城市综合地下管线测量技术研究

城市综合地下管线测量技术研究

杨超

北京市顺义区规划测绘设计所   101300  

摘要：随着城市化进程的快速发展，城市建设规模也在扩大。目前国内的城市规划设计中，越来越多的城市设计者对地面设施建设给予了更多的关注，而对地下空间的利用和规划不足。利用探测仪 + 掌上电脑（PDA）+ 全站仪或全球卫星定位系统（GPS）作为外业采集数据的仪器组合，抛弃了纸质记录的传统，实现外业全数字化数据采集，内业进行数据处理和成图以及成果入库。实现对城市地下管线进行科学化动态管理，作业精度和工作效率都得到了大大的提高。燃气地下管线工程是城市地下空间建设的重要工程类型之一，对保障城市能源供应具有重要意义。因此，提高管线测量工作是做好城市地下燃气管道工程施工研究的基础和前提条件，本文以此为前提，首先对地下燃气管线测量工作中可能会使用到的相关技术做出介绍，再就如何提高测量质量提出一定的建议，以期为相关从业者提供一定的参考。伴随着我国社会经济的可持续发展，建设城市综合地下管线工程成为城市建设方面的重要话题。论文从地下管线测量的方法展开描述，同时提出了加强城市综合地下管线测量质量的控制措施，希望能为测量领的发展提供借鉴。

关键词 ：大数据；城市综合地下管线；测量质量控制；测量方法

在现代城市规划建设中综合地下管线图测量是一项基础性工作，也是其它工程建设的重要基础。近年来，伴随着我国城镇化率的逐步提升，我国城市建设的规模逐步扩大，城市综合地下管线测量的难度正在逐步提升。另一方面，伴随着我国经济与技术的快速发展，“数字中国”战略逐渐被贯彻到社会经济活动的方方面面，城市管理也必须要加强数字化技术的应用。为此，做好城市综合地下管线测量的质量控制工作就显得尤为重要了。基于此种情况，在本文的研究当中，笔者对城市综合地下管线测量的质量控制与方法展开了研究与分析。

1.国内城市地下管线工程测量现状

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。良好的基础设施和完善的城市功能所形成的良好的投资环境，

是加快经济发展，加速现代化进程的保障。城市发展越来越快，负载也越来越重，对地下

管线的依赖性也越来越大。但是由于历史和现实的各种原因，我国城市地下管线管理滞后于

城市的发展和国际同行业水平，其混乱无序的状况，已经成为我国城市建设和国民经济发展

的瓶颈之一。

随着城市管理的信息化、现代化，城市地下综合管线信息在城市规划、建设、管理方面发挥着极其重要作用，为城市的正常运转提供必要的基础保障。目前，一些地区由于地下综合管线勘测方式原始、数据处理技术简单、管理方式落后、地下管线档案资料不准、不全和不现势，造成管线信息资源不共享，重复测绘现象严重。这些问题导致了城市规划管理操作上的盲目性和不准确性，直接影响了城市规划、建设、管理的科学性。甚至制约了城市的可持续发展。

2.城市综合地下管线测量的重要性

随着我国城市建设的全面推进，我国在地下管线建设方面也已经取得了突破性进展，城市综合地下管线的规模正在逐步提升，城市居民生活也得到了有效保障。其次，在城市市政工程建设之中，地下管线建设也占据了至关重要的地位，可以说是城市的动脉血管，是保证城市正常运转的重要基础设施。在大多数工程项目建设过程当中，管道敷设都存在一定的误差，普遍存在后期施工损坏地下管道等情况，从而对居民生活与工业生产造成了一定的负面影响。随着我国城市规模的逐步扩大，城市综合地下管线测量的精度与质量控制就显得尤为重要了。但从总体上来看，当前阶段我国在综合城市地下管线的测量方面依然存在较大的不足，从而导致地下管线建设跟不上时代的发展需求。基于此种情况，当前阶段城市建设必须要着手提升城市综合地下管线测量的精准性，从而为工程建设实践提供必要的支撑。

3.研究区概况

本文以某市某区进行研究，从地下埋设的给水、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。

3.1 工作范围

本次地下管线普查范围为沈阳市苏家屯区内的地下管线，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 30～60 米。

