综合整治工程地下管线探测技术设计书

1 综合整治工程地下管线探测技术设计书 1 工程概况 任务概述 城市地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是现代化城市高效运转的基本保证，是维持城市正常运转的大动脉。 济和文化中心。随着改革开放的进一步深入，经济的飞速发展，城市建设日新月异，地下管线在城市规划建设中的地位愈来愈重要。为了准确掌握本市的地下管线现状，合理开发和有效利用地下空间，需对改建道路的地下管线进行普查，以期通过物探的方法探测查明各种地下管线的埋设情况，建立现代化的地理信息管理系统，为城市道路综合改造的规划、设 计、施工和管理提供完整的基础数据，为道路改造工程的顺利完成提供及时、适用的基础设施信息保证。 我院承担了 的地下管线普查探测工程。本次地下管线普查工程是对 沿线埋设的给水、雨污水、燃气、电力、电讯、热力、路灯、交通信号灯、工业管道及其它地下隐蔽工程等管线的平面位置、埋深、高程、走向、性质、规格、材质、埋设时间和权属单位等进行全面的探测与调查。按照 地下管线探测及信息化技术规程，将所有普查成果转入 自主研发的“地下管线管理信息系统”进行动态管理，并且按规程要求绘制综合地下管线图、专业 地下管线图和结点放 2 大示意图，建立相应比例尺的管线图形数据库。 测区概况 ，大多埋设在道路两侧的慢车道、便道或绿化带内。作业区内交通繁忙，车流量较大，给普查工作带来很大的难度。 预计工作量 ，本测区道路全长约 9 公里，预计本测区管线总长度约 140 公里。 2 主要的技术依据及采用的基准 要的技术依据 、 城市地下管线探测技术规程 (2003)； 2、城市测量规范 (99) 3、 全球定位系统城市测量技术规程（ 3； 4、 1:500 1:1000 1:2000 地形图图式 (929 5、本技术设计书。 用的平面坐标系和高程基准 1、平面坐标系采用 2、高程系采用 1985 国家高程基准。 3 工作范围及工作内容 ，线路全长约 9 公里，管线探测至路两侧辅道至第一排建筑物，道路交叉口向外探测 50 100 3 米。 工作内容 、排水 (含雨水、污水与雨污合流 )、燃气（含煤气、液化气、天然气）、电力 (路灯、交警、供电 )、电讯、热力、人防、工业管道等地下管线。 工作内容主要包括 :已有资料的收集，地下管线探测与调查，地下管线测量，建立地下管线数据库，地下管线图编绘、成果表编制以及成果检查验收和归档。 ，应收集测区范围内已有的控制测量资料，地下管线现况调绘资料和 1:500数字化地形图等。 地下管线的探查以使用专业管线探测仪探测和实地调查为主要手段进行工作，内容包括探明地下管线的平面位置、埋深、走向、性质、规格、材质并查明埋设时间和权属单位。 地下管线测量采用全野外数字化采集的方法进行，采集所探测地下管线点数据及修测地形图，由全站仪观测、内存记录一次性完成。 将物探、测量的数据录入计算机，建立地下管线数据库，并在管线数据库的基础上输出各种管线图和成果表。 作业过程中，按制定的质量保证措施，以作业组自检、作业组互检和部门专检的“三级检查”制度进行该工程项目的质量检查，并撰写质量检查报告，对资料进行整理归档。 4 测区地球物理特征及地下管线概况 4 测区地球物理特征 ，交通拥挤，随机干扰大，而且地下管线多分布于沥青、水泥路面及路两边的人行道方砖路面下，管线埋设复杂，埋深变化较大，管线分布密集；测区内地形起 伏，地下介质电性不均匀且变化大，地电条件复杂。给管线探查带来较大困难。应采用多种探测方法相结合，对重要地段进行专家会诊等措施，以期达到预期效果。 (1)金属管线与周围介质具有明显的电性差异。