新技術(shù)、新裝備在北京市地下管線基礎(chǔ)信息普查中的應(yīng)用

陳建軍，徐家峰

(北京同創(chuàng)達(dá)勘測(cè)有限公司，北京 100044)

1 引 言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展、各城市建設(shè)步伐的加快，城市基礎(chǔ)建設(shè)變化比較大，特別作為市政建設(shè)重要組成部分的地下管網(wǎng)變得日趨復(fù)雜，地下管線建設(shè)規(guī)模不足、管理水平不高等問題日益凸顯，一些城市相繼發(fā)生大雨內(nèi)澇、管線泄漏爆炸、路面塌陷等事件，嚴(yán)重影響了人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和城市運(yùn)行秩序，為更好地管理城市建設(shè)，加快對(duì)基礎(chǔ)地形信息的更新，2015年4月3日，北京市有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)主持召開地下管線基礎(chǔ)信息普查工作會(huì)議，部署城市地下管線基礎(chǔ)信息普查工作。按照國(guó)務(wù)院及住房城鄉(xiāng)建設(shè)部要求，將利用一年的時(shí)間，完成北京市城市范圍內(nèi)中心城區(qū)主要道路的地下管線基礎(chǔ)信息普查工作，形成地下管線基礎(chǔ)信息普查數(shù)據(jù)庫(kù)，并建立綜合管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新、共建共享，為首都城市地下空間的合理開發(fā)利用、綜合管理、城市數(shù)字化、智慧城市建設(shè)等奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

北京市規(guī)劃委員會(huì)于2015年9月組織了北京市地下管線基礎(chǔ)信息普查-城六區(qū)外業(yè)普查項(xiàng)目的招標(biāo)工作，經(jīng)過公開招投標(biāo)，北京同創(chuàng)達(dá)勘測(cè)有限公司中標(biāo)04包，并受北京市規(guī)劃委員會(huì)委托，承擔(dān)北京市地下管線基礎(chǔ)信息普查-城六區(qū)外業(yè)普查項(xiàng)目(04包)管線基礎(chǔ)信息普查工作，本文作者通過總結(jié)新技術(shù)新裝備在該項(xiàng)目中的具體運(yùn)用，提出一些解決管線疑難問題的方法、思路，供大家參考。

04包位于北京市朝陽(yáng)區(qū)，西至東四環(huán)路東側(cè)，南至王四營(yíng)北路南側(cè)，東至溫榆河，北至壩河，主要涉及將臺(tái)地區(qū)、東風(fēng)地區(qū)、平房地區(qū)、高碑店地區(qū)、常營(yíng)地區(qū)、管莊地區(qū)等。該項(xiàng)目完成圖根控制點(diǎn) 1 769個(gè)，施測(cè)四等水準(zhǔn) 210.625 km，等外水準(zhǔn) 234.215 km，管線總長(zhǎng)度 2 857.5 km，測(cè)量管線點(diǎn) 123 993個(gè)(包括明顯點(diǎn)和隱蔽點(diǎn))。

我公司于2015年11月15日進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，2016年5月10日完成外業(yè)數(shù)據(jù)采集及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)錄入檢查工作，5月30日完成項(xiàng)目部質(zhì)量檢查，6月15日完成公司級(jí)質(zhì)量檢查，向監(jiān)理單位提交片區(qū)的全部普查成果資料，7月15日完成監(jiān)理單位的檢查驗(yàn)收。

2 新技術(shù)、新裝備的具體運(yùn)用

2.1 建立臨時(shí)單基站CORS

CORS系統(tǒng)作為城市空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施，要求其在城市行政區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的定位精度，即RTK的測(cè)量精度達(dá)到厘米級(jí)，對(duì)于受到大中城市青睞的網(wǎng)絡(luò)RTK能夠達(dá)到這一要求，而單基站CORS的RTK作業(yè)模式標(biāo)稱精度能夠在 50 km范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位。

單基站CORS與網(wǎng)絡(luò)CORS分別是目前應(yīng)用較為廣泛的局域差分和廣域差分技術(shù)的兩種形式，RTK是兩種系統(tǒng)在生產(chǎn)與生活中的主要運(yùn)用手段之一，但在具體運(yùn)用中略有不同。