3.2工作内容

本次地下管线普查对象是上述工作范围内的给水、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。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。

3.3 工作流程

对城市地下管线探测以及测量的作业流程如下：

（1）探查前的准备工作，对原有资料的分析利用以及准备所需仪器。

（2）地下管线明显点实地调查以及隐蔽点探测。

（3）图根控制网布设与地下管线点的测量。

（4）地下管线数据处理以及计算机数据文件的编制。

（5）地下管线图的编绘。

（6）成果检查与验收。

（7）地下管线数据入库。

（8）成果归档。

3.4 地下管线探查

地下管线探查前，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

检查仪器确保正常使用。

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。本次地下管线探测的取舍标准如下表所示。

3.5地下管线测量

3.51控制测量

当测区通视条件较差时，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下表规定：

3.6管线测量

当控制测量完成之后，可以进行管线点的测量，管线点的测量是在管线点探查作业完成

之后，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。作业开始时，可有物探人员带领下由测量组员进行测

点，这样可以提高效率，降低出错概率。对地下管线的测量我们可以采用全站仪导线串测法、

极坐标法或网络 RTK 方法进行测量，不过考虑到测区多在市区，经常采用的方法是全站仪极坐标法。

3.7地下管线图绘制

在完成地下管线测量之后，需要对地下管线数据进行处理，在本项目中采用地下管线外业数据处理软件及 CAD 软件联合应用。输表前必须参照外业草图进行，通过外业草图可以了解到地下管线的前进方向以及每个点号的位置和相互之间的联系方式及所测点号的特征、管道的埋深、材质、管线的根数等。这个数据录入的过程完成后，再进行自动成图。

在完成自动成图之后需要对图进行最后的编绘工作，编绘的主要工作就是对地下管线图进行注记，对有错误的管线属性进行修改和补充，对数据文字注记必须按照表 3 所示，地下管线成果图见图 1 所示。

3.8结论

在完成地下管线图后，需要对本项目的成果进行全面的检查验收，检查主要从以下几个

方面实施：管线探查成果、管线测绘成果、内业数据成果、数据入库成果。主要采用实地巡

视检查，抽查探测过程记录和验证探查精度的方式进行。其中探查精度的验证主要采用对明

显点重复测量，对隐蔽管线点重复探查与开挖验证相结合的方式进行。在成果检查合格之后，

需要向上级部门上交成果。

4.技术方案：

利用探测仪器（RD6000）探测管线，利用掌上电脑（PDA）画出管线连接草图并记录管线点属性，存储成DAT文件，利用GPS-RTK作控制测量，利用全站仪（Topcon7002）测量管点和管线的空间位置数据，将所得的三维坐标文件存储成TXT文件。应该注意的是草图中管点的编号应与全站仪测管线点的编号一一对应，以满足内业坐标匹配。内业首先将外业记录的属性DAT文件和三维坐标TXT文件导入到计算机中，根据测绘点号与记录点号的一致性，进行坐标匹配。这样外业草图便在管线点的属性不变的前提下，回到真坐标位置，同时，属性数据全部进入数据库保存。然后可以对管网图做进一步的编辑整饰，完成最后成果输出。

5.外业数据采集技术

城市地下管线信息的野外数据采集包括探查和测绘两部分。探查是在现状调绘的基础上采用实地调查和仪器探查相结合的方法，查明地下管线的敷设状况，在地面上的投影位置和埋深、管线的相关位置及走向、地下管线的属性（如管线的类型、性质、规格、材质、埋设年代极其权属单位等）等，并在地面上设置地下管线投影中心标志和明显管线点标志，以提供下工序的依据。管线探查后形成管线调查数据文件。即PDA数据文件，要求在PDA中绘制出管线连接略图，同时输入管线点属性。测绘是在探查的基础上，利用全站仪根据管线点标志采集管线点的三维坐标，采集时应保持数据点号与记录表点号的一致性，应输入编码（可以在内业展点时自动绘出管点符号如各种井类符号）。