测区内管线多为金属材质，分布在主要道路及其它主干道上。金属管线具有很好的导电性与周围介质之间有明显的电性差异，这种差异是用电磁法探测金属地下管线的物性基础。 (2)非金属管道与周围介质也存在一定的物性差异。测区内排水及部分给水管线的材质为砼等非金属。非金属管线多以坚硬均匀的物质构成，与周围松散、硬度不一的介质 之间存在着介电性和弹性等物性差异，利用高频电磁波法 (地质雷达 )可达到探测非金属管线的目的。 (3)有的金属管线管段间夹有橡皮垫或年代已久管道接口锈蚀严重，导致管线的电导通性较差，对低频电磁波有比较强的抑制作用，而采用高频电磁波来探查具有较好的效果。 总之，本测区地下管线与周围介质存在明显的物性差异，具备用物探方法施工的前提条件。 ，各专业地下管线概况如下 : (1)给水管线 :主输水管线多为大口径，材质分为铸铁管和砼管两 5 种，在主要道路上呈单条或多条并行状布设，埋深一般在 间；支输水管线材质绝大部分为铸铁管，埋深一般在 右。 (2)排水管线：特点是管径大，埋设较深，一般在 间不等。 (3)电讯管线：主要分布在慢车道及人行道上，分支较多，多以管块或直埋套管方式埋设。 (5)燃气管线：埋设有规律，主管道埋设较深，一般在 (6)电力管线：主要分布在人行道及慢车道上，多以管块、管沟方式埋设，埋深在 右，路灯管线与交警管线埋设浅，以管埋为主。 (7)热力管道：主要蒸气管道分布在道路中央，多以套管、管沟埋设。 5 地下管线探查 ： (1) 电磁法：是探测金属管线及带有金属骨架管线的有效方法，也可采用示踪电磁法探测有出入口的非金属管道。该方法为本次地下管线探测的主要方法。 (2) 电磁波法：用于探测非金属管线和复杂地段的管线及疑难点。 (3) 机械法：主要用于验证其它方法的准确度。 地下管线探测应遵循从已知到未知，从简单到复杂的原则，优先选 6 用有效、快速、轻便的探测方法，复杂条件下宜采用综合方法。 本次地下管线普查工作应采用电磁波频率范围宽、性能稳定、分辨率高的仪器进行探测。如英国 瑞典 地下管线探查仪器的选择 (1) 线探测仪。其工作频率为 505128类仪器性能稳定，效率高，精度高，可用于金属给水管道及电力、电讯管线的探查。探测方法主要采用直接法、感应法、夹钳法及被动源法。 (2) 管线探测仪。工作频率为 :51283365用范围广泛，操作方法与 相同。其工作频带宽，可用其高频探测连通较差的金属管道、带钢筋网的水泥管道。 (3) 瑞典 仪器是利用高频电磁波束的反射来探测目标体。其方法是要求测线垂直管状目标体连续扫描，在目标体上方接收到来自管状目标体的反射回波。可用于金属、非金属管道的探查。 用 深时，可采用直读法、特征点法等。在探测带电高压电缆时，不允许使用夹钳法。 以上各种仪器的探测功能各有所长，功能互补，在作业时需根据实际情况选择确定。 地下管线探查技术要求 ，应在探查区或邻近的已知管线上进行方法试验，确定该种方法技术和仪器设备的有效性、精度和有关参数，对投入的探测仪器做一致性测定，每天作业前后，应检查仪器的电池电压。 7 （ 1）地下管线探查类别为 :给水、排水、燃气、电力、电讯、热力及人防管道。 （ 2）地下管线探查内容为：管线的平面位置、埋深、走向、性质、规格、材质、埋 设时间及权属单位等。 （ 3）本次地下管线探测的取舍标准如表 1: 地下管线探测取舍标准 表 1 管线类别 需探测管线 给水 内径 75水 (含雨污水 ) 内径 300气 全测 电力 (路灯、交警、供电 ) 全测 电信 全测 热力管道 全测 人防 全测 工业管道 全测 （ 4）地下管线探查必须查明与测注的项目按 规程的第 3节第 1、 2条的内容填写。 (5) 地下管线的探测精度按城市地下管线探测技术规程要求执行。 地下管线隐蔽管线点的探查精度按下表规定执行。 地下管线探查精度 表 2 地下管线中心埋深 （ m） 水平位置限差 (埋深限差 (h1 10 15 h 1 显管线点的调查应实地量测其埋深，误差不得超过 5 地下管线点的测量精度：平面位置中误差不得大于 5对于邻近控制点 )，高程测量中误差不得大于 3对于 邻近高程控制点 )。 地下管线图 的测绘精度：实际地下管线的线位与邻近地上建（构） 8 筑物、道路中心线及相邻管线的间距中误差不得大于图上 (6) 同一条相邻管线点间距不应大于 70m，否则应在管线中间加点，以控制管线走向。当管线弯曲时，至少在圆弧起止点和中点上设置管线点，圆弧较大时，增加管线点密度，以保证能准确表述管线的弯曲特征。 地下管线的调查 (包括 接线箱、变压箱、变压器、消防栓、人孔井、阀门井、窨井、仪表井等附属设施 )进行的，实地调查中应邀请管线权属单位的管线管理人员，管线的规划、设计、施工人员和当地居民等熟悉管线情况的人员协助。 实地调查的项目见表 3 (各种地下管线实地调查项目 ) 。 各种地下管线实地调查项目 表 3 管线 类别 埋深 断面尺寸 载体特征 管 道 材 质 管道 流体 性质 管块孔数 电缆 条数 附 属 设 施 权属 单位 埋设 日期 管偏 外顶 内底 管 径 宽 X 高 压 力 流 向 给水 排水（含雨、污水） 管道 方沟 燃气 电 力 直埋 沟道 电讯 直埋 管块 热力 直埋 9 管沟 人 防 工业管道 注 : 表示需实地调查的项目。 实地调查时，应查明每条管线的性质和类型。 (1) 排水管道按排水性质分为雨污合流、雨水、污水。 (2) 燃气管线按性质可分为煤气和天然气，按压力大小分为低压 (压力 5中压 (5力 高压 (力 (3) 工业管道按其所传输的材料性质分为氢、氧、乙炔、石油等。 (4) 电力电缆按其功能分为供电、交警、路灯。 在各种管线附属构筑物上设置的管线点的位置为 井盖中心。 地下管道 (沟 )规格量取：圆形断面应量取其内径，矩形断面应量测其内壁的宽高，单位用毫米表示。 非标准、不规则的通讯管块 (塑料、多个管块组合不均匀等 )仅注明管块孔数。 、 管沟、管块应查明其材质。 在明显管线点上，应查明地下管线附属设施的类别。 测区内缺乏明显管线点或已有管线点上尚不能查明实地调查中必须查明的项目时，应邀请甲方及权属单位的有关人员协助查阅管线设 计竣工资料，必要时可采取开挖手段。 地下管线的探测 由地球物理特征可知，发射低频电磁波在良导体的金属管线上传播时，对周围管线感应弱，消耗能量小，传播距离远。发射高频电磁波在 10 良导体的金属管线上传播时，对周围管线感应强，消耗能量大，所以传播距离近。由于市区内各种电讯、电力电缆、无线电台等形成一较复杂的电磁波干扰区，且各种金属管线相互影响，在其周围存在着不同频率不同强度的电磁场，为了克服种种干扰以保证质量，根据投入仪器设备功能按如下方式工作： 。 用管线探测仪探测管线时，首先确定管线走向平面位置及埋深，然后沿走向方向旋转 180再确定管线的走向平面位置及埋深，两次所探结果误差应小于厘米，若两次所探结果大于厘米小于厘米 ， 再进行重复探测，直至结果满足误差小于厘米为止 ， 最后取平均值。若两次所探结果误差大于厘米应及时找出原因或更换仪器，利用旋转探测法消除仪器的偶然误差。地质雷达用反射波法，完成一个剖面后，发射天线与接收天线对调，重复工作， 其探测结果取两次探测异常点中心，能够有效地消除偶然误差。 高探测精度。 ，由于管线异常难以区分，定位、定深，失真较大。