地下管線探測若干問題的探討

董永帥，吳友章，張德彪

(山東中基地理信息監(jiān)理有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南250101)

一、引 言

近年來地下管線探測行業(yè)取得了長足的發(fā)展，尤其是與地下管線探測相關(guān)的軟件與硬件，解決了以往很多無法或者很難解決的問題，使得管線探測工作變得更加簡單、便捷，但同時(shí)也有一些懸而未決的問題及新出現(xiàn)的問題，本文將對地下管線行業(yè)內(nèi)存在的一些問題進(jìn)行闡述。

二、隱蔽點(diǎn)的精度評價(jià)問題

地下管線埋設(shè)于地面之下，地面上不能見到實(shí)際的管線，因此，需要依靠地球物理探測的方法，來確定地下管線的平面位置與埋深。這種點(diǎn)即為行業(yè)內(nèi)所熟知的隱蔽點(diǎn)。

管線探測儀或探地雷達(dá)所得到的地下管線在地面上的投影點(diǎn)位置和深度，都是儀器的讀數(shù)，得到的結(jié)果是否為所求種類的地下管線，還要根據(jù)其他信息來推斷。如果不是直接開挖驗(yàn)證，則所得結(jié)果只能是一種推斷的結(jié)論。所探不一定所得，這是地下管線探測的目前現(xiàn)狀。因此，推斷結(jié)論是否真實(shí)，實(shí)際上是一種概率。

在以下若干情況下，推斷結(jié)論確為所探種類的管線的概率較大:①信號(hào)非常好的鋼管或鐵管、電力電纜;②埋深較淺的管線;③在兩個(gè)距離較近的明顯點(diǎn)間的探測點(diǎn)，而且信號(hào)較好;④ 單一管線，附近沒有其他電磁場干擾源。以上情況所探測的埋深的值接近埋深真值的概率也同樣較大。

在以下若干情況下，推斷結(jié)論確為所探種類的管線的概率較小:①信號(hào)差的管道和電纜;②埋深較大的管線;③在兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的明顯點(diǎn)間的探測點(diǎn)，而且信號(hào)較差;④多種平行或交叉管線，附近其他電磁場干擾源較強(qiáng);⑤長距離推移的感應(yīng)法。以上情況所探測的埋深的值接近埋深真值的概率也同樣較小。

如某地的野外的天燃?xì)獯蠊軓戒摴埽L距離沒有明顯點(diǎn)，多次感應(yīng)法之后，因?yàn)橐粋€(gè)較高的堆土導(dǎo)致信號(hào)間斷，過了堆土之后，信號(hào)感應(yīng)到了附近的自來水管道上，平面位置差了幾米，實(shí)地開挖才發(fā)現(xiàn)這個(gè)探測錯(cuò)誤。所以，即使信號(hào)很好的鋼管，探測正確的概率也不是100%。

以下兩種情況的隱蔽點(diǎn)的正確率幾乎為0:①?zèng)]有電磁信號(hào)、也幾乎沒有雷達(dá)信號(hào)的小口徑塑料管道;②埋深較大、超出管線儀探測范圍的非開挖管道。

管線的地面投影位置和埋深的真值，只有通過開挖，才能得到。因此，以往在評判探測隱蔽管線點(diǎn)的平面精度和埋深精度時(shí)，把這種精度當(dāng)作地下管線的實(shí)際空間位置精度的概念是錯(cuò)誤的。探測得到結(jié)果的精度是一種多人次或多種方法探測讀數(shù)的精度，而不能稱為地下管線的實(shí)際精度。這種不可見物體的多次重復(fù)探測得到的精度與地面上點(diǎn)位測量重復(fù)觀測的精度是不一致的。地面上的測量重復(fù)觀測次數(shù)越多，測量方法的精度越高，測量結(jié)果也越接近真值。被測物體沒有定性的問題，但是地下管線首先存在定性問題，而后存在定量問題。地面探測次數(shù)再多、精度再高，除了探測本身的誤差，還有其他干擾因素的存在，都給被探物體帶來定性和定量的不確定性。因?yàn)闆]有直接見到被探測物體，所以不開挖檢查，是不能當(dāng)作被探測物體的實(shí)際探測精度的。