首先，單基站CORS與網(wǎng)絡(luò)CORS在建設(shè)費(fèi)用上有巨大差異，單基站CORS系統(tǒng)具有建設(shè)、維護(hù)費(fèi)用低、易與升級(jí)、安全、穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，單基站CORS更適合中小城市(或中小項(xiàng)目)的運(yùn)用。

其次，在北京地區(qū)使用網(wǎng)絡(luò)CORS，每個(gè)用戶單位只能申請(qǐng)一個(gè)賬號(hào)(一個(gè)賬號(hào)只能滿足一臺(tái)儀器實(shí)時(shí)定位)，對(duì)于大面積的管普項(xiàng)目而言，控制測(cè)量顯然是力不從心，很難在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成控制測(cè)量任務(wù)。而單基站CORS系統(tǒng)可以同時(shí)滿足多個(gè)測(cè)量小組同時(shí)作業(yè)，可以節(jié)省大量時(shí)間。

我們?cè)跍y(cè)區(qū)中央(項(xiàng)目部房頂)建立臨時(shí)單基站CORS系統(tǒng)，通過采集測(cè)區(qū)內(nèi)及周邊的C級(jí)GPS控制點(diǎn)的CGCS 2000系大地坐標(biāo)，獲得該區(qū)域的平面四參數(shù)。按照規(guī)范要求對(duì)新建的CORS系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，以下主要介紹單基站CORS系統(tǒng)的穩(wěn)定性(內(nèi)符合精度)測(cè)試及外符合精度測(cè)試。

CORS系統(tǒng)的穩(wěn)定性(內(nèi)符合精度)測(cè)試：在基站東西南北4個(gè)方向上分別選取4個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行RTK觀測(cè)，每個(gè)點(diǎn)位每半點(diǎn)鐘觀測(cè)一次，每個(gè)測(cè)回觀測(cè)20個(gè)歷元，測(cè)回間間隔大于 1 min，觀測(cè)時(shí)間從上午9點(diǎn)至下午4點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)位至少觀測(cè)14次，然后分別求取4個(gè)點(diǎn)位的X方向、Y方向、H方向的內(nèi)符合中誤差，如圖1所示。

圖1 坐標(biāo)分量誤差統(tǒng)計(jì)(內(nèi)符合精度測(cè)試)

從圖1測(cè)試結(jié)果來看，4個(gè)測(cè)試點(diǎn)位X、Y方向上坐標(biāo)分量誤差均小于 1.0 cm，H(橢球高)方向誤差均小于 1.5 cm，H方向誤差略大于X、Y坐標(biāo)分量誤差，數(shù)據(jù)結(jié)果相對(duì)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。滿足《衛(wèi)星定位城市測(cè)量技術(shù)規(guī)范》中“坐標(biāo)分量?jī)?nèi)符合中誤差不應(yīng)超過 2 cm”的要求。

CORS系統(tǒng)的外符合精度測(cè)試：選取了測(cè)區(qū)內(nèi)及周邊的48個(gè)已知高等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行RTK觀測(cè)。每個(gè)點(diǎn)位觀測(cè)3個(gè)測(cè)回，每個(gè)測(cè)回觀測(cè)20個(gè)歷元，測(cè)回間間隔大于 1 min。將測(cè)試的結(jié)果與已知數(shù)據(jù)成果進(jìn)行比對(duì)，坐標(biāo)分量誤差分布如圖2、圖3所示。

圖2 X坐標(biāo)分量誤差統(tǒng)計(jì)

圖3 Y坐標(biāo)分量誤差統(tǒng)計(jì)

從系統(tǒng)的平面精度測(cè)試結(jié)果可以看出，測(cè)試點(diǎn)的平面坐標(biāo)分量誤差整體優(yōu)于 2.0 cm，測(cè)試點(diǎn)的平面點(diǎn)位外符合中誤差MP=3.0 cm，滿足《衛(wèi)星定位城市測(cè)量技術(shù)規(guī)范》中“平面點(diǎn)位外符合中誤差不應(yīng)超過 5 cm”的要求。