解决这些问题，除了尽量用低频外，应采用多种探查方法进行探查，如：旁侧感应法、垂直偶极子压线法等。外业操作人员要牢记可能会出现的偏差趋向问题，并结合测区的地电条件，在探测过程中进行适时修正， 以达到城市地下管线探测技术规程要求精度。 属管线的探查 11 测区内金属管线主要为给水管线，由于其具有良好的导电性，所以在外界干扰较小的地段，其异常值较容易在背景值中区分出来。使用方法主要为直接法、夹钳法及感应法。 给水管线多采用直接法、夹钳法及感应法。 热力管道多为金属管道，探查方法多为感应法。 煤气管道载体易燃、易爆，禁用直接法，宜采用感应法、夹钳法。 电力管线的探测主要采用夹钳法、感应法及工频法。 电讯管线的探测主要采用夹钳法、感应法。 金属管线的探查 测区内 非金属管线主要是排水管线、人防、部分燃气管线及部分给水管线，埋深一般在 m 之间。由于其断面较大且有一定的分布规律，所以具有较好的地球物理条件，对高频电磁波有反射作用。对非金属管线的探查可采用地质雷达，但条件有限，其探测方法是垂直管线布设剖面，逐点观测，取得来自被探目标体的反射回波图形，对回波图形进行分析，确定目标管线的水平位置及埋深。 难管线点的探查 ，地下管线交叉无序，空中高压电线形成干扰磁场等，使得探测信号不确定，背景值不明显，从而形成疑难管线点。 对于疑难管线点的探查方法：一是采用认真分析、研究调绘图，摸清其分布再进行探测；二是几台仪器，几种方法交叉探测，从中找出较可靠的异常值；三是向权属单位尤其是向直接参与敷设管线的人员了解 12 管线的分布情况，甚至在可能的地段进行开挖验证，最大限度地确保疑难点探测精度。 平定位及测深 1）水平定位：用管线仪探测时，一般是沿管线走向向前追踪，在不大于 m（拐弯时 以保证图上弧线特征并以不大于 m 为原则）处定点，正反向读数，取极大值确定平面位置。如果正反向极大值偏差大于 3，则重复观测。若仍然如此，则分析周围介质影响，并通过改变使用频率，使用方法来降低干扰因素；若小于 3取其平均值确定平面位置。 ）确定深度：测深一般采用 70%法和直读法。 线点编号及标注 1）管线点编号采用管线代号和点号组 成，其中管线代号按附录 号用阿拉伯数字标记 (如 示给水管道第 12 号管线点，2号管线点，以此类推 )。 2）隐蔽管线点的标注。隐蔽管线点平面位置确定后，用统一规格的铁钉打入地面至平，用红油漆以铁钉为中心画 “ ”符号。按管线类型代码编排点号实地标注。在实地标注的同时将点号及类型、性质等数据填入手簿，并在 1:500调绘图上标注管线走向，连接关系，点位编号等，形成探查草图，交于测量工序使用。 明显管线点的标注。明显管线点标注在管线点的中心部位，其他标注内容同隐蔽点 。 为防止管线点标注丢失，除在管线点附近作标注外，还在其附近建 13 (构 )筑物上做距离标注。 外业资料的整理 (1:500)及与地形图平面坐标、高程系统一致的测区内已有的全部测量控制成果资料，以确定测量施工方案。 业手图的编绘 外业手图的编绘应遵循如下原则 : 1) 各管线点号应做到实 地、手图、探测记录本、测量手簿四统一，管线点号必须是唯一的。 2) 各管线之间的相对位置必须正确、清楚。 3) 各管线之间连接关系必须表示正确、清楚，管线密集地段或连接关系复杂的管线点应在图边或图面允许的地方做放大示意图。 4) 管线及其附属设施必须严格按标准规定的图例、符号和颜色执行。 5) 管线规格、材质、埋深及其它各项调查内容必须标注清楚、正确、完整。 ) 严格做好跨幅连接工作，对相邻图幅同一种属性管线，其规格、材质等内容必须一致，对存在的问题及时调查修正。 7) 管线规格、材质的注记要反映出管线的实际情况，在管线相距较近或管线密集地段，应在图内用文字以扯旗形式标注，原则上对管线不作移位处理。 