埋地PE燃氣管道的示蹤與定位

摘 要

摘要：論述了采用電子標識器、可探警示帶對埋地聚乙烯燃氣管道進行示蹤與定位的原理、實踐效果、遇到的實際問題，提出了相關建議。關鍵詞：聚乙烯管道；示蹤；定位；Tracing and Locati
摘要：論述了采用電子標識器、可探警示帶對埋地聚乙烯燃氣管道進行示蹤與定位的原理、實踐效果、遇到的實際問題，提出了相關建議。
關鍵詞：聚乙烯管道；示蹤；定位；
Tracing and Location of Buried PE Gas Pipeline
LIU Bo
Abstract：The principle，practice effect and problems encountered of tracing and location of buried PE gas pipeline by electronic marker and detectable warning tape are expounded.and some suggestions are made.
Key words：PE pipeline；tracing；location；electronic marker；detectable warning tape
1 概述
   聚乙烯(PE)燃氣管道具有耐腐蝕、使用壽命長(理想壽命可達50a)、柔韌性好，無須防腐、施工簡單、運行維護方便等特點。深圳燃氣集團龍崗管道氣分公司從1999年開始使用PE埋地燃氣管道，目前地下中壓燃氣管網長度為863km，其中PE管長度為756km。管網運行管理中，其定位與示蹤是一難點，對此深圳燃氣集團《PE管可探警示帶、電子標識器及保護板敷設技術指引》規(guī)定：采用開挖管溝方法敷設埋地PE燃氣管道，須敷設PE管可探警示帶和設置電子標識器。
   可探警示帶是兩條細連續(xù)不銹鋼線外包聚乙烯帶，施工時緊貼PE管敷設，間隔一定距離將其引出地面。用管線探測儀(探測金屬管線的設備)從地面加電信號到地下的可探警示帶，通過檢測警示帶電信號路由，進行埋地PE燃氣管道定位[1～2]。
   電子標識器內部是一個無源電路，外殼防潮、防酸堿、防腐蝕、耐擠壓，能夠充分抵抗外界環(huán)境的劇烈變化。在管道的三通、拐點、起點、末端等處預埋。其主要類型有：具有自動水平功能、外徑為10cm、最大被測深度為1.5m的球形標識器；直徑為21cm、厚度為3cm、最大被測深度為1.8m的方向盤式的中程標識器；直徑為38cm、厚度為1.7cm、最大被測深度為2.4m的盾牌式全程標識器；直徑為2cm、長度為7.6cm、最大被測深度為0.6m的圓柱形近地標識器。
    用標識器定位儀(尋找電子標識器的儀器，以下簡稱定位儀)，在地面發(fā)射一定頻率的電磁波信號，靠近電子標識器時，電子標識器反射定位儀發(fā)射的信號，定位儀接收返回信號從而確定標識器的位置。在標識器正上方時信號最強，操作者通過定位儀聲音提示和讀數(shù)顯示就可以找到電子標識器的位置[3～4]。電子標識器敷設位置見圖1。

