地下管线是城市的“生命线”工程。地下管线探测可为城市地下挖掘工作提供可靠的管线位置信息,以避免施工中出现地下管线被挖断的事故。随着磁力仪灵敏度和精度的提高,磁法被用于地下管线等弱磁性目标体的探测。现代化城市的快速发展,导致地下可用空间越来越少。为了节约地下空间和方便管理规划,地下管线采用的多是近间距并行敷设方式。本文针对磁法在近间距并行地下管线探测中的理论和应用进行了全面研究,主要完成的工作有:将埋地管道看作质量线计算了其引力位,并验证了可行性。然后利用引力位与磁位之间的泊松公式计算了其磁异常。该方法与利用磁偶极子构造法求解埋地管道磁异常相比,具有更高的计算效率和精度。计算铁质管道磁异常时,退磁作用的影响不可忽略,退磁因子是影响退磁作用的关键参数。利用有限元方法计算了磁体的强度退磁因子,通过对比旋转椭球体强度退磁因子的数值解与解析解,验证了该方法的准确性。利用该方法计算了不同厚径比和不同外径与延伸长之比的铁质管道的强度退磁因子,结果显示,铁质管道的强度退磁因子只受其厚径比的影响且二者满足线性关系。建立了并行地下管线重磁异常探测的正演模型。研究发现,重磁异常曲线的形态只受并行管线外径比、管轴间距、埋深和方位角参数的影响。磁异常的探测精度和探测范围均优于重力异常,所以磁异常比重力异常更适用于近间距并行地下管线探测。通过并行铸铁管磁异常测量试验验证了磁法探测并行地下管线的可行性。对磁异常数据进行向下延拓,可以分离近间距并行管线的叠加磁异常,增强磁异常的水平分辨率。对现有扩边法进行了改进使适用管线磁异常数据扩边,以减小边界效应对下延结果的影响。改进傅里叶变换法既可以避免下延高度大于管线埋深,又能抑制部分傅里叶变换引起的噪声。为了增强Tikhonov正则化法下延结果的稳定性和准确性,将向下延拓解的微分极小作为其正则项和选取正则化参数的一个标准。理论分析发现,对于无噪声磁异常数据,积分迭代法的下延效果最好,而对于含噪声磁异常数据,只有迭代Tikhonov正则化法既可以分离管线叠加磁异常,又能抑制数据中固有的干扰噪声。延拓面越接近管线,管线磁异常包含的高频成分越多,但这些高频成分在下延过程中会被抑制,进而导致下延结果失真。所以并不是延拓面越接近管线,下延结果的水平分辨率越高。利用遗传算法和磁倾角法确定了并行地下管线的空间位置。遗传算法以总强度磁异常为反演数据推断管线埋深。磁倾角法利用的是化磁极后的磁异常分量数据,其原理是根据磁异常垂直分量与水平分量比值的反正切角确定管线水平位置和埋深。磁倾角的90°值指示的是管线水平位置,而90°值与相邻0°值之间的距离代表的是管线埋深。与传统反演算法相比,磁倾角值不受磁异常幅值大小的影响,所以磁倾角法的定位精度不受管线退磁作用和向下延拓过程对磁异常幅值削弱作用的影响。最后,形成了一套基于磁异常数据精确定位近间距并行地下管线的方法,该方法在理论仿真和试验模型中均准确地估计了管线水平位置和埋深。