探测记录的要求 14 1) 各专业管线使用专门的探测记录本进行记录，记录内容要正确、完整、清晰、美观。 2) 记录内容包括测点编号、测点性质、管线性质、材质、规格、埋深、载体特征、偏心距离、权属单位和备 注。另外需记录测区、图幅、仪器类型、探测人员、记录人员、日期等。 3) 管线名称、管线点名称填写严格按要求执行，测点性质必须与图上保持一致。 ) 涉及管线规格、深度、材质变化的管线点应按不同的管线点分别处理。记录时管线规格、埋深、材质等内容填写清晰，并且保持与手图、管线连接关系一致。管线规格由大到小顺序填写。 6 地下管线测量 控制测量 根据测区控制 点的分布情况，现有控制点无法满足测量要求，需要加密布设图根控制点。经现场踏勘和严格检查已有控制点，控制测量时，高等级控制点可采用我院所做的 市控制网中均经检测符合规范要求的级导线点或更高等级控制点为起算点，利用 根导线测量 ，可以采用图根导线的方式布设图根控制点。图根导线的主要技术要求应符合表 4 规定： 表 4 15 附合导线长度（ m） 平均边长（ m） 导线相对闭合差 测回数 位角闭合差（ ”） 测 距 仪器 类型 方法与测回数 900 80 1/4000 1 40 n 程观测 注： 1) 图根导线点的布设 导线点应选在通视良好，易于保存且不影响交通的道路口及人行道上。图根导线点选用钢钉砸入沥青或水泥路面上作为永久性标志。 2）图根导线点的编号 T 字母打头后 加自然数 (如 3、 ) 图根导线点 的观测 水平角与边长观测采用 拓普康 311联脚架，方向观测法一测回测定。导线边长的测定与测角同时进行。图根导线点的高程宜采用等外水准测量获得。 等外水准测量采用水准仪、木质双面水准尺，按“后后 前前”中丝读数法单程测定（支线应往返测）。图根水准高程的闭、附合路线均同于平面控制网。各项观测 限差应符合城市测量规范要求。 采用电磁波测距三角高程测量时，应与导线测量同时进行，对向观测。仪器高和棱镜高均应采用经检验的钢尺量测，取至毫米。 水平角方向观测法的技术要求见表 5： 表 5 16 仪器型号 两次重合读数差 ( ) 半测回归零差 ( ) 一测回内 2( ) 同一方向值 各测回较差 ( ) 3 8 13 9 18 24 24 等 级 测回数 指标标差 垂直角互差 一次附合 2 15” 25” 25” 二次附合 25” 注 :控制测量的原始观测数据和记事项目，按规定格式记录，要求字迹清晰、整洁。 量控制网平差系统进行。 根控制测量 在视野开阔，卫星信号无遮挡的地方可以采用 ： 序号 要 求 1 基准站的位置宜选择在高处； 2 颗时进行作业； 3 用户（流动站）观测时，其观测精度应控制在 2 4 每点都应独立地测两次，其较差应小于 5则应重测； 5 但要记三维坐标成果，还应记录原始的观测数据。 它方式控制测量 在进行管线测量同时，我单位也进行道 路中线定线测量，道路中桩采用 且每个中桩点均进行了图根 17 水准测量，点位精度完全能够满足管线点测量的要求，部分中桩点完全可以作为图根控制点使用。 管线点测量 地下管线点测量是在管线点探查作业完成后，由探查工序提供一份1:500 探查草图，图上标注有物探点号、管线走向、位置及连接关系等，作为开展管线测量的依据。 地下管线点的平面位置连测，应使用全站仪或测距经纬仪，以导线串测法或极坐标法进行。在采用导线串测法时，其精度和技术要求按城市地下管线探测技术规程中 导线精度要求执行 ;当采用极坐标法时，测距边不得大于 100m，定向边宜采用长边。高程采用三角高程与平面位置同时施测。 