城市地下管线工程测量方法分析

　　摘要：本文介绍了地下管线测量的分类、特点及施测方法,并阐述了在探测生产及质量检查环节中应注意的问题。
　　关键词：地下管线，测量，精度
　　1前言
　　城市地下管线主要由上水、下水、煤气、电力、电信、工业等大类组成。管线系统的图纸、数据量浩如烟海。实现大城市的地下管线综合管理，必须掌握大量准确、完整、现实的信息，并进行快速查询和综合分析，以便为城市规划、建设与管理提供科学的依据，以辅助决策。地下管线探测技术已应用多年。如地下工程的规划、设计、施工管理等提供坚实的信息基础。
　　2地下管线测量的分类、特点及施测方法
　　地下管线测量分为两大类：己竣工的地下管线测量和未还土的地下管线测量。未还土的地下管线测量，主要是通过直接测定管线的特征点来完成管线的测量工作。己竣工地下管线测量是指所有管线竣工后并已还土的地下管线测量。这类地下管线测量主要是通过物探的方式将管线特征点反映到地面上，然后施测各种管线特征点，再把各特征点展绘在地形图上进行编辑。
　　2．1未还土地下管线测量的特点及施测方法
　　未还土地下管线测量的特点：①边施工边测量，东一处、西一处，没有规律，没有预见性；②施工完马上就要埋上，这就要求施测准确，最好现场进行复检一次，确保数据的正确；③由于是施工现场，控制点不容易保存；④施工周期长，控制点必须便于保存，能反复、多次使用。
　　施测前应作好收集资料的准备工作，主要是收集各种管线的设计图，合理有效地利用好设计图，有利于提高地下管线测量质量，提高作业效率。施测方法：①一般采用全站仪直接施测管道各种特征点处的外顶或内底高及平面位置。②在空旷地区，建筑物不太稠密的住宅区和大马路上，可采用GPSRTK测量各管道每个特征点的3维坐标。
　　2．2已竣工的地下管线测量的特点及施测方法
　　已竣工的地下管线测量的作业程序是：Ye用物探方法在实地探查出各管线的类别、管径或断面、管(沟)内底高、管外项高等项目，并且把各特征点在实地标出，然后用全站仪或RTK测定各特征点的三维坐标，再用成图软件把采集的数据展绘在地形图上进行编辑。
　　2．2．1已竣工的地下管线测量的特点
　　(1)管线的特征点全部埋在地下，需要用物探的方法将特征点的数据反映到地面上来，同时查明地下管线的平面位置、走向、埋深及其他各项属性。然后对各管线的特征点进行施测和制作专业管线图或综合管线图。
　　(2)管线特征点的密度大、数量多，并且多种管线平行交叉、给探测增加很大的难度，而且在施测过程中由于距离太近造成点号混乱等。
　　(3)工作周期长、工作量大，给多组作业的衔接带来难度。己竣工的地下管线测量的外业工作主要包括管线探查和管线特征点的测量这两道工序。而管线特征点的测量必须在探查工作完成后才能进行，这样一来，对整个工程的进度将会有一定的影响。
　　(4)由于管线是埋在地下，所以在物探时容易探漏。
　　(5)管线点的探测精度要求较高按照《城市地下管线探测技术规程》对管线特征点测量精度的要求，管线点的解析坐标中误差(指测点相对邻近解析控制点)不大于4-5cm，高程中误差(指测点相对于邻近高程控制点)不大于±3cm。地下管线图上测量点位中误差不得大于图上±0．5mm。
　　2．2．2金属地下管线的确定
　　金属地下管线的确定，常用的方法是用管线探测仪进行探测。探测时，仪器由发射机和接收机两部分组成，发射机是一个震荡器，经由发射线圈向空间发射高频率信号，经过接收机的检波、放大，可以转换成音响和仪表指示等形式表示出来。当接收机线圈偏离中心线时，声音变小，由此可确定地下金属管线的走向和填埋深度。
　　2．2．3非金属地下管线的确定