6.城市综合地下管线测量的原则

所谓地下管线测量就是需要在既有管道资料的基础之上，对相关管线点上所裸露出来的管线以及相关附属设施设备进行调查、测量并记录相关数据。在具体测量工作当中不仅要明确地下管线的具体类型、材质与埋设地点等详细信息，同时还需要在这一基础之上确定测量工作所需要采用的方法以及所使用的仪器。具体而言，城市地下综合管线的测量需要遵循如下两个方面的原则：（1）从简单到复杂，从已知到未知，同时尽量选择便捷、有效的测量方法；（2）对于地形复杂或管道布置密集的地区，需要结合现场实际测量条件以及管道输送的具体物质选择多种测量方法。实际上，由于城市地下综合管线的种类较多，同时管线自身的物理状况也存在较大的差异。因所采用的方法也并不完全相同，为了更精准的提升城市综合地下管线测量精度，对城市地下综合管线进行质量控制，具体流程见图 2。

目前城市综合地下管线测量中常用的探测方法主要有以下两种：管线探测仪探测、探测雷达探测。管线探测仪一般情况下只能应用于埋深小于 4m 的各种管线，具体而言主要应用于供输水管道、电信网络管道、煤气与天然气、工业管道等，采用此种探测方法必须要满足以下条件：管道材料为金属，直接采用电磁感应法进行探查，若管道存在裸露点则采用直接法进行探测；对于接头位置采用高阻体金属的管道，往往采用夹坩法进行检测，也可以采用电磁感应法；煤气管道与天然气管道探查只能采用夹坩法或电磁感应法；对于电信网线管道等，由于自身存在一定频率的电磁波，所以应综合采用电磁感应法与夹坩法，此外还需要采用等效差值法找准管道的平面位置与具体埋深。对于材质为非金属的管道要根据现场条件、管径大小与管道性质等因素确定具体探测方法；若待探查的管道周边的磁场较为异常时则应采用极大值法进行精准定位，同时为了提升探查的精准度，还可以将接收机旋转一定的角度，并进行多次探测，最终取探测的平均值，如果探测存在其他干扰因素，必须要及时查明原因，并及时校准平面位置；埋深探测在完成精准定位之后，还应采用直读法或 70%的衰减法去精准确定埋深的深度；对于那些较为隐秘的拐点，则应在地面上做好相关位置的标记，从而有效做好管道定位，但需要注意的一点是探测埋深需要在拐点标记位置 3m 之外进行，同时需要从多个方面进行测量，并以中位数作为最终结果，从而有效保障探测的精准度；在野外作业时则需要同步采取多种措施降低各种意外因素对测量精度的影响，从而提升探测信息的有效性，避免因为人为因素所导致的误差。若探测结果出现了明显的误差，则必须要及时探明导致误差的真正问题所在，并通过降低工作频率等方式来降低管道周围金属线对探测工作所造成的负面影响。

图 2 城市综合地下管线测量质量控制流程

7.城市综合地下管线测量主要内容

在工程进行期间，应敦促各作业单位将质量管理工作作为一切工作的重中之重，建立以专业负责人为首的质量管理保障体系，提升质量监督管理效率。同时要将质量改进工作全面贯穿到整个工作的方方面面，各级监督检查工作必须要严格按照《城市地下管线探测技术规程》与《技术设计书》的规定严格执行，并建立多级质检制度，提升质量监督管理效率：（1）作业组质量自检。作业组对测量质量负有直接责任，同时对测量工作的开展也较为清楚。为此，应要求作业组展开自检工作，提升测量质量；（2）专业质检检查。应成立专业负责质检的工作组负责质检工作，从而全面提升测量质量；（3）验收检查。上级单位以及行政管理职能部门应会同质检部门对工程项目进行验收，在验收过程中应依据相关技术规范对测量工作展开全方位的复核，从而全面提升质检效率。

结语

城市综合地下管线对于城市的发展具有非常重要的意义。因此，人们对地下管线的测量工作的重视程度也与日俱增。城市综合地下管线的测量质量对整个城市的发展意义重大。伴随社会的不断发展，为了更好地缓解土地资源压力，人们对地下管线的建设也更加迫切。相关单位应该积极利用多种测量方法，并采取有效的质量控制措施，提高地下管线测量工作水平，使地下管线测量工作向更加合理化、科学化的方向发展，进一步促进城市综合地下管线工程的发展。

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