地下管线点的数据采集及编码：各种管线点均以拓普康系列全站仪直接测量，由其内存记录全野外采集数据。 在测量过程中，所有管线点均是全野外数字化采集，隐蔽点以“”字为中心，明显点以井盖中心为中心观测，测量时将有气泡的棱镜杆立于管线点上，并使气泡严格居中，以保证点位的准确性。 每一测站均对已测点进行站与站之间的检查，记录其两次结果的差值作为检查结果，确保控制点和定向的正确性 。每站检查点不少于 2点，重合点坐标差计算的点位中误差，不应大于 5程中误差不应大于 3天测量的重合检查点，均应计算出坐标、高程进行对比，发现问题及时处理。 5 18 )( 22 式中： 测量管线点的点位中误差 x 测 量重合点的坐标较差 y 测量重合点的坐标较差 n 测量重合点参与计算的个数 按下式计算高程中误差不应超过 3 式中 测量管线探测点的高程中误差； h 测量重合点高程的较差； n 测量重合点参与计算的个数。 未尽事宜，执行规范有关条款。 7 内业资料整理 、探测的管线属性数据和管线点收测数据用专用软件录入计算机，建立起管线资料数据库。 通过两次人工核对和专用查错程序检查、排除录入错误后，准备绘制管线草图。 生成管线图 在建立了管线资料数据库的基础上，利用我院自主开发的专用成图软件 地下管 线成图信息系统生成管线图，返回各作业组，再一次对9 管线的分布和相互关系进行核实检查，对发现的问题或疑问应到现场确认后加以修 正，同时更新管线数据库。对管线草图检查修改无误后，生成管线正式图。 (1)综合图由于管线密集，各种管线的性质及注记说明以扯旗线顺序注记于图面空白处。扯旗应注记的内容：管类、材质、规格、埋深。 (2)各种专业管线图是根据有关要求注记管线材质、管径或断面尺寸、电压、孔数等，各类管线的注记颜色与综合图中的颜色一致。 (3）局部放大图是在综合地下管线图上确定管线复杂密集部位，根据图面复杂情况确定比例尺放大生成，放大图比例尺均选择整数。 (4)各种管线编辑修改完成后，按要求打印输出彩色白纸图（包括放大图、各类管线专业 图）。 编制管线点成果表 ，按有关要求编制输出管线点成果表。 数据库输出 (1) 管线属性表 件 (2) 管点属性表 件 编写技术总结报告 在全部工作基本完成以后，依据工程合同、施工设计和工程实际完成情况，编写技术总结报告，对整个工程的全过程加以总结和说明。 8 施工组织及工期 20 施工组织 ，下设物探、测量和内业技术负责各一人，项目经理全面负责工程的施工与组织，协调各组的进度与配合，确保各项工作同步进行，按照工作进度安排，保质保量地按时完成该项工程。技术负责人各自负责本专业的工作进度和技术质量工作，随着工程的逐步展开，及时做好质量检查工作，确保各项技术指标满足标准的要求。施工人员及设备安排如下： (1) 人员：投入物探组 5 个，测量组 4 个，内业组 1个，共 28人。 (2)设备：投入管线仪 5 台，地质雷达 1 套， 收机 4 台 ， 全站仪 4 台，水准仪 3 台，计算机 4台，打印机 2台，大型绘图仪 1台。 工作进度安排 ，施工人员进入现场，并开始施工。计划在 1 个月内结束管线的现场调查、探测和地形图修测、管线点收测工作。然后转内业资料 整理阶段，内业结束交检查。计划 1 个月完成全部工作，提交全部资料。 内业技术负责 1人 测量技术负责 1 人 物探技术负责 1 人 项目经理 1 人 5 个探查组 10 人 4 个测量组 12 人 1 个内业组 4 人 21 9 工程质量及安全管理 ，具体作法是随时分析和预防可能出现的问题。以预防为主，防检结合，出现问题及时解决。质量管理贯穿于工程的全过程。 (1) 推行质量合同管理 本工程实行合同管理制。即将质量责任按两级划分，大家