供水管網的圖紙上畫著一條線，現場開挖下去卻什么都沒有，這類事在老舊城區并不少見。管線定位儀存在的意義，是讓這條線從圖紙落到地面上。金屬管道好辦，電磁感應法幾十年下來已經很成熟，發射機加載一個信號，接收機循著二次場走，平面位置和埋深都能讀出來。真正卡住現場的是非金屬管道。
PE 管、PVC 管、混凝土管、陶瓷管，這些材質不導電，也談不上被磁化，電磁感應法賴以成立的物理前提在它們身上并不成立。一條 DN200 的 PE 給水管埋在 1.5 m 深處，地面上看不出任何痕跡，探測儀沿著測線走過去，讀數平平靜靜。這不是儀器不夠好，是方法選錯了。換了方法，讀數便活了。
現行行業標準 CJJ 61-2017《城市地下管線探測技術規程》把這件事講得很清楚。它自 2017 年 12 月 1 日起實施，是城市規劃、建設及工程施工中地下管線探測的基礎依據。第 5.3 節給出的方法選擇順序，正是本篇的主線。
電磁感應法的工作鏈條是這樣的。發射機把交變電流送到目標管線上，管線作為導體產生二次電磁場，接收機通過線圈感應這個二次場，再按場強分布反推管線的平面位置與埋深。整條鏈的起點，要求目標體是連續的導電回路。
非金屬管道把這一環直接掐斷。PE 管本身便是絕緣體，施加上去的電流沒有通路可走，二次場自然無從談起。混凝土管稍好一些，內部的鋼筋網能給出一點響應，但鋼筋不連續、不接地，響應雜亂且不穩定。陶瓷管與素混凝土管幾乎沒有響應。
CJJ 61-2017 用三條硬門檻把這層意思框住了。一，目標管線與其周圍介質之間有明顯的物性差異。二，目標管線所產生的異常場有足夠的強度，或者能從干擾場和背景場中清楚地分辨出來。三，經探查方法試驗證明其有效，且探查精度應符合本規程第 3.0.8 條第 2 款的規定。
第三條門檻尤其容易被跳過。省了它，后面全白做。它的意思是，任何方法都不是拿來便可用，必須在現場已知的管段上先做一次方法試驗，用實測結果證明這套參數在這片場地上確實有效，精度也確實能落在規程允許的區間里。跳過這一步得到的定位結果，無論用什么設備做出來的，都不能作為成果提交。這一步省不得。
工作原則也有三條。從簡單到復雜，方法有效、快捷，復雜條件下宜采用綜合探查方法。第 5.3.3 條接著說，隱蔽管線點探查宜根據任務要求、探查對象及地球物理條件，按本規程附錄 D 選用地球物理探查方法。
落到非金屬管道上，第 5.3.5 條給的是這樣一段。探查非金屬管道時，宜采用探地雷達法、直流電阻率法或淺層地震法等，也可按下列條件選用其他方法。有出入口的非金屬管道探查，宜采用示蹤電磁法。鋼筋混凝土或帶金屬骨架的管道探查，可采用磁偶極感應法。管徑較大的非金屬管道探查，除可采用探地雷達法外，還可根據工作條件采用直流電阻率法或淺層地震法等。
這段話里有兩層意思值得分開讀。前半句是常規推薦，把探地雷達放在非金屬管道的首位。后半句是條件分支，其中關于有出入口的那一條專門給示蹤法留了位置，前提只有一個，即管道有出入口。這一點常被忽略。
第 5.3.16 條把復雜條件又往前推了一步。埋深較淺的管線密集區域，可綜合采用電磁感應法與探地雷達法。埋深較大的大口徑非開挖管線，可采用彈性波法、直流電阻率法或示蹤電磁法，也可配合井中磁梯度法。有出入口的小口徑非開挖管線，可采用示蹤電磁法。
注意末尾這一句。它把“小口徑”和“有出入口”兩個條件并在一起，說明在非開挖敷設、無法直接探查的場景里，只要還能找到出入口，示蹤電磁法依然是可用的。這一條是示蹤法在市政現場的立足點。邊界也在這里。