　　由于非金属管道与周围介质的电性差异较小，一般使用探地雷达。利用宽带高频时域电磁脉冲波从地面向地下发射，通过在地面上接收地下目标电磁波反射波的传播时间和强度，再经过计算机系统的解析处理形成地下断面的影象，从而查明地下管线位置。
　　2．2．4影响地下管线探查质量的因素
　　影响地下管线探查质量的因素一般包括人员、机具、方法和环境等四个方面。
　　(1)人的因素。人是地下管线探查工作的主体，探查质量的形成受到所有参加工程项目施工的探查台组的共同作用，他们是形成工程质量的主要因素，只有从事地下管线探查的人具备其工作岗位所需要的能力，其工作成果才可能满足工程质量要求。
　　(2)机具因素。投入工程使用的探查设备应该根据现场地下管线的材质、敷设方式和埋设深度进行选择，其精度指标应满足工程探测精度的要求。
　　(3)方法因素。探查过程中的方法包含所采取的技术方案、工艺流程、组织措施、探查手段、施工组织设计等。技术方案正确与否，直接影响工程质量控制能否顺利实现，往往由于施工方案考虑不周而拖延进度，影响质量，增加投资。
　　(4)环境因素。影响探查工程质量的环境因素一般包括地面条件、地面金属护拦、地面交通、其它电磁干扰、地面平整性以及地下管线附属物保存状况的好坏等。
　　2．2．5提高探测精度的主要措施
　　提高探测精度的主要措施有以下几个方面：
　　(1)由于探测仪器本身存在的某种不足，物探前需要进行探测仪一致性对比试验，以确定该仪器的改正系数。
　　(2)由于直埋管线的土质情况不同，对管线的探测精度有一定的影响，需要进行一定数量的开挖验证，或在能准确定深的位置进行探测验证，以确定是否需加埋深和平面位置的改正系数。根据同行多年的经验，细密的潮湿土质探测效果较好，干燥的砂质土层探测效果较差，积水区和含铁量较高的土层探测效果最差。
　　(3)由于探测仪器探测效果受管道埋深的影响较大，尤其是应用感应法探测时，深埋管线能接收到的信号很弱，探测效果一般不太理想。此时需要不断改变探测方式，如改变发射机的摆放姿势。
　　(4)由于管线的材质和导电性能不同，对管线的探测效果有直接影响。比如金属管道和电缆可用一般的管线探测仪即可以探测，但不适用于非金属管道。非金属管线一般可用地质雷达进行探测，但目前价格较为昂贵。
　　(5)地下管线中经常遇到并行管线的情况。并行管线的探测方法：由手地下管线具有排列相对密集，种类各异的特点，所以探测这类管线的主要干扰是相邻管线的影响，在探测中有时只能判断出大致有几条管线，但无法准确和有效地确定其位置和埋深，此时应采用不同的方法来确定平行管线的平面和埋深。
　　(6)地下管线中还会遇到管线上下重叠的情况。对于金属管道的重叠，当用电磁法探测时，由于重叠管线间的相互干扰，观测异常为上下管道的异常叠加，用电磁法可对其进行精确定位，而在定深上误差较大。但是重叠管线不可能总是重叠，一般可在分叉处分别定深，推算出重叠处的管道的深度。
　　
　　3在探测生产及质量检查环节中应注意的问题
　　作业环节的难点必然是质量检查特别关注的重点，因此将二者合而为一论述如下：
　　3．1有选择性地加大定点密度
　　按《城市地下管线探测技术规程》要求，施工场地管线探测，现场按小于或等于lOm间距设置管线点，当管线弯曲时，管线点的设置以能反映管线弯曲特征为原则。由于施工场地管线点间距要求较城市管线普查管线点间距(1：500)小于75m的要求工作量大增。且市政道路管线密集。信号杂乱，车流、人流大，探测定点难度相应大幅增加。
　　面对这样的作业环境，探测人员往往容易心情浮躁，探测工作偷工减料，抱着少定点、快定点的指导思想开展工作。以致提交的成果不能满足施工要求。这种情况我们建议采取如下措施解决：
