城市地下管線測量與數(shù)據(jù)處理

趙振朋，張海龍

（阜陽市測繪院有限責任公司，安徽 阜陽 236000）

0 引言

地下管線是城市基礎設施的重要組成部分，擔負著輸送能量、傳輸信息及排泄廢物的重要任務。它的安全運行是現(xiàn)代化城市高效率、高質(zhì)量運轉(zhuǎn)的保證，是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎，被稱為城市的“生命線”。然而，我國城市地下管線資料管理一直比較薄弱，不少城市存在地下管線分布情況不明，管線檔案資料不完整、不準確、不規(guī)范，城市建設施工缺少系統(tǒng)的管線檔案資料可供查詢利用，造成城市建設過程中管線事故頻發(fā)。因此，建立完善的城市管線數(shù)據(jù)資料，全面、系統(tǒng)地掌握地下管線現(xiàn)狀，才能更好地開發(fā)利用地下空間。

1 城市地下管線的測量

地下管線測量包括歷史的和現(xiàn)狀的地下管線測量。歷史地下管線測量是由物探技術人員探測管線（點）的位置，測量技術人員采集管線點的三維坐標，然后由內(nèi)業(yè)人員把外業(yè)人員采集的數(shù)據(jù)輸入、建庫、成圖。在建管線的測量是在竣工覆土前，采用實測法進行竣工測量，然后由內(nèi)業(yè)人員進行數(shù)據(jù)處理、成圖、入庫。

1．1 地下管線測量技術［1］

地下管線測量方法包括現(xiàn)狀調(diào)繪和實地探測。

1．1．1 現(xiàn)狀調(diào)繪

現(xiàn)狀調(diào)繪采用實地調(diào)查與儀器探查相結(jié)合的形式。即通過對明顯管線點的實地調(diào)查、對隱蔽管線點的探查、對疑難點位開挖來確定管線點的測量點位。通過調(diào)查，查明各種管線的敷設情況（管線在地面上的投影位置及埋深）、類別、材質(zhì)、規(guī)格、載體特征、電纜根數(shù)、孔數(shù)及附屬設施等，繪制探測草圖（詳細記錄管線點的屬性及管線的走向、連接關系等），并在地面上設置管線點標志。管線點宜設置在管線特征點在地面的投影位置上。管線特征點包括起訖點、交叉點、分支點、轉(zhuǎn)折點、變材點、變坡點、變徑點、上桿、下桿以及管線上的附屬設施中心點等。

1．1．2 實地探測

地下管線探查的物探方法按場源分為：電磁法、直流電法（包括高密度電法）、磁法、彈性波法（淺反、波面）、紅外輻射法等。地下管線探查前，應在探查區(qū)或鄰近的已知管線上進行方法試驗，確定儀器設備的有效性、精度和有關參數(shù)。不同的地下管線、不同的物理條件的地區(qū)，應分別進行方法試驗。

1）金屬管線和電纜的探測。探查金屬管線和電纜應根據(jù)管線的類型、材質(zhì)、管徑、埋深、出露情況、地電環(huán)境等因素選擇探測方法。（1）接頭為高阻體的金屬管線，宜采用頻率較高的電磁感應法或夾鉗法，亦可采用電磁波法，當探查區(qū)內(nèi)鐵磁干擾較小時，可采用磁場強度法或磁梯度法；（2）管徑（相對埋深）較大的金屬管道，宜采用直接法或電磁感應法，也可采用電磁波法或地震波法；（3）掩埋較深（相對管徑）的金屬管道，亦采用功率（或磁矩）大、頻率低的直接法或電磁感應法；（4）電力電纜宜采用被動源法進行搜索，初步定位，然后以主動源法精確定位、定深，當電纜有出露端時，宜采用夾鉗法；（5）電信電纜和照明電纜宜采用主動源電磁法，有調(diào)教時可施加斷續(xù)發(fā)射信號。

2）非金屬管道的探查。非金屬管道的探查宜采用電磁波法或地震波法，亦可按下列原則進行選擇：（1）有出入口的非金屬管道，宜采用失蹤電磁法。（2）鋼筋混凝土管道，可采用磁偶極感應法，但需加大發(fā)射功率（或磁矩）、縮短收發(fā)距離（應注意場源影響）。（3）管徑較大的非金屬管道，宜采用電磁波法、地震波法。當具備接地條件時，可采用直流電阻率法（含高密度電阻率）。（4）熱力管道或高溫輸油管道，宜采用主動源電磁法和紅外輻射法。（5）在盲區(qū)探查管線時，應先采用主動源感應法及被動源法進行搜索，搜索方法有平行搜索法及圓形搜索法，發(fā)現(xiàn)異常后，宜采用主動源法進行搜索追蹤、定位、測深。

1．2 地下管線探測的精度要求

隱蔽管線點的水平位置偏差△S和埋深△H應分別滿足：△S≤0．1×h；△H≤0．15×h。 其中，h 為管線埋深。當h﹤100㎝時，按100 cm計。管線點相對于鄰近控制點的測量點位誤差不應大于5 cm，測量高程中誤差不應大于2 cm。