示蹤法不是單一動作，它是一類思路的統稱。思路的內核是把一段導體送進或附在非金屬管道上，讓這條原本不導電的管線臨時具備被激勵、被追蹤的能力。現場落到具體做法，常見的有三條分支。
隨管敷設的示蹤線，是走得通的一類做法。新建 PE 燃氣管與給水管在敷設時同步埋入一根帶絕緣外皮的金屬線，線徑與材質各地做法不同，用途是給日后的探測留一條通路。示蹤線在檢查井、閥門井或立管處引出，探測時發射機接到引出端上，信號沿示蹤線傳播，接收機循著信號走，走出來的軌跡即為管道走向。這條路的前提是圖紙上要寫明敷了示蹤線，且引出端能被找到。
示蹤探頭是第二條路。管道有出入口但沒敷示蹤線時，可以把一個自帶信號源的探頭從檢修口送入管內，靠水流推送或用推桿頂進，探頭走到哪兒，地面的接收機便跟到哪兒。它的物理基礎與示蹤線那一支相同，區別在于導體是臨時送進去的，不是預先埋好的。探頭在管內卡住、遇到彎頭過不去、水深不足推不動，都會讓這一分支中途斷掉。斷在哪兒看不出來。
管道上已有的金屬附屬件，也能拿來當導體用。現場手上能碰到的鋼制閥門、消火栓、水表接口及法蘭，與管道剛性連通，本身又是導體，把發射機的夾鉗夾上去，信號便沿金屬件傳到管道系統里。那次在老城區一排消火栓上試過，夾鉗咬住栓體，接收機走到十幾 m 外仍有穩定讀數，作業面一下子鋪開了。這一分支不需要預先埋線，也不需要開孔送探頭，準備工作少，可它的覆蓋面受附屬件位置約束，兩個消火栓之間的直埋段依然是一片空白。
三條分支共用一套實施規定，寫在第 5.3.7 條里。采用直接法時，應保持信號施加點處的電性接觸良好，接地電極應布設合理，且確保接地條件良好。采用夾鉗法時，應確保夾鉗套在目標管線出露端上，并保證夾鉗接頭形成通路。采用感應法時，應使發射機與目標管線耦合良好，接收機與發射機應保持合適的收發距，當周圍存在干擾時，應確定并采取減小或排除干擾的措施。
三款對應三種加載方式，現場按手上能摸到什么來挑。直連法把信號直接加到目標導體上，信號強、選擇性好，代價是必須有可接觸的裸露端，且接地回路要完整，遇到干燥砂石地層，接地電阻大到信號建立不起來，只能先想辦法降阻。夾鉗法不用斷開回路，把夾鉗套在出露端即可，操作快，可管徑超出夾鉗口徑時套不上去，這一款便作廢。感應法完全不接觸，靠發射機天線在空間里耦合，方便，實踐中它也很容易把信號串到鄰近管線上去，管線密集區用這一款，常常讀到一個又寬又鈍的峰值，誰也分不清是哪條管的。
北京康高特（KGT）代理的西班牙 MERYTRONIC MRT-700 地埋管道及電纜定位儀，發射機 MRT-700TX 給出三檔輸出頻率，525 Hz、9 kHz 及 33 kHz。接收機 MRT-700RX 對應三種主動頻率，另加 50 Hz 與 60 Hz 兩檔被動頻率用于搜索帶電電纜和工頻輻射源。
三檔不是隨便分的。信號沿管線傳播時會被兩部分消耗掉，一部分是導體本身與外皮的串聯損耗，另一部分是經絕緣層向周圍土壤的泄漏。頻率越高，泄漏分量越大，信號沿管衰減越快，可追蹤的距離越短。反過來看，頻率越高，接收機天線對橫向偏移越敏感，定位的橫向分辨能力越好，串到鄰近管線上的信號也衰減得更快。
于是現場的選擇邏輯變成這樣。長距離追蹤先摸清走向時，用 525 Hz 這一檔，讓信號盡可能傳得遠，代價是橫向分辨偏粗。接近目標、需要卡平面位置時，換到 33 kHz，犧牲一部分追蹤距離，換取更清晰的峰值響應。9 kHz 落在兩者之間，用于中等距離的一般作業。
