埋地PE燃气管道的示踪与定位
2012-7-10刘波
摘要:论述了采用电子标识器、可探警示带对埋地聚乙烯燃气管道进行示踪与定位的原理、实践效果、遇到的实际问题,提出了相关建议。
关键词:聚乙烯管道;示踪;定位;
Tracing and Location of Buried PE Gas Pipeline
LIU Bo
AbstractThe 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 wordsPE pipeline;tracing;location;electronic marker;detectable warning tape
1 概述
   聚乙烯(PE)燃气管道具有耐腐蚀、使用寿命长(理想寿命可达50a)、柔韧性好,无须防腐、施工简单、运行维护方便等特点。深圳燃气集团龙岗管道气分公司从1999年开始使用PE埋地燃气管道,目前地下中压燃气管网长度为863km,其中PE管长度为756km。管网运行管理中,其定位与示踪是一难点,对此深圳燃气集团《PE管可探警示带、电子标识器及保护板敷设技术指引》规定:采用开挖管沟方法敷设埋地PE燃气管道,须敷设PE管可探警示带和设置电子标识器。
   可探警示带是两条细连续不锈钢线外包聚乙烯带,施工时紧贴PE管敷设,间隔一定距离将其引出地面。用管线探测仪(探测金属管线的设备)从地面加电信号到地下的可探警示带,通过检测警示带电信号路由,进行埋地PE燃气管道定位[1~2]
   电子标识器内部是一个无源电路,外壳防潮、防酸碱、防腐蚀、耐挤压,能够充分抵抗外界环境的剧烈变化。在管道的三通、拐点、起点、末端等处预埋。其主要类型有:具有自动水平功能、外径为10cm、最大被测深度为1.5m的球形标识器;直径为21cm、厚度为3cm、最大被测深度为1.8m的方向盘式的中程标识器;直径为38cm、厚度为1.7cm、最大被测深度为2.4m的盾牌式全程标识器;直径为2cm、长度为7.6cm、最大被测深度为0.6m的圆柱形近地标识器。
    用标识器定位仪(寻找电子标识器的仪器,以下简称定位仪),在地面发射一定频率的电磁波信号,靠近电子标识器时,电子标识器反射定位仪发射的信号,定位仪接收返回信号从而确定标识器的位置。在标识器正上方时信号最强,操作者通过定位仪声音提示和读数显示就可以找到电子标识器的位置[3~4]。电子标识器敷设位置见图1。

2 电子标识器与可探警示带定位实践效果
2.1 电子标识器定位实践效果
   ① 定位准确
   电子标识器是在PE埋地管道施工时埋设,不同行业采用不同的频率,定位仪发出特定频率的信号,只有预埋的标识器才能反射被定位仪接收,地下其他金属管线无法反射,因此其受干扰和限制非常少。操作者通过定位仪接收的信号(声音提示和面板显示),声音和读数最大时即检测到了电子标识器的位置,从而十分准确地定出燃气管道位置。
   ② 定位快速
   现场只需用定位仪在预埋电子标识器的管网大概所在位置范围内检测,接近电子标识器时定位仪便会发出声音和显示数据,通过声音和显示的信号数据逐渐增大,到达最大处就是标识器的位置。从离预埋电子标识器5m范围开始检测,到准确定位一个电子标识器,所用时间不超过1min。
   ③ 提高PE埋地管道的安全性
   燃气管道接线、迁改等需要开挖时,先用定位仪在地面准确定位,明确管道位置,确定开挖方案,可减小开挖范围,避免盲目开挖对管道造成破坏,提高工作效率。道路工程施工、道路绿化、工程钻探等第三方施工,由于不确定施工区域内燃气管道准确位置,从而易在施工时对燃气管道产生破坏,发生潜在的危险。如果在施工前检测施工范围内的电子标识器准确位置,明确管道位置,采用有效的开挖方法,可避免埋地燃气管道被施工破坏,保护管道的安全,提高管道的安全性。
   ④ 操作简单,携带方便
   电子标识器内部是一个无源电路,即标识器不需要任何电源。现场定位只需要携带定位仪即可。定位仪体积小,总高度为78cm,质量约1.8kg,携带方便,用电量少,只需要8节5号电池便可使用1个月。定位仪操作简单,操作者只需要适当培训就可独立使用该仪器进行现场定位。
2.2 可探警示带定位实践效果
    由于可探警示带是连续不锈钢线外包聚乙烯带且紧贴PE管敷设,通过管线探测仪检测施加到警示带的电信号路由,反映管道具体位置,因此PE埋地燃气管道弧线、直线段具体走向能够连续检测出,连续反映出管道走向。
