[发明专利]一种基于磁化场间接探测的埋地铁质管线探测与精确定位方法

说明书

本发明属于地下管线探测领域，具体涉及一种基于埋地铁质管线磁化场间接探测的管线探测与定位方法。具体实现方法是使用三轴磁场传感器组成直线探测阵列，在被探测区域沿着直线探测路径探测地表附近磁感应强度异常分布，使用探测路径上距离磁感应强度异常峰值点较远处受磁异常影响极小的探测磁场三分量作为背景磁场，将每个测点上的探测磁场三分量减去背景磁场三分量后求取矢量大小作为磁化场，使用每一路探头探测计算所得磁化场的峰值连线定位地下管线水平分布。本发明管线探测定位准确，设备成本及使用成本低廉，仪器制作容易。

技术领域

本发明属于地下管线探测领域，具体涉及一种基于磁化场间接探测的埋地铁质管线探测与精确定位方法。

背景技术

由于历史、人文及地质变动等原因，使得地下管线分布信息不明，从而引起管线加密铺设、道路施工挖掘、工程勘察及建设打桩过程中打漏或挖断地下管线的现象时常发生，造成油气泄露、水电中断等安全事故，严重影响工农业正常生产及人们日常生活。因此，工程施工前，探明施工区域地下管线的有无及确定管线水平分布极其重要。

地下管线管材种类繁多，埋设情况多种多样，针对不同管线进行探测的方式千差万别。铸铁管、镀锌铁管、不锈钢管、不锈钢复合管及PCCP管由钢铁及其他管道材料构成，这些类型的管道可以统称为铁质管道。目前，几乎全部的油气集输管道、绝大部分的供水供暖管线及部分共同沟、雨污排水管线为铁质管道，特别是铺设较老的地下管线绝大部分是铸铁管材。由于地下铁质管线的磁化率特性与周围土壤的磁化率差异较大，在地磁场的磁化下会产生非常明显的磁异常，因此，可以通过探测地面磁异常分布来探测地下铁质管线的分布。

目前，地下铁质管线磁异常探测主要以探测总磁异常为主，基于总磁异常强度分布,能够有效判断地下铁质管线的有无，但基于总磁异常强度分布无法准确判断地下管线的水平位置。由于地下铁质管线所引起的总线磁异常分布受到地磁分布特征、管道走向、管道剩磁的影响，垂直于管线走向的总磁异常探测曲线形态会随之变化，不论是曲线极值，还是曲线极值连线上预先确定的特征点都无法准确指示地下铁质管线轴线的水平位置。除了探测地下铁质管线的有无，准确定位管线水平位置用于指导开挖及打桩施工，以避免事故的发生显得更为重要。

发明内容

本发明的目的是针对目前埋地铁质管线总磁异常探测定位存在的问题，提供一种基于磁化场间接探测的埋地铁质管线探测与精确定位方法。

总磁异常是地下铁质管线被地磁场磁化产生的管道磁异常和地磁背景场之间的矢量和，由于测线总磁异常曲线形态受管道方位角、磁倾角、磁偏角及管道剩磁分布影响，因此总磁异常曲线最大或最小值无法准确指示管道轴线的水平位置；管道磁化后产生的磁场矢量模值的计算曲线为轴对称结构，其只存在最大峰值而无最小谷值，管道磁化磁场峰值指示管道轴线水平位置较探测总磁异常最值指示的管道水平位置准确性高很多；基于此前提，本发明提出了一种基于磁化场间接探测的埋地铁质管线探测与精确定位方法，该方法的实现包括以下步骤：

步骤一，由多个高精度三轴磁场传感器安装在可移动的探测装置上组成直线探测阵列；

步骤二，在被探测区域地表划定多条直线作为初测探测路径，所述初测探测路径长度覆盖被探测区域；

步骤三，沿着划定的初测探测路径，使用直线探测阵列垂直于初测探测路径在近地表平面上，按照设定的距离依次探测初测测点磁场三分量；

步骤四，以磁感应强度最大值对应的探测点作为参考点，在不同方向上选择距离参考点不小于16米的固定距离、磁感应强度波动较平静区域的多个测点磁场三分量的平均值作为背景磁场三分量，将定测测点磁场三分量减去背景磁场三分量后，计算管线磁化场的磁感应强度，具体计算公式如下：

上式中，为测点的磁化场的磁感应强度，为测点磁场轴向分量，为测点磁场轴向分量，为测点磁场轴向分量，为背景磁场轴向分量，为背景磁场轴向分量，为背景磁场轴向分量；