平行管線怎么拆開，第 5.3.7 條第四款給了辦法。現場碰過兩條給水管并肩走，間距只有幾十 cm，感應法一次加載下去，兩條管同時帶上信號，接收機上那個峰值又寬又鈍，深度讀數來回跳，誰也判不出是哪一條。條文給的處置是逐個來，用直接法或夾鉗法分別對每條管線施加信號，一次只讓一條帶電，讀到什么便是什么。場地條件不允許直連也不允許夾鉗時，才退到感應法，靠改變發射機的位置、姿態、頻率及功率，比較電磁異常的強度和寬度變化來拆。
這段話的要點在于“分別施加”。給 A 管加信號時 B 管上沒有信號，接收機上讀到的強響應只可能來自 A 管。兩根管輪流加一遍，各自的軌跡自然分開。靠一次感應法要把兩條平行管分開，很容易出現兩條軌跡疊在一起、誰也讀不準的局面。分開的辦法是輪流加。
深度這一項上，MRT-700RX 官網給出的是深度上限 5 m，深度測量精度 5%，防護等級 IP54，工作溫度范圍 -20 ℃ 至 +55 ℃，操作時長超過 10 h，整機重量 1.5 kg。發射機一側功率輸出可選，上限 10 W，內置可充電鋰電池，重量 3.1 kg。這些數字劃定了設備的作業邊界，越過邊界的活兒要換別的辦法，不是把增益擰上去便能解決。增益救不了深度。
沒有出入口，是現場見得很多的一類。第 5.3.5 條把示蹤電磁法的適用條件限定得很死，前提是管道有出入口。老舊小區里的 PE 支管，兩端接在鋼管上，中間全是直埋段，找不到任何可以夾鉗或者送探頭的位置，示蹤法在這一段上無從下手。
示蹤線斷在中間或者根本沒引出。敷設時同步埋線的做法在燃氣行業推行得早，給水行業相對晚，早年埋的管子不少沒有示蹤線。有的地方敷了線，接頭沒做防水，幾年后氧化斷開，探測時信號走到斷點便消失了。接收機在斷點前能讀到信號，過了斷點一片空白，這種“半截信號”很容易被誤讀成管道到此為止。
鄰近管線的串擾，屬于另一類。第 5.3.7 條第三款要求的收發距與干擾排除，針對的是這一類。用感應法在管線密集區加載信號，能量會同時耦合到并行的給水管、燃氣管、通信穿線管上，接收機讀到的峰值是幾條管線響應的疊加。表現為峰值異常寬、谷值不干凈、深度讀數忽大忽小。
接地回路不完整，同樣能讓示蹤法停擺。直連法要求接地電極布設合理且接地條件良好，在干燥的砂石地層、新鋪的瀝青路面上，接地電阻往往大到信號根本建立不起來。現場常見的處置是把接地釬打遠一些、打深一些，必要時澆水降阻，之后再看回路阻抗讀數是否落到發射機允許的范圍里。
這四種情形有一個共同點。它們都不是設備性能不足導致的，而是方法與現場條件不匹配導致的。遇到它們，正確的動作是換方法，不是加大功率。加大功率只會更亂。
聲波法走的是另一條物理路徑。它不管管道導不導電，看的是管腔與周圍土體在聲學性質上的差別。
聲阻抗定義為介質密度與聲速的乘積，兩種介質的聲阻抗差越大，聲波在界面上的反射越強。一段埋在土里的管道，管內充氣時，氣體的密度與聲速都遠低于土體，聲阻抗差極大，界面反射強烈。管內充水時，水的聲阻抗與飽和土體接近得多，界面反射隨之減弱。這正是聲波法在實際作業中的一條經驗邊界，輸配氣管比給水管好探，空管比滿管好探。
北京康高特（KGT）代理的美國 SENSIT APL 地下（PE）管線探測儀用的正是這條路徑。產品頁對它的描述是采用了超聲探測技術探測地下管線，并明確寫出兩點無需，無需管道出露點，無需連接信號。現場拿它掃過一段沒有任何閥門井的直埋 PE 管，儀器沿測線走一遍，管腔的位置便在屏幕上浮出來，整個過程沒有往地下加過任何信號。這兩句話恰好劃出了聲波法與示蹤法的分工邊界，示蹤法要有一個能把信號加進去的地方，聲波法不需要，碰上找不到出入口的管段，這兩類設備的處境完全不同。