1．3 地下管線探測的質(zhì)量檢查

地下管線探查的質(zhì)量檢查強調(diào)“預防為主，檢驗為輔”。檢查內(nèi)容包括［2］：作業(yè)過程檢查、資料檢查、精度檢驗。其中，外業(yè)作業(yè)過程檢查的重點是：（1）探查范圍和取舍標準的執(zhí)行；（2）探查方法技術的使用；（3）管線點屬性調(diào)查和管線點設置；（4）復雜管線探測和疑難問題的處理情況；（5）探查記錄填寫和探查草圖或管線圖繪制。

2 管線數(shù)據(jù)資料管理

2．1 管線數(shù)據(jù)類型

管線數(shù)據(jù)包括城市給水、排水、燃氣、電力、電信、熱力、工業(yè)等管線的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)［3］?？臻g數(shù)據(jù)包括各類管線、管段、管件及地面設施的空間位置和形狀信息。屬性數(shù)據(jù)應包括管線點點號、平面坐標、類別及特征，管線材質(zhì)、管徑或橫斷面、管線連接關系、埋設年代、權(quán)屬單位，地面、管頂或管底高程，電信電纜的管道孔數(shù)及已用孔數(shù)，電力線的電纜根數(shù)、電壓及截面積，燃氣管道的壓力與埋設方式等特殊信息，有關圖幅信息等。

2．2 管線數(shù)據(jù)的處理流程［4］

（1）數(shù)據(jù)輸入或?qū)?。由于外業(yè)探查或竣工測量的管線數(shù)據(jù)記錄在《地下管線探查記錄表》中，因此，在數(shù)據(jù)處理前，需要將其錄入到相應的管線探查成果數(shù)據(jù)庫中。

（2）數(shù)據(jù)檢查。為確保錄入到管線探查成果數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與 《地下管線探查記錄表》中的數(shù)據(jù)一致，在錄入工作完成后，應人工對錄入數(shù)據(jù)進行核對，并改正錄入過程中的錯誤。在完成人工檢查后，應采用檢查軟件對探查和測量的數(shù)據(jù)進行檢查。檢查內(nèi)容包括：重點號檢查，管線探查成果數(shù)據(jù)庫與管線點測量成果庫點號一致性檢查，數(shù)據(jù)規(guī)范性檢查，各屬性內(nèi)容合理性檢查，重力排水管高程檢查，管線點間距檢查，管線間空間碰撞關系檢查，管線拓撲關系檢查，數(shù)據(jù)格式檢查，數(shù)據(jù)庫與圖形文件一致性檢查，數(shù)據(jù)數(shù)量檢查，注記字體與大小檢查，圖廓整飭內(nèi)容檢查等。

（3）數(shù)據(jù)預處理。錄入和檢查工作完成后，用管線數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進行預處理，生成管線圖形文件、注記文件、管線線數(shù)據(jù)庫、管線點數(shù)據(jù)庫。

（4）圖形編輯。將管線圖形文件和注記文件輸出成地下管線圖，由探查人員根據(jù)草圖檢查管線點符號（測點性質(zhì)）的正確性、管線連接關系的正確性、有無遺漏管線、管線性質(zhì)的正確性、管線點坐標是否正確、管線屬性是否正確以及相鄰圖幅、相鄰測區(qū)的管線是否一致等內(nèi)容，然后在管線圖形文件上進行編輯和修改。

（5）數(shù)據(jù)輸出與轉(zhuǎn)換。將編輯好的管線圖形文件輸出到CAD平臺下的管線圖形文件，并確定輸出的范圍和管線種類。輸出的高程表和管線成果表可以在不同的數(shù)據(jù)平臺上進行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換、編輯。

（6）數(shù)據(jù)更新。隨著城市規(guī)模的不斷擴大，城市地下管線建設和改造工作時刻都在進行。保證管線數(shù)據(jù)的動態(tài)更新，確保數(shù)據(jù)的完整性和現(xiàn)勢性時是長期而重要的任務。

3 結(jié)語

為了滿足城市地下空間開發(fā)設計和城市規(guī)劃建設的需要，實現(xiàn)城市地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)更新和動態(tài)維護，我們有責任高標準、嚴要求地開展地下管線探查工作，不斷摸索學習新的方法，總結(jié)經(jīng)驗教訓，為城市建設和發(fā)展保駕護航。

［1］ CJJ61-2003，城市地下管線探測技術規(guī)程［S］．

［2］張正祿．地下管線探測和管網(wǎng)信息系統(tǒng)［M］．北京:測繪出版社，2007:124-127．

［3］雷林源．城市地下管線探測與測漏［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2003:176-177．

［4］田應中．地下管線網(wǎng)探測與信息管理［M］．北京:測繪出版社，1997:102-105．