地下管线测量的方法和质量控制.doc

引言在人类社会步入 21 世纪的今天，“数字中国”正在深入人们的日常生活和工作中，在数字化地形图中，综合叠加地下及地面的八大类管线、规划区域和规划道路等基础测绘信息，形成一个基于测绘数据的城市地下管线信息系统，从而实现对地下管线信息的全面的现代化管理，为城市规划设计与管理部门、市政工程设计与管理部门、城市交通部门与道路建设部门等提供地下管线及其他测绘部门的查询服务。我国城市地下管线及管理长期以来重视地上忽视地下，没有一套科学和严格的管理，且因历史原因以致档案资料不统一、残缺不全，主要表现为如下三个方面：管线资料现势性差。许多城市的现有的管线资料普遍过时，没有及时更新，这给城市规划建设带来了困难，给企业生产造成了损失，给市民生活造成不使。地下管线埋设混乱。由于各类地下管线权属单位不同，其敷设设计、经费来源、管理方法也各不相同，各有各的计划，各有各的安排，最后造成管线埋设、管理混乱，给城市发展埋下了隐患。地下管线的设计、施工、测绘部门协调管理不够。设计部门对废除旧管道没有及时通知测绘部门更改图纸，施工部门只管进行施工，不重视竣工测量，使得测绘部门不能及时了解管线施工现状，及时进行管线竣工测量和编绘图纸，使得管线失去现势性和可利用的价值。随着城市化的发展，建设规模不断扩大，使用功能日趋复杂。作为城市公共设施组成部分的城市地一下管线由单一、简单的形式发展到多类别、多权属和布局复杂的管线网。城市建设高速发展与落后的管理手段之问的矛盾也日益尖锐，任何一种管线发生故障都会带来重大损失。因此必须尽快按照城市规划管理的要求，根据城市的条件采取最经济合理的普查方法查明城市建成区或城市规划发展区内的地下管线现状，获取准确的管线数据，建立城市地下管线管理信息系统，实现城市地下管线信息的科学化和现代化管理，所以地下管线的测量工作正在成为测绘市场中新的亮点，需求量将会越来越大。1 地下管线测量平面和高程控制网的建立对于已有大比例尺地形图的地区，应充分利用原有控制点进行施测各管线特征点。如果没有控制点或密度不够时，则应建立精度适宜，密度合理，点位不易被施工破坏的平面和高程控制网。可采用全站仪布设光电测距导线或全球定位系统（GPS）以及水准测量的方式，按城市测量规范、城市地下管线探测技术规程的要求，布设平面和高程控制点。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：已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。已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：边施工边测量，东一处、西一处，没有规律，没有预见性；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；由于是施工现场，控制点不容易保存；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：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。在空旷地区，建筑物不太稠密的住宅区和大马路上，可采用 GPS RTK 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：先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、管外顶高等项目，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。已竣工的地下管线测量的特点：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。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。工作周期长、工作量大，给多组作业的衔接带来难度。已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。由于管线是埋在地下，所以在物探时容易探漏。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5cm，高程中误差（指测点相对于邻近高程控制点）不大于2cm。地下管线图上测量点位中误差不得大于图上0.5mm。金属地下管线的确定。金属地下管线的确定，常用的方法是用金属探测仪进行探测。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。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。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。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。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引顺利实现，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。环境因素。影响探查工程质量的环境因素一般包括地电条件、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。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：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。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。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。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。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：由于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，此时用根据情况，采用不同的方法来确定平行管线的平面和埋深。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。地下管线探测的测深精度受以下因素的影响：管线埋深与管径的比值；接受机是否偏离管线上方；探测点距离管线交叉点的距离等外界条件的影响，因而在跟踪、定位探测过程中随时注意测深，并剔出异常深度值，取其中数作为某一段的深度值，特别注意不在管线交叉点附近测深。所以，在地下管线探测过程中，探测效果受诸多因素的影响，在管线探测前，首先要考虑准确性、避免出现粗差，然后再考虑选用合适的物探方法，才能取得较好的探测效果。3 提高测绘成果质量的检查手段对测绘成果进行多角度检查验收，是提高竣工测量质量的重要手段。首先，我们不能只按常规方法检查专业管线图，而忽略了作为管线测量的特色的综合管线图的验收。在多次的检查验收中发现，许多问题在综合管线图上极易发现的问题，在专业管线图上却不易发现。比如，有时由于管线在拐弯处加设特征点数不够或不到位，造成本应平行铺设的管线成了相交关系；由于埋深错误引起的管线上下交叉，排水管线造成水倒流等。其次，在管线的检查中，要注意将竣工结果与设计图比较，若发现竣工测量高程与设计高程相差较大，就要分析原因，往往会发现我们外业调查中出现的粗差。若发现设计图上有井，而专业管线图上没有，这种情况多半是漏测。再次，还要根据管线本身的特点进行检查。如以自流形式的管线像雨水、污水管线，其管内底高一般是由高到低，若出现异常，比如倒流，一般情况是地面高测错或埋深量错。另外，城市新建的雨污水、电信检查井等一般都是等间距设置的，若发现偏差较大时，一定要进行核实，认真分析原因。根据行业的特点来判断数据的正确与否，比如，各种管线的管径，都是有一定的规律。4 结束语城市地下管线信息在城市规划、建设、