當(dāng)然，在信號(hào)較強(qiáng)的情況下，多人次、多方法的探測結(jié)果值比較后的精度較高，一般情況下，接近真值的概率也較大。

三、隱蔽點(diǎn)的開挖問題

隱蔽點(diǎn)的開挖方法決定了隱蔽點(diǎn)探測的正確率。但是因?yàn)橄铝性?，如今城市的開挖難度越來越大:①城市市容管理、交通問題，導(dǎo)致城市道路開挖的嚴(yán)格控制;②城市道路開挖的成本過高、管線探測和管線監(jiān)理價(jià)格過低。

實(shí)際上，像北京、上海等大城市的主城區(qū)已經(jīng)不可能開挖了。不能開挖的情況，已經(jīng)延伸到了許多省會(huì)級甚至地市級的中小城市。許多城市的路面鋪裝越來越高檔，幾乎到處都是不能開挖的地方。所以，所謂開挖檢查要分布均勻、合理的要求是根本做不到的。因此，隱蔽點(diǎn)探測的精度通過開挖以得到真實(shí)的精度評價(jià)，這個(gè)極為重要的地下管線探測檢查功能已經(jīng)幾乎喪失殆盡。

即使政府允許開挖，那么，開挖的費(fèi)用又由誰來買單呢?普通的水泥或?yàn)r青硬質(zhì)路面，開挖一個(gè)洞，至少以千元計(jì)，高檔的大理石般的人行道路面，開挖費(fèi)用更是不菲。按照目前地下管線的常規(guī)價(jià)格，挖一個(gè)點(diǎn)，就可能要花掉一千米管線探測單價(jià)的費(fèi)用。所以，這種開挖成本，是探測或監(jiān)理單位無法承擔(dān)的。

四、城市的多次探測問題

業(yè)內(nèi)有些人士認(rèn)為，一般若干年后會(huì)因城市地形的現(xiàn)勢性太差而重新進(jìn)行全面的地形測量，地下管線探測也可以仿照地形測量來做若干年一次的重復(fù)探測。這樣可以解決地下管線的動(dòng)態(tài)更新問題。實(shí)際上，由于開挖問題不能解決，后一次的探測精度肯定比前一次要低。除非出現(xiàn)探測手段的根本性改變，即探測儀器發(fā)展到所探即所得的結(jié)果。

地形測量，所測均為所見之物。隨著測量儀器的飛速發(fā)展，測量手段得到根本性的改變，測量已經(jīng)到了非常簡便且精確的程度。從測量過程來看，除了在地面上設(shè)置若干必要的控制點(diǎn)外，對城市市容沒有任何影響?？刂泣c(diǎn)標(biāo)志的設(shè)置，對城市市容也是毫無影響的。若使用航測或遙感技術(shù)，大部分工作可以依靠無人操作的自動(dòng)化作業(yè)，幾乎不影響城市的交通，也幾乎沒有工程中的安全問題。測量技術(shù)的高度發(fā)展，測量的精度與成果的質(zhì)量有著非?？煽康谋Ｕ稀?/p>

但是，地下管線探測，所測為地下不可見之物。即使是明顯點(diǎn)，也有很大部分是必須打開蓋才能進(jìn)行調(diào)查相關(guān)屬性的井。在路面上作業(yè)，肯定要影響局部城市交通。窨井的打開，也會(huì)存在探測人員或行人、車輛的安全問題。目前尚未發(fā)展到可以依靠無人操作獲取管線數(shù)據(jù)的程度。所測為不可見之物，則不進(jìn)行必須的開挖檢查，難以保證地下管線的探測質(zhì)量。

