天然氣聚乙烯管道定位方法探討

趙燕鵬

山西壓縮天然氣集團晉東有限公司 山西 陽泉 045000

隨著城市化進程的加速，天然氣供應已成為城市居民生活的重要組成部分。然而，天然氣管道作為輸送天然氣的重要通道，其安全運行關系到人民生命財產安全。聚乙烯（PE）管道是天然氣輸送管道中廣泛使用的一種管道，其輕量化、抗腐蝕、安裝方便等特點受到了眾多用戶的青睞。但是，隨著城市化程度的加深，PE管道的鋪設、維護、維修難度也日益增加。因此，如何準確快速地定位PE管道，成為當前研究的熱點問題。本文將從PE管道的特點出發，探討天然氣PE管道定位的方法并對PE管道探測定位未來的發展前景進行展望[1]。

1 天然氣PE 管道特點

天然氣PE管道具有以下特點：

（1）輕量化：PE管道比傳統的金屬管道輕，安裝方便，降低了運輸和安裝成本。

（2）耐腐蝕：PE管道耐化學腐蝕性能好，不受土壤中化學物質的侵蝕，可避免管道損壞和泄漏的風險。

（3）抗老化：PE管道具有很好的抗老化性能，不會因為外界環境的變化而出現龜裂、開裂等現象，保證了管道的安全運行。

（4）高強度：PE管道具有很高的耐壓強度，能夠承受一定的水壓力和地質壓力。

（5）環保：PE管道制作材料為PE，具有很好的環保性，不會對土壤和水質造成污染[2]。

2 天然氣PE 管道定位方法

2.1 常規定位方法

（1）查閱竣工圖紙法。燃氣管道在工程竣工結束后會繪制竣工圖，竣工圖一般會標明管道的位置、走向、埋深以及管道與周邊建構筑物的相對關系等等，如果燃氣公司在工程竣工結束后對竣工圖的把關較嚴，這時就可以通過查閱竣工圖紙來準確尋找管道的具體走向，但是如果前期對竣工圖紙把關不嚴，竣工圖紙的質量不高，則無法通過竣工圖紙準確查找到管道的具體走向[3]。

（2）地面標記法。地面標記法是一種簡單有效的管道定位方法。它通過在地面上設置標記，如埋設標志樁、設置警示牌等方式來標記管道的位置和方向。這種方法對于在陸地上敷設的天然氣管道普遍適用，但是對于部分沿河道敷設的管線適用性不強，因為在每年6～8月的汛期，隨著降水的增加，極易引發河道內的洪水，從而對線路上方的標志樁和警示牌造成損壞[4]。

（3）探坑開挖法。探坑開挖法是一種通過在地面上開挖來查找管道位置的方法。它通過在地面上開挖一定深度的坑，然后沿著管道方向挖掘出管道，從而確定管道的位置和方向。這種方法適用于管道深度較淺且管道敷設的線路非城市交通主干道，在開挖作業時對車輛和人員的交通出行不會帶來較大的影響。使用此種方法查找管道時，首先要求相關人員對管道的大致走向基本清楚；其次，在進行管道開挖作業時，必須現場有人實時進行監護，并指揮挖掘機進行開挖，防止挖掘機誤將管道損壞；挖掘機在進行挖掘作業時盡量使用小型挖掘機，且分層進行開挖[5]。

2.2 非損傷檢測技術

隨著技術的發展，非損傷檢測技術已經成為定位管道的主要方法之一。目前，非損傷檢測技術主要包括以下幾種：

（1）示蹤線法探測PE管道。示蹤線法探測PE管道指的是在PE管道施工敷設過程中，連同PE管道一起埋入一條導電線（簡稱示蹤線），在探測PE管道時將發射機直接與示蹤線連接或者放到管道的正上方施加感應信號，示蹤線上即會產生感應電流，然后使用接收機獲取示蹤線上的感應電流信號，從而獲得PE管道的走向和埋深[6]。

示蹤線法探測PE管道的優點是：方法簡便，容易操作，準確度較高。特別是當示蹤線存在裸露點時，可以通過直接連接將發射機電流信號施加在示蹤線上，從而能夠更加精確地確定管道的埋深和走向。缺點是：如果示蹤線接頭處未做好絕緣和防腐處理，導致示蹤線漏電，則探測準確度將會下降；在PE管非開挖頂管施工中，如果綁在PE管上的示蹤線在隨管拖動中折斷，或者是在管溝回填過程中，由于施工不規范將示蹤線砸斷，則導致無法進行探測；在管道上方第三方施工作業過程中，如果施工機械將管道和示蹤線挖斷，在修復管道后未及時將示蹤線修復，則導致后續管道埋深和走向無法進行探測[7]。

（2）探地雷達法探測PE管道。探地雷達是利用超高頻短脈沖電磁波在介質中傳播時其路徑、電磁場強度與波形隨通過介質的電性質和幾何形態的不同而變化的特點，根據接收到波的旅行時間、幅度與波形資料來判斷管線的深度、位置并估算管線直徑等。探地雷達探測PE管道的優點是：屬于無損檢測，具有快速、高效、非破壞性等特點，不會造成路面破壞，交通中斷，只需做少量的開挖驗證。缺點是：探地雷達的探測效果往往受探測場地和地質條件的制約并不理想，必須與其他管線探測設備配合使用并結合管線方面的知識加以綜合判斷[8]。

