测绘工程中的地下管线与地质勘探技术研究

随着城市化进程加快，地下管线已经成为了城市生命线系统的运行关键环节，地下管线探测技术已经朝着精准化方向不断发展，从传统的人工排查逐步升级为多技术融合的综合探测体系，可实现对各类管线的全方位定位与属性分析。而地质勘探技术能直接或间接方法揭示地层结构、岩土体性质等关键参数，为地下工程设计、施工提供重要依据，在减少工程风险、提高建设效率方面发挥着不可替代的作用。在实际工程中，地下管线的分布与地质条件密切相关，单一的管线探测技术难以应对复杂地质环境下的探测需求，因此要分析测绘工程中地下管线与地质勘探技术的内在联系及结合应用，这样才能有效提升地下管线探测精度。

一、测绘工程中地下管线探测技术原理

进行地下管线探测的目的是确定管线的位置、走向、埋深等。地下管线探测是指利用专业设备和技术手段，对埋设于地下的各类管线的空间位置、走向、埋深、材质、规格及连接关系等信息进行探测、定位和识别的技术过程。进行地下管线探测需满足明确探测区域的管线类型、大致分布范围及历史资料，然后再根据管线材质和埋深选择适配的探测方法。完成野外数据采集后，需结合测量技术对管线坐标和埋深进行精确定位，最终形成完整的地下管线数据库或三维模型。该技术广泛应用于城市基础设施建设、老旧管线改造与维护、地下空间开发、地质灾害排查及应急救援等领域，是保障城市生命线系统安全运行的关键技术之一。

二、测绘工程中的地质勘探技术

“地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。

（一）坑、洞探

坑、洞探是测绘工程中通过人工或机械开挖露天坑道或地下洞室，直接观察、测量和取样地下岩土体及地质现象的地质勘探技术，属于直接勘探方法的类型。操作时，坑探需先根据勘探目的确定探槽、探井的位置和尺寸，通过人工挖掘或小型机械开挖，边开挖边记录地层变化，对关键地层进行素描、拍照和取样，必要时进行槽壁、井壁加固以确保安全；洞探则需先进行工程设计，确定洞室的走向、坡度和断面尺寸，采用爆破或机械掘进方式施工，同时配备通风、支护和排水系统，施工中实时监测围岩稳定性，对揭露的地质构造进行详细测量和记录，最终形成完整的地质编录资料。

（二）钻探勘查

钻探勘查是测绘工程中通过钻探设备向地下钻孔，以获取岩芯、土壤样本或直接观测地下地质现象的间接勘探技术。与“坑、洞探”相比，钻探勘查通过细长钻孔深入地下，可触及更深层的地质体，对地表破坏较小，可穿越复杂地形和坚硬岩层，能高效获取深层地质数据。测试前要根据勘探目的确定钻孔位置、深度和口径，选择适配的钻探设备，通过钻机带动钻具旋转或冲击破碎岩土体，形成钻孔，同时利用泥浆循环冷却钻具并携带岩屑。当钻至目标地层时，使用岩芯管提取岩芯样本，记录岩芯的岩性、颜色、结构及所含化石、矿物等特征。重要地层可进行孔内摄影、测井以补充地质信息，然后进行岩芯编号、封装并送实验室分析，同时整理钻孔柱状图等资料，为地质测绘和工程设计提供基础数据。

（三）原位测试技术

原位测试技术是在岩土层原来所处的位置，基本保持的天然结构,天然含水量以及天然应力状态下，测定岩土的工程力学性质指标，包括静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切、旁压试验、静载试验、扁板侧胀试验、应力铲试验、现场直剪试验、岩体应力试验、岩土波速测试等。该技术的测试结果能真实反映岩土体在自然状态下的特性，操作效率较高，可在钻探或坑洞探过程中同步进行，减少单独取样和试验的时间成本，且能覆盖更大范围的测试区域。适用于： ① 当原位测试比较简单，而室内试验条件与工程实际相差较大时； ② 当基础的受力状态比较复杂，计算不准确而又无成熟经验，或整体基础的原位真型试验比较简单； ③ 重要工程必须进行必要的原位试验。

（四）地球物理勘探

地球物理勘探是测绘工程中通过观测和分析地下岩土层或地质体的物理性质差异，间接推断地下地质结构、构造及矿产分布的勘探技术，该技术无需直接开挖或钻探即可获取深部信息，可覆盖从地表到数千米深度的区域，且对地表和地下环境扰动小，能高效完成大面积勘探，尤其适用于难以开展钻探或坑洞探的复杂地形。要根据勘探目标和地质条件确定采用的物理方法及观测参数，布设测线或测网，然后部署专用仪器设备，通过发射装置向地下施加特定物理场，同时利用接收装置采集地下介质反馈的物理场信号，记录信号的强度、传播速度、分布特征等数据。采集过程中需进行多次观测以验证数据稳定性，排除仪器误差、环境干扰。