2 電子標識器與可探警示帶定位實踐效果
2.1 電子標識器定位實踐效果
   ① 定位準確
   電子標識器是在PE埋地管道施工時埋設，不同行業(yè)采用不同的頻率，定位儀發(fā)出特定頻率的信號，只有預埋的標識器才能反射被定位儀接收，地下其他金屬管線無法反射，因此其受干擾和限制非常少。操作者通過定位儀接收的信號(聲音提示和面板顯示)，聲音和讀數(shù)最大時即檢測到了電子標識器的位置，從而十分準確地定出燃氣管道位置。
   ② 定位快速
   現(xiàn)場只需用定位儀在預埋電子標識器的管網大概所在位置范圍內檢測，接近電子標識器時定位儀便會發(fā)出聲音和顯示數(shù)據(jù)，通過聲音和顯示的信號數(shù)據(jù)逐漸增大，到達最大處就是標識器的位置。從離預埋電子標識器5m范圍開始檢測，到準確定位一個電子標識器，所用時間不超過1min。
   ③ 提高PE埋地管道的安全性
   燃氣管道接線、遷改等需要開挖時，先用定位儀在地面準確定位，明確管道位置，確定開挖方案，可減小開挖范圍，避免盲目開挖對管道造成破壞，提高工作效率。道路工程施工、道路綠化、工程鉆探等第三方施工，由于不確定施工區(qū)域內燃氣管道準確位置，從而易在施工時對燃氣管道產生破壞，發(fā)生潛在的危險。如果在施工前檢測施工范圍內的電子標識器準確位置，明確管道位置，采用有效的開挖方法，可避免埋地燃氣管道被施工破壞，保護管道的安全，提高管道的安全性。
   ④ 操作簡單，攜帶方便
   電子標識器內部是一個無源電路，即標識器不需要任何電源?，F(xiàn)場定位只需要攜帶定位儀即可。定位儀體積小，總高度為78cm，質量約1.8kg，攜帶方便，用電量少，只需要8節(jié)5號電池便可使用1個月。定位儀操作簡單，操作者只需要適當培訓就可獨立使用該儀器進行現(xiàn)場定位。
2.2 可探警示帶定位實踐效果
    由于可探警示帶是連續(xù)不銹鋼線外包聚乙烯帶且緊貼PE管敷設，通過管線探測儀檢測施加到警示帶的電信號路由，反映管道具體位置，因此PE埋地燃氣管道弧線、直線段具體走向能夠連續(xù)檢測出，連續(xù)反映出管道走向。
2.3 兩者定位結果可以比對
    通常兩者定位的結果是一致的。如果兩者定位結果出現(xiàn)不一致，就應根據(jù)現(xiàn)場情況對定位結果進行比對分析。一方面，電子標識器定位可以排除可探警示帶被干擾引起的錯誤定位。另一方面，若電子標識器未在施工期間地下管道肉眼可見情況下敷設，而是在管道施工后憑記憶補埋電子標識器，導致電子標識器位置和管道相差較遠，通過可探警示帶連續(xù)探測定位，排除電子標識器錯誤的定位，可準確反映燃氣管道的走向。
2.4 與地面標志樁配合
    通過兩者的定位在地面相對應位置做好標記，埋設標志樁。對于以前已經埋設好的地面標志樁，可以檢查是否偏離管道。對于被破壞的標志樁，應重新定位標記后埋設，在地面清楚地標示出管道的走向。
2.5 用GIS系統(tǒng)管理兩者信息
    電子標識器位置及屬性、可探警示帶敷設范圍和信號源位置等數(shù)據(jù)，與對應管道數(shù)據(jù)同時錄入GIS系統(tǒng)，方便查詢電子標識器、可探警示帶及對應管道的位置，為現(xiàn)場定位提供依據(jù)，提高定位效率。
3 遇到的實際問題
   ① 非開挖施工燃氣管道定位
   非開挖施工后，無法對非開挖施工PE埋地燃氣管道定位，不能檢查地面標志樁的正確與否，非開挖施工PE燃氣管道定位是一個難點。
    ② 直線與弧線段埋設電子標識器無具體要求
    管道直線段與弧線段一般不設置電子標識器，如果信號被干擾則無法示蹤和定位，不能判定標志樁位置是否準確。
   ③ 可探警示帶情況相對復雜
   信號容易受附近金屬管道、埋地電纜的干擾，容易定錯管位。該方法探測距離小，一個信號源井前后探測范圍分別約100m，即一個信號源井控制范圍最大為200m，有管道分支時警示帶連接點多，探測范圍則更短。警示帶連接不牢固，容易被第三方施工挖斷，無信號段無法探測定位，需要重新開挖增加信號源才可以檢測。
4 完善PE埋地燃氣管道定位的建議
   ① 非開挖施工燃氣管道定位
   在非開挖施工起止點設置電子標識器，非開挖部分依據(jù)地面導向點設置直徑為2cm，長度為7.6cm的圓柱形近地電子標識器，施工結束后及時在最深點、坡度變化點、轉彎點處地面鉆垂直孔(深度為50cm)，安裝近地電子標識器。
   ② 直線與弧線段埋設電子標識器
   直線與弧線管段設置電子標識器，通常埋設間隔越小越好，應能反映埋地燃氣管道的具體走向。直線段兩個電子標識器最遠距離不大于50m，電子標識器的埋設位置與地面標志樁相對應，準確反映燃氣管道的走向。
   ③ 電子標識器為主，可探警示帶為輔定位
   由于警示帶探測干擾無法避免，排除干擾需要一定的理論基礎和豐富的實踐經驗，這樣無形中增加了探測的難度。建議以電子標識器為主，警示帶為輔助定位措施?，F(xiàn)場用電子標識器進行定位，如有需要再使用警示帶探測定位。
   ④ 電子標識器的費用問題
   球形電子標識器在任何角度其內部的電磁感應線圈自動保持水平，能保證定位儀最佳的接收效果和探測深度，但球形標識器的費用較高。對比之下，我公司目前采用方向盤式的中程標識器、盾牌式的全程標識器，預埋時采取措施使中程標識器和全程標識器保持水平狀態(tài)，保證了探測效果。電子標識器全部從國外進口，將其用于PE埋地管道定位，通常費用相對較高，這是不能迅速推廣使用的原因。若有同類國產自主知識產權的產品，或者該產品國產化，費用將會有一定的降低。
5 結語
    通過近幾年在深圳燃氣工程的應用，可探警示帶結合電子標識器、地面標志樁，采用燃氣地理信息系統(tǒng)進行管理，PE埋地燃氣管道可及時、準確、地被示蹤和定位，值得提倡和使用。如果電子標識器有同類國產產品，費用降低后，各種類型的電子標識器將有更加廣泛的應用。
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(本文作者：劉波 深圳市燃氣集團股份有限公司廣東深圳 518172)