寧波市地下管線探測中應(yīng)用技術(shù)的探討

李 超，周 呂，文鴻雁，王英林

寧波市軌道交通一號(hào)線一期工程是寧波市線網(wǎng)規(guī)劃中的東西向主干線。線路一旦建成，將形成西起高橋鎮(zhèn)、東至東貨站，貫穿海曙區(qū)、三江口、江東區(qū)、東部新城中心的交通骨干網(wǎng)絡(luò)體系。地（上）下管線種類繁多，鋪設(shè)密集，縱橫交錯(cuò)，情況相當(dāng)復(fù)雜，如果不能具體掌握管線的詳細(xì)信息，就會(huì)對軌道交通的施工帶來諸多影響。因此，在軌道交通設(shè)計(jì)、施工過程中需要切實(shí)掌握沿線地下管線的現(xiàn)有資料。

1 DigiTrak Eclipse地下定位系統(tǒng)

為了更快、更好、更準(zhǔn)確地完成外業(yè)測量工作，寧波市測繪設(shè)計(jì)研究院決定使用DigiTrak Eclipse地下定位系統(tǒng)（如圖1所示）來完成對地下管線和地下管線點(diǎn)的測量。頂管探查中使用全新的DigiTrak Eclipse地下定位系統(tǒng)，解決了管線探測中無法準(zhǔn)確探測頂管的難題。探測方法上從被動(dòng)源探測轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)源探測，大大提高了管線探測精度。其精度指標(biāo)為：定位深度，±10 cm；深度精度，深度的5%。

圖1 DigiTrak Eclipse地下定位系統(tǒng)

DigiTrak Eclipse地下定位系統(tǒng)，又稱為iGPS月蝕非開挖導(dǎo)向儀，其定位原理如圖2所示。其使用步驟及注意事項(xiàng)如下：

圖2 定位原理圖

①應(yīng)利用特制的固件將探棒固定在電纜穿線器的一端，用細(xì)鐵絲固定，并用防水材料（塑料袋、保險(xiǎn)膜等）纏繞探棒；②在穿越管線的一端開口處，利用電纜穿線器將探棒穿入管線預(yù)埋孔，根據(jù)已有管線的曲率變化和工程精度要求，使探棒依次前進(jìn)一定距離（5 m、8 m或10 m）；③接收機(jī)跟蹤探棒的移動(dòng)軌跡，在地面上確定探棒所處的位置及對應(yīng)的埋深；④根據(jù)所穿孔的相對位置，修正其整體管塊的埋深和中心位置；⑤如果管孔內(nèi)有淤積現(xiàn)象，可以用高壓水槍或空氣壓縮機(jī)予以清理，保證暢通。

該系統(tǒng)的使用范圍：①適用于非金屬管線的探測，避免探棒產(chǎn)生一次磁場；②選用不同類型的探棒（12 m和24 m）對不同埋深和不同管徑的管線進(jìn)行探測；③根據(jù)周圍干擾程度，可以采用單頻或多頻，減少干擾并提高探測精度；④所穿管線具備探棒的穿越空間，如某一孔內(nèi)的線纜條數(shù)不宜太多，未用孔最好。

寧波市軌道交通1號(hào)線一期和2號(hào)線一期工程沿線共有供電、電線非開挖頂管約500 條，全部采用iGPS月蝕導(dǎo)向儀探測埋深。通過管線權(quán)屬單位的確認(rèn)及實(shí)際應(yīng)用表明，成果達(dá)到了管線探測精度的要求。表1是通過該方法探測的非開挖頂管的成果資料。

該條電力頂管長約100 m，利用導(dǎo)向儀探測管線埋深最深處約7.03 m，探測點(diǎn)間距約為5～10 m，探測成果與頂管設(shè)計(jì)及施工記錄資料基本一致。

表1 電力頂管成果表

2 地下管線機(jī)助成圖系統(tǒng)

采用寧波市綜合管線系統(tǒng)進(jìn)行地下管線數(shù)據(jù)采集、處理、編輯和管理，使用Access和AutoCAD作為管線機(jī)助成圖的支持平臺(tái)。