APL 列出的可用地面條件包括泥土路面、草地、混凝土路面、碎石路面及瀝青地面，可探測的材質包括 PE 管、金屬管、混凝土管道、鑄鐵管、陶瓷管及球墨鑄鐵管。產品頁還把“定位沒有示蹤線的管道”單獨列進了應用范圍，這一條與前面四種失效情形直接呼應。設備一側，單次充電可連續操作 25 h，配大屏幕圖形顯示，頁面給出的定位時間是數 min 內即可完成。標準配置里有便攜箱、110 V 至 240 V 交流充電器、鋼卷尺及操作手冊。
聲波法在供水管網里的價值，要放到檢漏作業的前置環節上看。CJJ 159-2011《城鎮供水管網漏水探測技術規程》的表 6.2.2 給塑料管定的直管段布設間距上限是 60 m，第 7.3.4 條給非金屬管道定的地面聽音普查步長是不宜大于 1.0 m。這兩個數字都以“知道管子在哪兒”為前提。管線走向探不準，布點間距失去參照，聽音測點會整排落在管道側邊，后面所有的聲學判斷都跟著偏。定位是檢漏的地基。
這里有一處容易踩的坑，值得單獨講。
彈性波法的專門條款，寫在第 5.3.11 條里，開頭寫著，采用彈性波法除應具備本規程第 5.3.1 條條件外，目標管道管徑不宜小于 1000 mm。后面接著說，地下管道探查可按本規程附錄 D 選擇地震透射波法、折射波法、反射波法、面波法，水中管道探查時可選擇旁側聲納法、淺地層剖面法或地震反射波法，具體操作方法及要求應符合現行行業標準 CJJ/T 7 的規定。
1000 mm 這個門檻，把市政給水里絕大多數管道擋在了外面。DN200、DN300 的 PE 給水管，管徑只有門檻值的五分之一到三分之一，彈性波在這一尺度上激發不出可供識別的波場響應。把手持式聲學設備的作業往 5.3.11 上套，是錯的。套錯了，驗收過不去。
那聲波法落在哪里。答案是第 5.3.1 條第三款。任何地球物理方法，只要能在已知管線上的方法試驗里證明有效，且精度符合第 3.0.8 條第 2 款，便具備使用資格。規程給的是門檻，不是清單。手持式聲學設備屬于清單之外的手段，它要過的關是方法試驗與精度核驗這兩道，而不是去比對某一條專門條款里的管徑數值。
這也解釋了為什么第 5.3.1 條要單獨把方法試驗寫成硬門檻。附錄 D 列的是成熟方法，現場遇到的具體組合千差萬別，規程不可能窮舉。方法試驗正是給這些方法之外的手段留的入口，同時也是給它們套的籠頭。
CJJ/T 7-2017《城市工程地球物理探測標準》自 2018 年 2 月 1 日起實施，第 5.3.6 條與第 5.3.11 條都把具體操作方法指向它。做彈性波類作業時，數據采集與資料解釋的細則在這份標準里，不在 CJJ 61-2017 里。
探地雷達在非金屬管道探測里是常規手段，本篇不重復它的原理，只講做交叉驗證時容易被忽略的兩處標定。
一處是介電常數。第 5.3.10 條要求，應根據探測場地地下介質與管線的材質、管徑及埋深，選用與之相匹配的中心工作頻率和天線，并應通過在已知地下管線上的試驗剖面，確定合適的時窗、介電常數及電磁波速度。
時深換算能不能算準，全看電磁波速度取得準不準。速度與介質的相對介電常數之間有明確關系，v 等于 c 除以 εr 的平方根，c 取 0.3 m/ns。假設某片場地按 εr 取 9 標定，算得 v 為 0.1 m/ns。真實值若是 12，v 實際只有 0.0866 m/ns，而深度是按 v 乘以往返時程的一半算出來的，1.5 m 的真實埋深會被讀成 1.73 m 上下，偏深約 15%。這個偏差量級足以讓開挖交底出錯。十幾 cm，鏟子便碰上了。
另一處是采樣率與點距。第 5.3.10 條第五款要求采樣率不宜小于天線中心頻率的 6 倍，第六款要求相鄰掃描點距應小于介質中電磁波波長的 1/2，且天線應勻速移動并與儀器的掃描率相匹配。
