Поиск и съемка подземных коммуникаций индукционным методом

Сущность поиска подземных коммуникаций индукционным методом состоит в следующем. Если через проводник пропустить переменный ток, то вокруг проводника создается магнитное поле в виде силовых линий, имеющих в перпендикулярной к проводнику плоскости вид концентрических окружностей.

Всякое изменение магнитного потока, пронизывающего контур замкнутого проводника, создает электрический ток, называемый индукционным. Электродвижущую силу  (ЭДС), возникающую в проводнике от индукции, называют электродвижущей силой индукции. В незамкнутом проводнике она возникает при пересечении им силовых линий магнитного поля. Явление электромагнитной индукции используют в приборах поиска подземных инженерных коммуникаций. С их помощью определяют плановое положение и глубину заложения металлических и керамических трубопроводов, различных кабелей.

Поиск подземных коммуникаций индукционным методом
Рис. 82. Поиск подземных коммуникаций индукционным методом: а — блок-схема трубокабелеискателя; 6 — положение рамки антенны при поиске ИПК; в — схема определения глубины залегания МПК

К подземному трубопроводу 1 (рис. 82, а) подсоединяют установленный на поверхности генератор переменного тока 2. При поиске кабеля клеммы генератора подключают к свинцовой оболочке кабеля и к заземлителю 3, который находится в 10—20 м от оси инженерной подземной коммуникации (ИПК). В керамических трубопроводах проводником может служить заполняющая их без разрыва электропроводная жидкость.

Если в электромагнитное поле внести антенну 4, то в ней возникает электродвижущая сила, способная поддерживать индукционный электрический ток, который можно преобразовать в приемнике в ток звуковой частоты, воспринимаемый на слух через головные телефоны-наушники.

ЭДС в антенне зависит от взаимного положения источника электромагнитных волн и плоскости рамки антенны. При    горизонтально    расположенной   рамке   антенны  (рис. 82, б) количество пересекающих ее силовых линий поля будет наименьшим, а ЭДС будет минимальной — положение 1, а при переводе в положения 2 и 3 — ЭДС будет возрастать.

Вынос оси коммуникации на поверхность можно производить по максимуму или минимуму звукового сигнала. Уловив соответствующий сигнал в наушниках, оператор двигается в направлении его, держа антенну в том положении, которое соответствует сигналу и колышками фиксирует проекцию середины антенны. Для нанесения трассы на план, точки, отмеченные колышками, снимают геодезическими способами.

Для определения глубины залегания коммуникации оператор наклоняет рамку антенны на угол 45° к горизонту (рис. 82, в) и, начиная от колышка, забитого над осью ИГЛ К (точка А) перемещает антенну перпендикулярно к оси до получения минимума звукового сигнала (в положении 3 силовые линии поля «скользят» по плоскости антенны) и фиксирует точку В на земле. Затем, повернув антенну, и вернувшись в А, таким же образом находит точку С с другой стороны оси ИПК. Рулеткой измеряет расстояние ВС. Так как силовые линии электромагнитного поля имеют вид концентрических окружностей, то треугольник СОВ является равнобедренным, а высота его равна h — СВ/2.

Часто при поиске осей трубопроводов или кабелей, заложенных в одну траншею, при подключении генератора поочередно к одному сооружению не учитывают, что они соединены между собой. В этом случае происходит наложение электромагнитных полей, что вызывает существенные погрешности, так как суммарная ЭДС и контуры ее графического изображения в виде силовых линий будут отличаться от ЭДС и силовых линий, которые были вызваны в отдельности каждой подземной коммуникацией. Следствием искажающего влияния сложного магнитного поля являются грубые промахи в определении положения И ПК, достигающие 1 м.

Дальность поиска или длина участка трассы, уверенно прослушиваемого с одной постановки генератора трубокабелеискателя, колеблется в зависимости от целого ряда факторов от 1 км до 0,2 км.

Фиксация минимума (максимума) сигнала над осью трассы производится в некоторой полосе неопределенности, в пределах которой высота тона сигнала изменяется незаметно для слуха наблюдателя. Расстояние между точками, в которых имеет место указанная неопределенность, называют шириной минимума (максимума). Рекомендуется  выполнять поиск подземных коммуникаций в пределах зоны уверенного прослушивания — такого расстояния от генератора до точек отыскиваемой коммуникации, в пределах которого ширина минимума (максимума) не превышает для масштабов съемки 1 : 500 и 1 : 1000, 1 : 2000 и I : 5000 соответственно 0,2 м, 0,5 м и 1,0 м.

Точность поиска коммуникаций, расположенных от смежных с ними на расстоянии большем глубины заложения (при соблюдении указанных зон уверенного прослушивания), удовлетворительна для составления планов в масштабе 1 : 500 при глубине заложения до 2 м, и в масштабе 1 : 1000 — доз м. Для составления планов в масштабе 1 : 2000 и мельче, результаты поиска ИПК, выполняемого в пределах соответствующих зон уверенного прослушивания, могут быть использованы без ограничения глубины заложения и плотности размещения отыскиваемых трасс.

Наиболее распространены приборы поиска ТКИ-1, ТКИ-2 (трубокабелеискатель), ТПК-1 (трассоуказатель подземных коммуникаций), ВТР-1УМ (высокочастотный трассоразметчик усовершенствованная модель), ВТР-У. Как видно, точность определения местоположения объекта пропорциональна мощности генератора.