因此，靠多次探測來解決動(dòng)態(tài)更新問題，是一種不合適的途徑。正確的途徑只能是:①基本完善的竣工測量體系與地下管線數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理;②埋設(shè)地下管線電子標(biāo)識(shí)系統(tǒng)。

非開挖管道和PE、PVC等塑料管道，一定要利用管內(nèi)測量方法作竣工測量。管內(nèi)測量可以采用慣性測量儀器(如OUM陀螺定位儀等)，精確測量非開挖管道的空間坐標(biāo)。這些工作在管道覆土前或啟用前做是非常簡單的。如果管道覆土之前或啟用之前不去做這些簡單的測量工作，以后這些管道就可能是“死”掉的管道。

其實(shí)，地下管線的動(dòng)態(tài)管理問題，并非是困難的事情。政府管理部門和地下管線權(quán)屬單位不要只是在管線埋完以后才去考慮地下管線的探測問題。

首先，在城市規(guī)劃中，每個(gè)新道路的地下管線的埋設(shè)、每個(gè)已建道路上新鋪管線的埋設(shè)，都是通過規(guī)劃設(shè)計(jì)并經(jīng)有關(guān)部門審批的。這些規(guī)劃設(shè)計(jì)圖上都有相應(yīng)的地下管線埋設(shè)的坐標(biāo)。地下管線的設(shè)計(jì)位置，需要通過測繪部門在實(shí)地放樣定位，建設(shè)部門才能按規(guī)定的位置開挖溝槽。管線的材質(zhì)、管道的口徑及埋設(shè)的深度等管線屬性，也是在設(shè)計(jì)文件中明確的。當(dāng)然，在具體開挖埋設(shè)過程中，可能有局部的設(shè)計(jì)更改，但這種更改實(shí)際上是少量的，埋設(shè)位置更改的幅度也是比較小的。對這些局部的改變，做些少量的測量工作，就可以獲取實(shí)際埋設(shè)的坐標(biāo)。因此，竣工測量不是非常困難的事情。困難的事情在于:①有關(guān)部門或單位從來就沒有這種利用設(shè)計(jì)與竣工測量資料的觀念;②沒有關(guān)于地下管線設(shè)計(jì)與竣工測量資料的嚴(yán)格集中管理的規(guī)定;③相關(guān)部門或權(quán)屬單位不理解這些寶貴資料的用處，把這些資料轉(zhuǎn)化成為符合地下管線動(dòng)態(tài)管理要求的數(shù)據(jù)。

為了充分使用這些資料，實(shí)際上只要做好以下幾點(diǎn):

1)地下管線的設(shè)計(jì)與竣工測量資料應(yīng)當(dāng)完整地提交給相關(guān)部門來備份。

2)要理解和學(xué)習(xí)如何使用設(shè)計(jì)與竣工測量資料形成可供利用的地下管線數(shù)據(jù)。

3)要有一個(gè)設(shè)計(jì)與竣工測量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。

做好上面幾點(diǎn)并非難事，難在根本就沒有這種思想。政府與城市的管理部門如果不理解地下管線的設(shè)計(jì)、竣工測量與地下管線數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理對城市的重要性，那么留待將來的會(huì)是許多難以估計(jì)的隱患。

五、物探方法

地下管線的物探工作者研究了許多地下管線的物探定位與定深的方法，但是，實(shí)際上用在生產(chǎn)中的基本上只有使用管線儀的電磁法和探地雷達(dá)的電磁波法這兩種。至于其他方法，如磁法、地震波法、電法等，大都束之高閣，可能使用在極個(gè)別的疑難問題上，而不能應(yīng)用在日常的探測過程中。原因是這些方法①要高水平的物探人員來操作;②耗時(shí)費(fèi)力;③沒有非常好的效果。因此，在大規(guī)模的探測作業(yè)中，這些所謂的方法是難以應(yīng)用的。