把這兩個要求套到前面的假設上。天線中心頻率取 400 MHz，采樣率不應低于 2400 MHz。介質中電磁波波長 λ 等于 v 除以 f，按 v 為 0.1 m/ns、f 為 400 MHz 算，λ 為 0.25 m，相鄰掃描點距應小于 0.125 m。天線移動速度若按 0.5 m/s 走，要在 0.125 m 內完成一次掃描，掃描率不應低于每秒 4 次。三組數字互相咬合，任取一組不匹配，采集到的數據都會出現漏采或空間假頻。
用聲波法定出走向之后，挑兩三處用探地雷達復測埋深，兩套結果對得上再提交，這是現場值得花的工夫。對不上時，先查介電常數，再查點距，多數情況下問題出在這兩處。別急著換設備。
整份規程的精度總閘，落在第 3.0.8 條上。它先定了一條通則，城市地下管線探測應以中誤差作為衡量探測精度的標準，且以二倍中誤差作為極限誤差。后面是三組具體指標。
明顯管線點的埋深量測中誤差不應大于 25 mm。明顯管線點指的是能用井蓋、閥門等直接量到的點，這一組卡的是量測動作本身。
隱蔽管線點的平面位置探查中誤差和埋深探查中誤差分別不應大于 0.05h 和 0.075h，其中 h 為管線中心埋深，單位為 mm，當 h 小于 1000 mm 時以 1000 mm 代入計算。地下管線詳查時，平面位置和埋深探查精度可另行約定。
地下管線點的平面位置測量中誤差不應大于 50 mm，高程測量中誤差不應大于 30 mm，二者均相對于該管線點起算點。第 3.0.7 條另規定，用于測量地下管線的控制點相對于鄰近控制點，平面點位中誤差和高程中誤差均不應大于 50 mm。
把隱蔽管線點這一組攤開算三檔埋深。h 取 800 mm 時，規程要求按 1000 mm 代入，平面中誤差限為 50 mm，埋深中誤差限為 75 mm。h 取 1500 mm 時，平面限為 75 mm，埋深限為 112.5 mm。h 取 3000 mm 時，平面限為 150 mm，埋深限為 225 mm。再按二倍中誤差的極限誤差口徑換算，三檔的平面極限誤差分別為 100 mm、150 mm 及 300 mm，埋深極限誤差分別為 150 mm、225 mm 及 450 mm。
這組數字給出了一個直觀結論。埋深越大，規程允許的誤差量越大，但相對精度要求始終一致。反過來說，淺埋管道不會因為埋得淺而放松要求，規程用 1000 mm 的代入下限堵住了這個口子。
誤差從哪兒來，可以拆成六項。一是方法試驗的代表性，試驗段選在管線單一、干擾小的位置，得出的參數用到管線密集段便會偏。二是介質參數取值，介電常數與波速取偏一個檔次，深度跟著偏一成上下。三是測線點距與移動速度，點距超出波長一半會出現漏采，速度過快會讓掃描點實際間距大于設定值。四是地面耦合狀態，探頭與地面之間有空隙、地面松散或者積水，聲學與雷達信號都會失真。五是鄰近管線的信號疊加，并行管線間距小于埋深時，響應基本分不開。六是讀值與判讀的人差，峰值位置靠操作人員判斷，不同人取的峰值點可以差出幾 cm。
六項里，前四項可以在作業前控制，第五項要靠選點與分別施加信號來化解，第六項靠重復觀測取平均來壓。把它們逐項壓下去，成果才落得進第 3.0.8 條的框里。壓一項，精度穩一分。
把前面的內容串起來，一次非金屬管道探測作業大致是這樣走的。
前期先把能拿到的資料拿全。竣工圖、管線臺賬、以往的普查成果、周邊的施工記錄，凡是能說明這片地下埋過什么的都要看。資料上寫著敷了示蹤線的，現場先去找引出端。