以上測(cè)試結(jié)果符合相關(guān)規(guī)范要求后，才將相關(guān)參數(shù)信息設(shè)置在GPS接收機(jī)手簿中，同時(shí)組織多個(gè)作業(yè)組進(jìn)行平面控制測(cè)量，相比較使用北京網(wǎng)絡(luò)RTK而言，大大縮短了時(shí)間，為項(xiàng)目爭(zhēng)取了時(shí)間。該項(xiàng)目結(jié)束后，對(duì)臨時(shí)基準(zhǔn)站進(jìn)行了拆除。

2.2 開發(fā)地下管線采集移動(dòng)端

多年來，城市地下管線數(shù)據(jù)采集和處理工作一直是耗時(shí)易錯(cuò)的工作，傳統(tǒng)的作業(yè)方法是在外業(yè)繪制管線草圖，記錄采集的相關(guān)屬性信息，內(nèi)業(yè)根據(jù)外業(yè)草圖進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入。近年來，各個(gè)部門對(duì)管線普查信息數(shù)據(jù)的要求不斷加大，同時(shí)管線權(quán)屬單位對(duì)管線數(shù)據(jù)的管理和分析需求也在加大，對(duì)數(shù)據(jù)成果的要求也發(fā)生了很大的變化，海量的二維數(shù)據(jù)管理和三維數(shù)據(jù)可視化分析逐漸成為應(yīng)用主流。

隨著“3S”技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是移動(dòng)GIS、基于位置的服務(wù)以及安卓平板的出現(xiàn)，使得移動(dòng)GIS在安卓平板的應(yīng)用在采集空間位置、屬性信息、圖片、視頻、音頻和信息傳輸上都有集大成的優(yōu)勢(shì)，且能與其他傳感器互聯(lián)。

同時(shí)，隨著管線數(shù)據(jù)成為地下空間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基于管線的應(yīng)用和管理日益多元化，地下管線的安全、數(shù)據(jù)的共享、管線設(shè)施的管理，對(duì)數(shù)據(jù)的內(nèi)容和獲取方式有了更高的要求，傳統(tǒng)的管線信息采集無法實(shí)現(xiàn)全部信息的有序、合理的采集要求。

基于以上原因，我公司自主研發(fā)地下管線采集移動(dòng)端。該移動(dòng)端具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)“所見即所得”的采集方式：在地形底圖或影像地圖上直接采集矢量的管線數(shù)據(jù)，可符號(hào)化的顯示管線圖形。根據(jù)管點(diǎn)和管線特征，輸入必填屬性。同類型管線的需重復(fù)采集的信息自動(dòng)繼承，只需采集差異化的屬性，加快采集效率。

(2)多元信息采集：可采集除圖形和屬性外的照片信息和小室涂鴉，為后期的質(zhì)量問題追根溯源打下基礎(chǔ)，同時(shí)為內(nèi)業(yè)解析生成小室圖形提供原始數(shù)據(jù)。

(3)第一時(shí)間檢校數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量：可及時(shí)發(fā)現(xiàn)管線的邏輯錯(cuò)誤和空間錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)保存時(shí)，驗(yàn)證屬性的完整性、正確性和邏輯一致性，并能對(duì)管線碰撞等空間錯(cuò)誤進(jìn)行檢查。

(4)采用通用的GIS格式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：采用通用的shape格式數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，打通內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)鏈。

(5)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳：可實(shí)時(shí)上傳采集數(shù)據(jù)，做到內(nèi)外業(yè)同步。數(shù)據(jù)更新時(shí)，可用于數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新。

(6)測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用：將傳統(tǒng)的紙質(zhì)調(diào)查方式改為電子平板調(diào)查方式。

使用移動(dòng)端進(jìn)行管線數(shù)據(jù)采集改變了傳統(tǒng)的管線數(shù)據(jù)采集方式，大大提高了管線數(shù)據(jù)采集的效率、準(zhǔn)確率，提高了管線數(shù)據(jù)的兼容性，基本實(shí)現(xiàn)了無紙化作業(yè)，基本消除了作業(yè)人員對(duì)照草圖錄入數(shù)據(jù)容易出錯(cuò)的弊端，節(jié)省了人力，提高了效率，為項(xiàng)目的順利實(shí)施提供有力保障。