即使是非金屬管道的主要探測方法即探地雷達(dá)的電磁波法，也在生產(chǎn)中應(yīng)用較少，一般來說，大多數(shù)探測單位只是用雷達(dá)儀器作少量的剖面，對少量探測點(diǎn)做些驗(yàn)證工作。真正在所有非金屬管道上的所有探測點(diǎn)，特別是燃?xì)夤艿繮E管的探測點(diǎn)上做全面的工作的探測單位幾近沒有。形成這種局面的原因，①探地雷達(dá)價(jià)格昂貴，一般的單位配備少量雷達(dá)設(shè)備，只能在項(xiàng)目需要時(shí)，臨時(shí)做些檢查驗(yàn)證工作;②雷達(dá)操作人員的素質(zhì)普遍較低，對復(fù)雜問題的雷達(dá)數(shù)據(jù)的分析有困難;③目前的雷達(dá)設(shè)備對小管徑非金屬管道的探測效果也有較大的局限性。

所以，許多非金屬管道，特別是PE材質(zhì)的燃?xì)夤艿赖奶綔y，目前實(shí)際上處于無能為力的地步。許多類似管道的定位，基本上是按權(quán)屬單位的指認(rèn)來確定，即按照權(quán)屬單位的實(shí)地指點(diǎn)確定隱蔽管線點(diǎn)，探測單位只是做了隱蔽管線點(diǎn)的點(diǎn)位測量工作及內(nèi)業(yè)處理工作。當(dāng)權(quán)屬單位本身對地下管道埋設(shè)的精確位置不甚了解時(shí)，這種管線的定位質(zhì)量也就可想而知了。

探測單位及業(yè)內(nèi)人士應(yīng)當(dāng)看到，目前的地下管線探測技術(shù)不能解決一切疑難問題。許多種類的探測技術(shù)的應(yīng)用面很窄，一些所謂的疑難管線的探測方法，并不是救病的良藥。

六、地下管線市場現(xiàn)況

當(dāng)前地下管線的市場情況不容樂觀。從20世紀(jì)90年代初開展地下管線探測以來，國內(nèi)的物價(jià)一漲再漲，而地下管線的探測價(jià)格則一降再降。地下管線探測的價(jià)格已經(jīng)嚴(yán)重脫離市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)律。這種局面的形成有幾個(gè)方面的原因:①地下管線探測單位的惡性競爭，導(dǎo)致探測單價(jià)不斷下降;②政府和管線權(quán)屬單位的不正常壓價(jià)、限價(jià)或低價(jià)中標(biāo);③包括地下管線探測單位在內(nèi)的行業(yè)內(nèi)外的人士，對地下管線探測技術(shù)難度的不理解。

說到對地下管線探測技術(shù)難度的理解問題，實(shí)際上目前許多人把地下管線探測技術(shù)當(dāng)作一種比較簡單的技術(shù)來看待。

目前，行業(yè)內(nèi)普遍使用培訓(xùn)班出身的低級技術(shù)的探測人員進(jìn)行探測工作，少量的大中專技術(shù)人員作為項(xiàng)目管理人員。幾乎沒有專業(yè)理論基礎(chǔ)扎實(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的人員作為組長充實(shí)到探測組中。

非金屬管道目前是一種普遍使用的管道材質(zhì)，這就要在整個(gè)工程中把探地雷達(dá)作為一種常規(guī)配備的儀器，來對所有的非金屬管道作探測。同時(shí)，對埋設(shè)復(fù)雜的金屬管道，也要用雷達(dá)來作檢驗(yàn)，通過多種方法的對比，才能在不可見的狀態(tài)下，比較可靠地確定被探測目標(biāo)。但是，目前各探測單位基本上只是將其作為一種驗(yàn)證性的設(shè)備，臨時(shí)抽調(diào)到現(xiàn)場。并且，雷達(dá)操作人員的理論水準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)也是比較欠缺的。

沒有高等級人才和不能使用雷達(dá)之類高昂儀器設(shè)備來作為常規(guī)配備設(shè)備，實(shí)際上也是因?yàn)樘綔y價(jià)格太低，低到了探測單位用不起的地步。