到現場先做方法試驗。在已知管段上按選定的參數走一遍，把實測精度與第 3.0.8 條第二款對照，合格了再往下走。這一步不做，后面所有的工作量都建立在未經驗證的前提上。
正式探查按先已知后未知的順序推進。有出入口的先上示蹤法，用直連法或夾鉗法分別施加信號，把目標管從并行管線里分出來。沒有出入口的換聲波法，沿測線走過，按聲學響應圈出走向。兩種手段都用上的，取重合部分作為可信段。
埋深用探地雷達復測。介電常數必須先在已知點上標定，點距與掃描率按天線中心頻率反算確定，不要在默認參數下直接掃。
成果出圖之前再核對一遍精度。平面與埋深的中誤差是否落進 0.05h 與 0.075h，控制點與管線點的測量中誤差是否落進 50 mm 與 30 mm。超了便回到前面查那六項不確定度分項，逐項排查。
把示蹤法當通用解，是頭一個坑。它的適用條件寫在第 5.3.5 條里，前提是有出入口。沒有出入口的直埋段，示蹤法用不上，硬用只會得到一串無意義的讀數。
跳過方法試驗，后果一樣直接。第 5.3.1 條把方法試驗列為三條硬門檻之一，不是建議。跳過它的后果是精度無從證明，成果無法驗收。
彈性波法的門檻被套到中小口徑管道上，屬于錯掛條款。第 5.3.11 條寫的管徑不宜小于 1000 mm，DN200 到 DN300 的給水管不在其列。
探地雷達不做介電常數標定，深度讀數便失了準頭。默認參數掃出來的深度，偏差一成以上是常態，用作開挖交底會出問題。
只測一個點便下結論，讀的是耦合狀態而不是管位。峰值位置受耦合狀態、操作人員、鄰近干擾共同影響，同一處復測三次取一致結果，比單次讀值可靠得多。
把定位成果當成檢漏成果，是把兩件事合成了一件。管線定位解決的是管子在哪兒的問題，漏點在哪兒是另一件事，要走 CJJ 159-2011 規定的那一套方法。兩者前后銜接，不能互相替代。
示蹤線斷在中間，信號只能傳到斷點為止。現場表現為斷點之前有響應，之后突然消失。這種情況下可以試著從另一端引出端加載信號，把剩下那一段補出來。兩端都試過仍然只有半截，說明斷點靠近中部，這一分支用不上，要換聲波法或者探地雷達。
要看手段。MRT-700RX 官網給出的深度上限是 5 m，示蹤法在 3 m 深度上仍然可用，前提是信號能加進去且接地回路完整。聲波法的有效深度受地面條件與管腔狀態影響很大，滿水管道在深埋條件下響應會明顯變弱。深埋加滿水加無出入口三者疊加時，探地雷達通常是更穩的選擇。
能，而且建議同時用。兩者物理路徑不同，失效條件也不同。示蹤法怕沒有出入口，聲波法不受這一條限制。兩套結果重合的管段，可信度顯著高于單套結果。重合不上時，說明至少有一套的前提被破壞了，要回頭查是哪一套。
按第 5.3.7 條第四款辦。優先用直連法或夾鉗法，分別對各條管線單獨施加信號，一次只讓一條管線帶電，接收機上讀到的響應只對應這一條。確實不具備直連與夾鉗條件時，改用感應法，靠改變發射機位置、頻率及功率，比較電磁異常的強度與寬度變化來區分。
規程沒有規定具體長度，只要求能證明方法有效且精度達標。現場一般的做法是選一段管線單一、埋深已知、無并行干擾的管段，長度取三到五個測點間距，把選定的參數完整走一遍，把實測誤差與第 3.0.8 條第二款對照。場地條件明顯分段的，每一段各做一次。
按不確定度分項的順序查。先看介電常數與波速是不是取偏了，這是深度誤差的主要來源。再看測線點距有沒有超出介質中電磁波波長的一半。第三看地面耦合，探頭懸空或者地面松散會讓整套數據失真。這三項查完仍不達標，再回到選點，看是不是并行管線疊加導致的。
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