2.3 開發(fā)井下管線攝影測(cè)量?jī)x

地下管線調(diào)查一般以開井調(diào)查為主，外業(yè)雖然配備了相關(guān)的安全設(shè)施，但是測(cè)區(qū)內(nèi)還是存在部分井下空間不具備調(diào)查量測(cè)的條件，主要情況有井下通風(fēng)條件不好、井下空間狹小等作業(yè)人員無法直接調(diào)查量測(cè)的井下空間，對(duì)于這類空間采集，我們運(yùn)用了自主研發(fā)的井下攝影測(cè)量?jī)x進(jìn)行拍攝、調(diào)查、量測(cè)，以補(bǔ)充井下空間的數(shù)據(jù)信息完整。

井下攝影測(cè)量?jī)x，利用近景測(cè)量的原理測(cè)定井下工程建筑特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)及特征物體尺寸和方位。一次拍照，獲取所有可用信息，包括井內(nèi)影像、幾何數(shù)據(jù)(埋深、規(guī)格、種類、病害、形狀)均可高精度獲得，幾何量測(cè)精度達(dá)到厘米級(jí)，完全滿足規(guī)范規(guī)定的精度要求。利用配套的井下影像處理軟件，可快速判讀井下管線方向、材質(zhì)、裂縫等信息，同時(shí)可量取管線規(guī)格、管偏、埋深以及井室凈空尺寸等數(shù)據(jù)；幾何及影像信息可提供給三維建模軟件建立井室三維模型。

測(cè)區(qū)范圍內(nèi)有許多管線埋設(shè)較深，小室密閉通風(fēng)條件差且井內(nèi)有積水，調(diào)查人員很難進(jìn)入小室進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將井下攝影測(cè)量?jī)x輸送至受限井下空間，同步全方位拍攝井下立體照片，并且可快速判讀井下管線方向、材質(zhì)、裂縫等信息，同時(shí)可量取管線規(guī)格、管偏、埋深等數(shù)據(jù)。通過井下攝影測(cè)量?jī)x的數(shù)據(jù)量取，代替人工下井調(diào)查量測(cè)，保護(hù)作業(yè)人員的安全，提高勞動(dòng)效率，具有安全、高效率、全方位高精度采集信息等特點(diǎn)，如圖4、圖5所示：

圖4 井下攝影測(cè)量?jī)x下井作業(yè)

圖5 受限小室空間信息的采集

2.4 三維管線陀螺定位儀的運(yùn)用

目前，傳統(tǒng)的地下管線物探的主要方法是電磁法、電磁波法、磁法、地震波法等，最常用的是電磁法，代表性儀器是地下管線探測(cè)儀，其原理是以地下管線與周圍介質(zhì)的導(dǎo)電性及導(dǎo)磁性差異為主要物性基礎(chǔ)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理觀測(cè)和研究電磁場(chǎng)空間與時(shí)間分布規(guī)律，從而達(dá)到尋找地下管線或解決其他地質(zhì)問題的目的。電磁法可分為頻率域電磁法和時(shí)間域電磁法，前者是利用多種頻率的諧變地磁場(chǎng)，后者是利用不同形式的周期性脈沖電磁場(chǎng)，由于這兩種方法產(chǎn)生異常的原理均遵循電磁感應(yīng)規(guī)律，故基礎(chǔ)理論和工作方法基本相同。目前地下管線探測(cè)中主要以頻率域電磁法為主。