如果涉及地下管線探測的各界人士都能理解地下管線探測是一種必須使用高技術(shù)人才才能做好的工作，那么，地下管線探測單位就可以在低價(jià)位的時(shí)候，拒絕這種不正常的市場;但是，歷來探測單位的領(lǐng)導(dǎo)們沒有拒絕。

如果政府和地下管線權(quán)屬單位能理解這項(xiàng)工作的難度，探測的成本是比較高的，需要許多高級人才去做的研究性的工作，他們就不會(huì)把價(jià)格壓到找一個(gè)泥瓦工的水平。但是，目前各地的政府部門和地下管線權(quán)屬單位并不理解這一點(diǎn)。

探測單位的領(lǐng)導(dǎo)們不理解，造成再低的價(jià)格他們也接任務(wù)，結(jié)果就是探測工程的質(zhì)量越來越低。政府和權(quán)屬單位的領(lǐng)導(dǎo)們不理解，就導(dǎo)致低價(jià)中標(biāo)，最后不能保證得到高質(zhì)量的地下管線數(shù)據(jù)。

七、涉及地下管線探測質(zhì)量的責(zé)任問題

這個(gè)問題是目前涉及地下管線探測的相關(guān)單位避而不談的重大的敏感問題。

一般情況下，許多人很自然地認(rèn)為，地下管線探測的質(zhì)量應(yīng)該由探測單位負(fù)完全的責(zé)任。其實(shí)，由于確實(shí)存在無法探測的地下管線，一定要探測單位在探測工程中一無遺漏、完全正確地探測到所有的地下管線，并且嚴(yán)格按照規(guī)范的要求，苛求其探測精度，這是不可能做到的事情。

地下管線探測成果缺陷的存在，在于以下幾個(gè)方面:①對于可探測的地下管線，存在探測單位的質(zhì)量問題;②在探測工程前，權(quán)屬單位不能提供比較可靠的地下管線的現(xiàn)狀資料，如竣工測量資料、設(shè)計(jì)資料等。對于第1種情況，毫無疑問，探測單位應(yīng)當(dāng)負(fù)起質(zhì)量的責(zé)任。對第2種情況，應(yīng)當(dāng)理解，在早期，如解放初期，或推遲到改革開放前，我國城市建設(shè)的管理做得較差，甚至沒有管理，那個(gè)時(shí)候城市建設(shè)的資料確實(shí)不齊全甚至沒有資料。這部分地下管線的探測成果中存在的問題，可以作為疑難問題來解決，因?yàn)檫@種質(zhì)量的責(zé)任，確實(shí)沒有可以承擔(dān)的主體。但是，改革開放后，城市管理開始走上正軌，地下管線的埋設(shè)也有著明確的規(guī)定。那么，地下管線缺失竣工測量資料，甚至缺失設(shè)計(jì)資料的責(zé)任導(dǎo)致的質(zhì)量問題，這應(yīng)該由相關(guān)的地下管線管理部門來負(fù)責(zé)，因相關(guān)的地下管線管理部門多次變動(dòng)而造成的資料缺失，應(yīng)由政府主管部門負(fù)責(zé)。

從存在不可探測的地下管線的實(shí)際情況來看，地下管線管理部門或權(quán)屬單位、具體的政府主管部門應(yīng)理解地下管線探測的局限性，不能認(rèn)為所有的地下管線都是可以精確定位的。在地下管線探測工程啟動(dòng)前，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真調(diào)查研究，認(rèn)真聽取相關(guān)專業(yè)人士的意見，做好一切可以做好的準(zhǔn)備工作，不要讓地下管線探測工程處于一個(gè)模糊的境地，不要讓地下管線普查工程結(jié)束后留下太多的遺憾。

八、結(jié)束語

上述幾個(gè)問題只是筆者在實(shí)際工作中的粗淺體會(huì)和看法，難免出現(xiàn)錯(cuò)謬，愿與地下管線探測的同仁共同交流、探索，共同促進(jìn)地下管線探測行業(yè)更好、更快的發(fā)展。

略)