng)源一次場(chǎng)的總和。在分析地下管線電磁異常時(shí)．往往把管線周?chē)橘|(zhì)理想化為高阻，但實(shí)際上，在很多地區(qū)(如濱海地區(qū))管線周?chē)橘|(zhì)為低阻。當(dāng)周?chē)橘|(zhì)為高阻時(shí)．金屬管線與周?chē)橘|(zhì)的電性差異明顯即p<

5、圍介質(zhì)的電性差異較小flPp與po相差較小，管線及其周?chē)橘|(zhì)的電流密度與周?chē)橘|(zhì)的電流密度相差較小，金屬管線形成的異常相對(duì)周?chē)橘|(zhì)的背景H①／，，一＼、／夕一、心、。園①P與Po差異較大②P與Po差異較小>X苗宇寬：地下金屬管線探查的電性條件分析電磁場(chǎng)(相對(duì)較高)差異較小，異常幅值較低，有用異常信號(hào)較弱且不穩(wěn)定。地下管線的定位和定深相對(duì)困難(見(jiàn)圖)。2介質(zhì)電阻率的影響因素前述可知．金屬管線與介質(zhì)電阻率差異大小是能否取得地下管線探查效果、確保探查質(zhì)量的重要前提條件。金屬管線的電阻率變化不大，電阻率p一般為10-3-10；周?chē)?/p>

6、質(zhì)的電阻率變化范圍較大見(jiàn)表1。常見(jiàn)介質(zhì)的電阻率值(單位rim)表1介質(zhì)電阻率(p)介質(zhì)電阻率(p)礫石、碎石2000粘土100覆蓋層10～lOoo河水10一loo含水黃砂500海水O．1～I(xiàn)O沙七300咸水O．1-l含砂粘土250潛水

7、＼砂質(zhì)粘土r爹y＼＼一＼10含水量地下管線周?chē)橘|(zhì)主要為第四季沉積地層．包括雜填土、素填土、粉土、粉質(zhì)黏土、黏土、砂土、淤泥、沙礫石等。這些第四季沉積物的含水量、礦化度等不同，電阻率變化

8、也較大。b．地下水位及介質(zhì)的含水量影響地下水位及介質(zhì)的含水量對(duì)介質(zhì)的電阻率影響較大，地下水位、含水量越高，導(dǎo)電性能越好，電阻率越小；反之，導(dǎo)電性能越差，電阻率越高。右圖為含水量對(duì)砂和砂質(zhì)粘土的土壤電阻率的影響曲線．上圖中土壤電阻率的單位為l'lm。含水量的單位為％。由圖可以看到。砂質(zhì)黏土當(dāng)含水量達(dá)到15～20％以上時(shí)。電阻率下降很少，當(dāng)含水量小于15％時(shí)，電阻率變化較大。c．礦化度及其含量的影響裹2蕊15—2525-3535—lo4ID一50(砂礫石)(粗中砂)(細(xì)粉砂)(枯土、砂牯土)l150一7575-3040k3525

9、—2029m_4545-1824一1515一12360一3030—1216一lOlo-8530—1515-68-55—4lO18—99—3．64．8—33-3．2表2為不同孔隙度地層飽含不同礦化度的地下水時(shí)的電阻率實(shí)測(cè)結(jié)果由表2可知。土壤的礦化度及其含量越高．其電阻率越低，導(dǎo)電性越好，反之