管線探測(cè)儀是根據(jù)發(fā)射機(jī)對(duì)金屬管線施加一次交變地磁場(chǎng)，交變地磁場(chǎng)將在地下金屬管線中產(chǎn)生感應(yīng)電流，并沿著管線向前傳導(dǎo)；感應(yīng)電流又將在管線周圍產(chǎn)生二次電磁場(chǎng)，通過接收機(jī)在地面上測(cè)定二次電磁場(chǎng)的空間分布，根據(jù)二次場(chǎng)的分布特征來判斷地下管線所在的平面位置及埋設(shè)深度。電磁感應(yīng)類管線探測(cè)儀利用地下管線與周圍介質(zhì)的物理特性差異探測(cè)地下管線，往往受到管線材質(zhì)、埋深、周邊環(huán)境等干擾，無法得到準(zhǔn)確的管線數(shù)據(jù)，尤其是對(duì)于非開挖敷設(shè)的管線(一般埋設(shè)深度大于 5 m)，受周邊電磁波干擾大，管線埋設(shè)復(fù)雜的地段對(duì)管線的位置和埋深很容易造成誤判。

陀螺儀三維定位技術(shù)是一種國(guó)際上領(lǐng)先的三維精確定位管線新技術(shù)，將陀螺儀原理與計(jì)算機(jī)三維技術(shù)整合在一起，巧妙的綜合利用陀螺儀導(dǎo)航技術(shù)、重力場(chǎng)、計(jì)算機(jī)矢量計(jì)算等交叉學(xué)科原理，自動(dòng)生成基于X、Y、Z三維坐標(biāo)的地下管線空間位置曲線圖，從而實(shí)現(xiàn)精確定位大埋深管線而不再受管線材質(zhì)、管線埋深、周邊環(huán)境等條件限制。

陀螺儀三維定位技術(shù)作為新的地下管線定位方法，具有以下技術(shù)特點(diǎn)。

(1)測(cè)量不受地形限制，不受深度限制，不受電磁干擾；

(2)定位精度高；

(3)適用于任何材質(zhì)的管道；

(4)自動(dòng)生成三維空間曲線圖。

04包測(cè)區(qū)姚家園路穿越京包鐵路段有一趟電力管線，在穿越京包鐵路前采取拉管施工的作業(yè)方法(拉管施工長(zhǎng)度約 60 m，最深處埋深 8.5 m)，使用傳統(tǒng)的地下管線探測(cè)儀無法滿足探測(cè)要求。我們?cè)谝覉@路京包鐵路西側(cè)找到電力管井(施工時(shí)的進(jìn)土點(diǎn))，發(fā)現(xiàn)電力管線斷面為4×150的塑料管，其中有一個(gè)管孔內(nèi)未穿線，我們就在京包鐵路西側(cè)的電力管井空管內(nèi)設(shè)置傳感器，在包鐵路東側(cè)找到拉管施工的電力管井(施工時(shí)的出土點(diǎn))，實(shí)測(cè)進(jìn)土點(diǎn)、出土點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)與高程，然后將方位測(cè)量器所經(jīng)路徑和已知的出入口點(diǎn)坐標(biāo)相聯(lián)系，最后在所選的坐標(biāo)系統(tǒng)中形成一個(gè)準(zhǔn)確的三維曲線，在三維曲線圖上很直觀地看到傳感器運(yùn)行各個(gè)階段的位置與埋深，如圖6所示：

圖6 距離與埋深曲線圖

圖6可以看出，陀螺定位儀數(shù)據(jù)光滑穩(wěn)定，能很好地反映地下管線的原貌，且受周邊施工、復(fù)雜管線等外界因素影響極小。陀螺定位儀管線測(cè)量只需管線兩端預(yù)留測(cè)量口即可進(jìn)行測(cè)量，大大提高了精度。

如果不使用三維管線陀螺定位儀進(jìn)行探測(cè)，而是直接量取鐵路兩側(cè)的電力管井埋深數(shù)據(jù)，就很難發(fā)現(xiàn)電力管線地下部分的起伏變化情況，這樣的數(shù)據(jù)對(duì)日后的有效利用留下了很大隱患。陀螺儀三維精確定位技術(shù)是傳統(tǒng)管線定位手段的一個(gè)強(qiáng)有力的補(bǔ)充，隨著各城市相繼開展管線竣工測(cè)量工作，陀螺儀必將很快運(yùn)用到管線竣工測(cè)量中，為管線規(guī)劃和管理提供更準(zhǔn)確的依據(jù)，城市管網(wǎng)將更加健康有序地運(yùn)行，城市的地下管線信息將更完善，更準(zhǔn)確。