2.3 两者定位结果可以比对
    通常两者定位的结果是一致的。如果两者定位结果出现不一致,就应根据现场情况对定位结果进行比对分析。一方面,电子标识器定位可以排除可探警示带被干扰引起的错误定位。另一方面,若电子标识器未在施工期间地下管道肉眼可见情况下敷设,而是在管道施工后凭记忆补埋电子标识器,导致电子标识器位置和管道相差较远,通过可探警示带连续探测定位,排除电子标识器错误的定位,可准确反映燃气管道的走向。
2.4 与地面标志桩配合
    通过两者的定位在地面相对应位置做好标记,埋设标志桩。对于以前已经埋设好的地面标志桩,可以检查是否偏离管道。对于被破坏的标志桩,应重新定位标记后埋设,在地面清楚地标示出管道的走向。
2.5 用GIS系统管理两者信息
    电子标识器位置及属性、可探警示带敷设范围和信号源位置等数据,与对应管道数据同时录入GIS系统,方便查询电子标识器、可探警示带及对应管道的位置,为现场定位提供依据,提高定位效率。
3 遇到的实际问题
   ① 非开挖施工燃气管道定位
   非开挖施工后,无法对非开挖施工PE埋地燃气管道定位,不能检查地面标志桩的正确与否,非开挖施工PE燃气管道定位是一个难点。
    ② 直线与弧线段埋设电子标识器无具体要求
    管道直线段与弧线段一般不设置电子标识器,如果信号被干扰则无法示踪和定位,不能判定标志桩位置是否准确。
   ③ 可探警示带情况相对复杂
   信号容易受附近金属管道、埋地电缆的干扰,容易定错管位。该方法探测距离小,一个信号源井前后探测范围分别约100m,即一个信号源井控制范围最大为200m,有管道分支时警示带连接点多,探测范围则更短。警示带连接不牢固,容易被第三方施工挖断,无信号段无法探测定位,需要重新开挖增加信号源才可以检测。
4 完善PE埋地燃气管道定位的建议
   ① 非开挖施工燃气管道定位
   在非开挖施工起止点设置电子标识器,非开挖部分依据地面导向点设置直径为2cm,长度为7.6cm的圆柱形近地电子标识器,施工结束后及时在最深点、坡度变化点、转弯点处地面钻垂直孔(深度为50cm),安装近地电子标识器。
   ② 直线与弧线段埋设电子标识器
   直线与弧线管段设置电子标识器,通常埋设间隔越小越好,应能反映埋地燃气管道的具体走向。直线段两个电子标识器最远距离不大于50m,电子标识器的埋设位置与地面标志桩相对应,准确反映燃气管道的走向。
   ③ 电子标识器为主,可探警示带为辅定位
   由于警示带探测干扰无法避免,排除干扰需要一定的理论基础和丰富的实践经验,这样无形中增加了探测的难度。建议以电子标识器为主,警示带为辅助定位措施。现场用电子标识器进行定位,如有需要再使用警示带探测定位。
   ④ 电子标识器的费用问题
   球形电子标识器在任何角度其内部的电磁感应线圈自动保持水平,能保证定位仪最佳的接收效果和探测深度,但球形标识器的费用较高。对比之下,我公司目前采用方向盘式的中程标识器、盾牌式的全程标识器,预埋时采取措施使中程标识器和全程标识器保持水平状态,保证了探测效果。电子标识器全部从国外进口,将其用于PE埋地管道定位,通常费用相对较高,这是不能迅速推广使用的原因。若有同类国产自主知识产权的产品,或者该产品国产化,费用将会有一定的降低。
5 结语
    通过近几年在深圳燃气工程的应用,可探警示带结合电子标识器、地面标志桩,采用燃气地理信息系统进行管理,PE埋地燃气管道可及时、准确、地被示踪和定位,值得提倡和使用。如果电子标识器有同类国产产品,费用降低后,各种类型的电子标识器将有更加广泛的应用。
参考文献:
[1] 申张有,李雪.地下燃气管道查找定位的方法[J].煤气与热力,2008,28(9):B49-B51.
[2] 钟立.PE管示踪线施工的探讨[J].煤气与热力,2004,24(11):638-640.
[3] 陈培新,李丹华.埋地燃气PE管道电子标志系统示踪方法[J].煤气与热力,2009,29(4):B05-B07.
[4] 张伟峰,史继伟,祝世勋.电子记标探测系统的应用[J].煤气与热力,2006,26(2):13-15.
 
(本文作者:刘波 深圳市燃气集团股份有限公司广东深圳 518172)
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