[发明专利]一种深大窨井中污水管道快速安全探测方法

说明书

本发明涉及一种深大窨井中污水管道快速安全探测方法，其主要用于对充斥着污水和有害气体的窨井中深大污水管道和窨井分布范围的探测，工作原理是利用声波遇到不同物质界面是产生反射的特征，声波脉冲在水中遇到井壁时，产生反射，距井壁距离的不同，声波的走时也有不同。当声波遇到管道所在位置时，水流不会产生反射，工作时在井下发射声波，沿井深度方向设置多个测点，在各测点沿不同的方位垂直向外发射短脉冲声波，探测返回的声波，根据实测声波图形，确定出管道位置及窨井的分布范围。本发明解决了目前由于窨井中充满污水和有害气体而无法对井中管道位置和窨井分布范围进行探测的技术难题，同时本技术具有快速、准确、安全、高效、经济等优点。

技术领域

本发明涉及一种管道探测方法，尤其是涉及一种深大窨井中污水管道快速安全探测方法。

背景技术

在管线探测工作中，污水管道是城市中最普遍需要探测的一种，分布也最为广泛，城市规模逐渐扩大，人口不断增多，城市地下空间可利用范围也变得更加狭小，因此污水管道的埋深也越来越深，从而给管道的探测也带来一定的难度。现在对污水管道的探测方法一般采用探摸技术，即把探杆放入污水管道的窨井当中，通过探杆感知管道的埋深、走向和管径。但是在人口比较密集城区，为减小城市污染，一些管道埋设方法采用顶管施工，这种施工方式卫生、管道可以埋设的比较深，不占用道路下面浅部空间，施工用的井位还可以作为后期疏通保养的窨井。这种井规格一般为3m*4m，井的顶部埋深2m左右，地面以下井径80cm。

对于这样的管道，使用探杆进行探测时，由于井顶部的井口比较小，且有2m深得井径，探杆一般触碰不到井壁；另一方面由于这样的井比较深，到5m以下后，探杆弹性加大，变得难以掌控，操控人员通过探杆感知探杆的方位及深度，很难探测到管道的位置。

如果派遣潜水员下井触探，则存在很大的安全风险，污水井里面存有大量的沼气和其他有害气体，污水窨井相对也是一个比较密闭的空间，人员下去容易产生中毒及其他安全事故。另一方面管道一般都在正常运营使用当中，有的水流还比较遄急，产生的虹吸作用，也会对井下人员的人身安全带来极大危险。如开井等气体散开，需要相当长的时间，同时，污水管道一般位于快车到中间，交通压力等因素，长时间窨井口常开不现实。

现有的其他间接探测技术，一般到采用地面物探方法进行，这些技术对埋深比较小，人文干扰比较小的地方有效，可以解决问题，但在人口稠密、交通繁忙、人文干扰比较严重、埋深比较大的管道，现有地面物探技术一般不宜达到。现在为工程建设服务的管线探测任务，技术要求都非常高，往往都超出规范要求指标。在地表用间接法探测的成果一般也难以达到业主或甲方的要求。

因此，目前对大埋深顶管或拖拉管施工的雨污水管道的准确探测问题，在物探行业内一直是一个比较难以解决的技术难题。另一方面，现在这方面的需求也非常大，需要一种能快速准确安全探测这类管道的方法技术。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种快速准确安全的深大窨井中污水管道快速安全探测方法。本发明明解决了目前由于窨井中充满污水和有害气体而无法对井中管道位置和窨井分布范围进行探测的技术难题，工作原理是利用声波遇到不同物质界面时产生反射的特征，声波脉冲在水中遇到井壁时，产生反射，距井壁距离的不同，声波的走时也有不同。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种深大窨井中污水管道快速安全探测方法，其特征在于，在井下放一超声换能器，沿井深度方向设置多个测点，超声换能器在各测点处垂直向外发射短脉冲声波，声波脉冲遇到井壁时，产生反射，反射回波返回超声换能器，并被超声换能器接收，数据采集系统实时显示声波测量剖面图形，根据实测声波图形，判断解释该深度是否存在管道位置，再确定下一探测点的深度位置。根据实测声波图形判断解释该深度是否存在管道位置的具体方法为：当实测波形图形为正玄波时为井壁处，否则为管道处。

井壁与超声换能器之间的距离由声波在井壁间的双程旅行时间和水介质的平均声速确定：

D＝1/2×C×t