（3）聲波法探測P E 管道。管道探測儀（GT）燃氣管道專用非金屬管線定位儀是針對管內介質為燃氣的非金屬管道定位設備。它以PE管內的氣體為介質在管道中傳輸聲波信號。共振箱內的共振膜產生一個帶有特殊標識的聲波信號，聲波帶動它附近的氣體粒子振動，振動的粒子帶動下一個氣體粒子振動，聲波信號在PE管內如此向前傳輸。聲波信號通過PE管道經土壤傳播到地表被接收器接收，從而顯示出管道的具體走向[9]。

聲波法探測PE管道的優點是不受其他給排水管線、電力管線、電信管線等干擾，而且在復雜的城市地下管網中，定位結果準確。缺點是：只能對管道進行平面定位，不能測定埋深；由于聲波的衰減特性，儀器最適用于小口徑管道的探測；另外對于埋設太深的管道探測難度較大[10]。

（4）示蹤球法探測PE管道。示蹤球又名電子標識器，其內部是一個無源電路，外部采用密封防水的高密度聚乙烯材料，能防潮、防酸堿、防腐蝕及充分抵抗外界環境的劇烈變化，其內部內置UID碼，使用時埋設在管線上方，可以將管道埋深、管徑、管材、鋪設日期等信息存儲于其中。當使用定位儀對地下電子標識器進行探測時，定位儀先向地下發出一定頻率的電磁波信號，當靠近標識器時，電子標識器會反射定位儀發出的信號，從而被定位儀發現和接收，并通過聲音和讀數來告知操作者地下設施的信息[11]。

示蹤球法探測PE管道的優點是：使用壽命長，能夠即時獲取地下管線的精確路由及深度；快速定位地下目標設施，如閥門、T形分支和中間接頭；準確掌握地下管線轉彎或穿越等復雜情況。缺點是：造價較貴，前期施工過程中錄入信息較繁瑣，管道埋深在1.5m以內時探測效果較好，埋深太大時，探測效果相對較差[12]。

2.3 綜合運用不同方法

在實際應用中，為了提高管道定位的準確性和效率，通常需要綜合運用多種不同的方法。首先可以通過查閱竣工圖紙、查看現場標識標記確定管道的大致走向；然后根據管道的具體情況：例如是否埋設示蹤線且示蹤線是否完整、是否埋設示蹤球且示蹤球是否完整、是否有探地雷達和聲波檢測設備等情況綜合考慮選用哪種無損檢測技術進行具體位置的探測；最后，在探測到具體位置的情況下，采用探坑開挖法進行最后的確認，最終確定管道的具體位置、走向和埋深，提高定位精度和可靠性[13]。

總之，天然氣PE管道的定位方法可以采用傳統的常規定位方法和非損傷檢測技術相結合的方式。選擇合適的管道定位方法，可以提高管道施工和維護的效率和安全性，減少人為損壞管道的風險[14]。

3 天然氣PE 管道定位的注意事項

在進行天然氣PE管道定位時，需要注意以下兩點：

3.1 管道深度的不確定性

管道深度的不確定性是天然氣PE管道定位的一個重要問題。由于管道鋪設時的施工方式和工藝等原因，管道深度可能存在較大的變化，從而影響定位的準確性。因此，在進行管道定位前，需要盡可能多地獲取管道的深度信息，并結合不同的定位技術進行綜合判斷[15]。

3.2 管道走向的復雜性

天然氣PE管道的走向可能會受到地形、建筑物、其他管道等多種因素的影響，從而使得管道的走向較為復雜。因此，在進行管道定位時，需要充分考慮這些影響因素，并結合不同的定位技術進行綜合判斷。

4 天然氣PE 管道定位的發展前景

隨著社會的不斷發展，燃氣走進千家萬戶，PE管道以輕便、耐腐蝕、耐磨損、耐震動、抗沖擊強度高、柔韌性好、安裝方便、維修方便、造價低等特點遍布到了城市。但是由于天然氣屬于易燃易爆的物質，一旦管道遭到第三方施工破壞極易引起燃燒和爆炸，會給人民群眾帶來巨大災難。因此，精準掌握埋地PE管道的走向，對防止PE管道被第三方施工破壞具有重大的意義，所以今后對天然氣PE管道精準定位的要求會越來越高，也有利于PE管道定位技術的進一步發展。

5 結束語

不同的管道定位方法有其各自的優缺點，需要根據具體情況進行選擇。從適用性和實用性來看，示蹤線探測法和聲波探測法是目前比較成熟的管道定位方法，應用廣泛，準確性高。而示蹤球探測法和探地雷達探測法雖然也具有優點，但是由于示蹤球造價相對較貴，探地雷達受地下環境的影響較大，探測結果容易受到干擾，因此在實際應用中需要注意。另外，各種管道定位方法的準確性也受到許多因素的影響，比如管道深度、管道材料、地下環境、探測設備等等。因此，在實際應用中，需要針對具體情況進行綜合考慮和分析，選擇最合適的管道定位方法，以達到最佳的定位效果。