內(nèi)業(yè)采用基于Autocad2004平臺(tái)自主開發(fā)的前端數(shù)據(jù)采集軟件編輯。運(yùn)用分層覆蓋制圖理論，根據(jù)地形圖《圖式》分類和城市規(guī)劃需要，對各地理和非地理信息分層表示。將外業(yè)采集的細(xì)部點(diǎn)坐標(biāo)展繪在原圖上，利用OSNAP手段，對點(diǎn)、線和地物、地貌要素進(jìn)行“靠”、“接”等基本操作，以保證線劃結(jié)點(diǎn)的單一性和直線的連續(xù)性；對面狀地物要素進(jìn)行成面、屬性賦值處理。地形圖文件保存為dwg格式，用寧波市地方標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)命名。文件采用正方形分幅，規(guī)格為50 cm×50 cm,每幅圖修測完成后，及時(shí)填寫測區(qū)元數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)入庫處理程序?qū)D幅內(nèi)文字、線形、圖塊進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，檢查點(diǎn)、線、注記要素的層、顏色、編碼正確性和點(diǎn)、線外部屬性賦值的正確性；檢查線相交、重線、自相交現(xiàn)象；檢查懸掛點(diǎn)、斷頭點(diǎn)；檢查重疊的文字和塊；處理圖內(nèi)的冗余數(shù)據(jù)，減少dwg文件的字節(jié)數(shù)。通過上述檢查和修改，確保每幅圖都能順利入庫。

屬性庫的建立采用Access關(guān)系型數(shù)據(jù)庫軟件，以*.mdb格式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫文件。Access的功能如下：

1）輸入功能分為人工方式和自動(dòng)輸入方式。人工方式，逐個(gè)從鍵盤上輸入管線點(diǎn)、管線的坐標(biāo)和各種屬性數(shù)據(jù)，并對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查；自動(dòng)輸入方式，從電子手簿或數(shù)據(jù)文件中批量讀入多個(gè)管線點(diǎn)的三維坐標(biāo)、編碼、類別和特征數(shù)據(jù)，生成管線點(diǎn)的基本數(shù)據(jù)。

2）數(shù)據(jù)編輯修改。在Access中，可采用窗口和控件操作方式，運(yùn)用鼠標(biāo)或鍵盤，較方便地對各種管線、管線點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，對管線點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行翻頁瀏覽和在同一條管線中瀏覽。

3）數(shù)據(jù)查詢。在菜單的幫助下，可以非常方便地根據(jù)用戶意圖自動(dòng)生成查詢條件進(jìn)行查詢，不需編寫語法復(fù)雜的查詢公式。

4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)?？山y(tǒng)計(jì)各類管線的數(shù)目、長度以及總長度。

在數(shù)據(jù)處理過程中，充分考慮了設(shè)計(jì)單位對信息化現(xiàn)狀的需求，將管線所有信息（如權(quán)屬單位、起點(diǎn)高程、終點(diǎn)高程和埋深等）通過屬性的方式全部存儲(chǔ)在AutoCAD中，添加了管線擴(kuò)展屬性的CAD管線圖。運(yùn)行“Xdlist”命令，可以在CAD管線圖中隨時(shí)查看管點(diǎn)和管線屬性信息，其信息量與數(shù)據(jù)庫等同。當(dāng)設(shè)計(jì)單位查詢相關(guān)信息時(shí)，可以直接借助CAD擴(kuò)展屬性查詢命令，查詢到與數(shù)據(jù)庫中等同的信息，極大地提高了數(shù)據(jù)的使用效率。圖3、圖4分別是在CAD圖中查詢管點(diǎn)、管線信息的界面。

圖3 管點(diǎn)信息查詢

圖4 管線信息查詢

3 結(jié) 語

地下管線探測的目的是為了獲取地下管線可靠、完整且現(xiàn)勢性強(qiáng)的幾何屬性數(shù)據(jù)[5]，這些數(shù)據(jù)為建立地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)資料。城市管網(wǎng)管理系統(tǒng)可以提高規(guī)劃、設(shè)計(jì)部門以及各專業(yè)管線管理單位的工作效率，為城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理服務(wù)。在本次寧波市管線普查中，采用了一些先進(jìn)的技術(shù)和方法，大大提高了工作效率。

1）管線探測方法先進(jìn)。頂管探查中使用了全新的DigiTrak Eclipse定位系統(tǒng)，解決了管線探測中無法準(zhǔn)確探測頂管的難題，探測方法從被動(dòng)源探測轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)源探測，大大提高了管線探測精度。

2）管線信息豐富，應(yīng)用方便。帶狀地形圖修測成果豐富了地形圖的內(nèi)容，提高了數(shù)據(jù)利用的準(zhǔn)確性。在數(shù)據(jù)處理過程中將管線所有信息（如權(quán)屬單位、起點(diǎn)高程、終點(diǎn)高程、埋深等）通過屬性的方式全部存儲(chǔ)在AutoCAD中，添加了管線擴(kuò)展屬性的CAD管線圖，其信息量與數(shù)據(jù)庫等同，極大地提高了設(shè)計(jì)效率。

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