　　1)调整工作时间，避开车流、人流高峰，如某建设项目综合地下管线测量任务，地处全国有名小商品批发市场汉正街，地下管线密集(据统计，该地区管线密度高达100km／km=)，桥墩布设可谓见缝插针。白天人流高峰难找放置管线仪发射机之地，更谈不上加密管线点探测，为此我们选择夜间1O点以后开始作业，有效地避开环境干扰。确保了适当的管线点密度与成果精度。
　　2)有重点、有选择加密管线点，如管道施工工程，规划审批需要整条道路现状管线成果，而建设区域仅仅为几米宽的狭长地段。为此，我们可先按管线普查要求施测管线，再根据规划局依据我们提供的管线成果给出的红线位置，在红线位置有效范围内施测地下管线断面图，这样既可减少探测工作量，又提高了局部建设地段管线成果精度，可满足规划与施工要求。
　　3．2慎定管堵点
　　金属管道追踪过程中信号突然消失。存在两种可能，一是预留管(管堵)，二是管道材质发生变化。遇到信号突变现象，探测员绝对不能盲目定为管堵点，首先应在当地居民中了解该管道走向，或者到管线权属单位收集资料，摸清基本情况后，利用探地雷达探测或开挖、钎探等手段验证。
　　3．3疑难管线仔细推断
　　疑难管线包括排水(管道不畅通造成调查困难)、小管径PVC管、砼管等，往往现场仅能发现部分线索但无法探测。疑难管线的走向应建立在充分的现场调查、资料收集、分析管线敷设规律的基础上认真研究，不可随意推断。地下管线探查本身就是一个推断、验证的过程，所谓疑难管线仅仅是缺少科学的验证手段而已。
　　3．4通讯类空管施工前的核实
　　管线敷设遵循“有压让无压，可弯曲管线让不易弯曲管线，分支管线让主管线”等原则。通讯类管线敷设避让管线较多。在管块、管沟建设时，往往不同步敷设线缆。预埋空管块走向变化较多，给管线探测带来很大难度，仅仅使用探地雷达定位难以满足工程要求，为较好地解决这方面问题，我们建议委托方在施工前通知测量单位进行管线成果的核实修正。这样在空管内穿线后即可利用管线仪准确定位、定深，为施工提供准确的技术指导。
　　3．5加强交叉管线走向及深度检查
　　由于交叉管线间距(Tk平或垂直)较小，信号交叉干扰，难以准确定位、定深，加上环境干扰影响，探测员心理易浮躁，忽视管线敷设原则，急于定点，造成定点精度不高，图面连接关系较流畅，难以看出错误存在。
　　3．6加强测区边缘管线点检查
　　“行百里者半九十”，当探测工作进行到测区边界，作业人员思想往往容易产生懒惰与侥幸心理，管线点定完后才发现离测区边界还差几米，随手将管线延伸出边界了事，质量问题往往就产生在这种位置。如湖北省某职工医院综合地下管线测量项目，原定管径150mm给水管线点离项目边缘约5m，工程负责人随意延长管线出边界，该管线恰恰在边界处改变了走向，使施工时打破水管，造成一定经济损失。因此，测区边界位置是质量检查重点区域。
　　4结语
　　地下管线是城市基础设施的重要组成部分，管线担负着输送能量，传输物质和传递信息的重要任务，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”。城市地下管线竣工测量属于城市基本测绘内容，通过城市地下管线测量，弄清地下管线现状，并建立综合地下管线数据库。由于我国城市地下管线管理一直比较薄弱，不少城市存在地下管线分布情况不明，管线档案资料不完整、资料分散，技术各方面还有所欠缺。地下管线资料的可靠性、准确性和现实性有待提高。

《城市地下管线工程测量方法分析》

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