三、地下管线与地质勘探技术的结合应用

（一）地质雷达法

在地下管线探测技术中，地质雷达法也被称为探地雷达法。它是一种基于不同物质的导电性、导磁性和介电常数差异来探测地下地质结构的非破坏性地球物理方法。通过发射高频电磁波并接收地下介质反射的回波信号，实现对地下管线位置、走向、埋深及周边地质环境的无损探测。沿可能存在管线的区域布设平行或交叉测线，确保覆盖目标区域且测线间距满足精度要求，随后调试设备参数，根据预计管线埋深选择合适频率的天线，并校准时间零点和介电常数。探测时操作人员推动装有发射和接收天线的探测车沿测线匀速移动，天线紧贴地面以减少信号衰减，设备实时记录电磁波反射数据并生成雷达剖面图（如图 1）。然后标记疑似管线的反射信号特征，再利用通过专业软件处理数据，进而根据反射时间计算目标深度，结合剖面图中反射波的连续性和形态，确定管线的走向、埋深及与周边岩土体的关系，最终形成包含管线位置、埋深及地质背景的探测成果图。

（二）地震波法

地震波法是将地震勘探技术与地下管线探测结合的应用技术，通过人工激发地震波并分析其在地下介质中的传播特性，实现对地下管线位置、埋深及周边地质环境的探测。该技术以地下介质的弹性差异为基础，通过捕捉波动信号的变化来识别管线与周围岩土体的界面，进而确定管线的存在及属性。根据地震波的传播方式和激发方式不同，地震波法可分为反射波法、折射波法和面波法。反射波法通过接收地下介质界面反射的地震波来定位管线；折射波法利用地震波在不同介质分界面的折射现象推断管线埋深；面波法则通过分析地表传播的面波特性反演浅层地下管线信息。目前常用的是反射波法，因其对地下目标体的定位精度较高，能有效识别管径较大、埋深适中的管线，且适用于多种地质条件，在城市地下管线普查、工程施工前管线探测等场景中应用广泛。操作时，先在探测区域布设测线，在测线一端用震源激发地震波，另一端用检波器阵列接收波动信号，通过仪器记录地震波的传播时间和波形特征，经数据处理后生成剖面图，结合波动信号的异常变化确定管线的位置和形态。

（三）高密度电阻率法

高密度电阻率法是地下管线探测与地质勘探结合的重要技术，通过系统测量地下不同位置的电阻率差异，实现对地下管线及周边地质结构的精细探测。该技术与常规电阻率法的探测原理相同，均以地下介质的导电性差异为物理基础，通过向地下通入稳定电流形成人工电场，测量电场分布特征并计算不同位置的电阻率值，进而根据电阻率的空间变化推断地下管线的存在、位置及属性。利用高密度电阻率法探测时，将数十根电极一次性按固定间距沿测线埋设在地表，形成连续的电极阵列。随后通过专用的多路转换开关系统，按照预设的电极排列方式自动切换供电电极和测量电极的组合，无需人工频繁移动电极。供电电极向地下注入稳定直流电，测量电极同步记录不同测点的电位差，仪器自动计算并存储各测点的电阻率数据。完成一轮观测后，根据需要调整电极装置类型或扩展探测深度，重复数据采集过程以获取完善的电阻率信息。

（四）地质钻孔验证法

地质钻孔验证法是地下管线探测与地质勘探结合的直接验证技术，是在疑似地下管线位置或已探测管线区域进行钻探取样，获取地下管线的实际参数及周边地质条件，适用于复杂地质条件下对物探异常区的精准验证。根据前期物探成果确定钻孔位置，优先选择管线走向转折处、埋深变化点或物探信号异常区域，同时结合地面设施分布避开障碍物。然后进行钻孔设计，明确钻孔深度、孔径及钻探方式。钻探过程中，采用分层钻进方式，每钻进一定深度记录岩土体类型及钻进速度变化，当钻具遇到硬物时，立即停止钻进并测量当前深度，判断是否触及管线。如果确认钻遇管线，需记录接触位置的深度、管线材质、管径，并拍摄钻孔内影像留存。

结束语：

综上所述，通过地质雷达法、地震波法等融合技术，可有效克服复杂地质条件的干扰，精准获取地下管线的空间参数与周边环境信息。随着技术的不断创新，需进一步深化两类技术的协同机制，以更好地满足城市建设对地下空间开发利用的需求，为保障地下管线系统的安全稳定运行提供持续技术支持。

参考文献：

[1]邢建雄.基于测绘发展现状的工程测量测绘技术的应用讨论[J].科技资讯,2024,22(10):168-170.

[2]曹佃龙.地下管线探测方法及测量质量控制研究[J].科学技术创新,2024,(09):123-126.

[3]贾帅军.常见地质勘探技术和地质勘查现状探究[J].内蒙古煤炭经济,2023,(18):184-186.

[4]谢树峰.常见地质勘探技术和地质勘查现状探究[J].世界有色金属,2022,(10):184-186.

[5]陈明.测绘新技术在地质测绘工程中的应用研究[J].西部资源,2022,(01):92-94.