2.5 地質(zhì)雷達(dá)的運(yùn)用

管線探測(cè)儀是城市管線普查的主要探測(cè)設(shè)備，但管線探測(cè)儀也有自身的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：容易受到目標(biāo)管線周圍距離相近管線和周圍鐵柵欄的干擾，當(dāng)周圍有高壓線時(shí)也有較強(qiáng)的影響；用管線儀的接收機(jī)探測(cè)管線埋深時(shí)必須遠(yuǎn)離三通和發(fā)射機(jī)的位置，否則探測(cè)出來的埋深不準(zhǔn)；只能探測(cè)導(dǎo)電性好的金屬管線，對(duì)于非金屬管線則沒有效果。隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展，地下管線探測(cè)難度不斷增加。日趨復(fù)雜的城市管網(wǎng)，越來越多的信號(hào)干擾以及場(chǎng)地施工條件限制等，使得單一物探方法越來越難解決城市工程物探問題，而采用多種物探方法相結(jié)合的方式已經(jīng)成為城市物探的發(fā)展趨勢(shì)。

對(duì)于測(cè)區(qū)內(nèi)較為重要的非金屬管線及重要的深埋主干線，主要使用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的工作原理，簡(jiǎn)單地說是天線以一定的波束角向地下發(fā)射電磁波，電磁波在介質(zhì)中傳播，當(dāng)遇到存在電性差異的地下目標(biāo)體分界面時(shí)，如管線壁等，電磁波便發(fā)生反射，返回到地面時(shí)由接收天線所接收。對(duì)接收天線接收到的雷達(dá)波進(jìn)行處理和分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)接收到的雷達(dá)波形、強(qiáng)度、雙程時(shí)間等便可推斷地下目標(biāo)體的空間位置、結(jié)構(gòu)及幾何形態(tài)，從而達(dá)到對(duì)地下隱蔽目標(biāo)物的探測(cè)。

地質(zhì)雷達(dá)對(duì)于各種材質(zhì)的管線或溝渠，只要存在介電常數(shù)的差異，理論上都能夠探測(cè)出來。通過現(xiàn)場(chǎng)的速度標(biāo)定，能夠較為準(zhǔn)確探測(cè)出管線的埋深，現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)可以永久保存。我們采用了加拿大EKKO pro多功能地質(zhì)雷達(dá)，以補(bǔ)充管線點(diǎn)段的數(shù)據(jù)完整及管線的空間信息。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)待測(cè)管線埋深、規(guī)格等因素需要，設(shè)置不同采樣時(shí)窗、選用不同頻率天線探測(cè)；道間距一般設(shè)置為：50M天線設(shè)置為 0.2 m，100M、200M設(shè)置為 0.1 m，天線間距50M天線設(shè)置為 2 m，100M、200M分別設(shè)置為 1 m和 0.5 m，疊加次數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)波形波動(dòng)率設(shè)定在32～512不等。

剖面盡量選在了地勢(shì)平坦，地面平整，避開電桿、路燈的空曠位置，從而確保探測(cè)剖面數(shù)據(jù)線性連續(xù)性和信號(hào)的高信噪比。地質(zhì)雷達(dá)剖面方向均沿垂直管線走方向布置，并以等間距進(jìn)行連續(xù)取樣，每處疑點(diǎn)布置至少兩條測(cè)線以排除地下獨(dú)立干擾體給管線探測(cè)結(jié)果帶來的假象。

圖7中紅色方框內(nèi)為管徑800 mm的PE給水管成像剖面圖(100 MHz天線)，圖8紅色方框內(nèi)為 200 MHz天線的剖面圖(與圖4中屬同一根管線)，可見在選擇地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮目標(biāo)體探測(cè)深度和規(guī)模大小，在分辨率和探測(cè)指標(biāo)上進(jìn)行綜合考量，以選擇合適的天線。圖9中藍(lán)色框內(nèi)為 300 mm管徑的PE給水管成像圖，圖10中紅色框內(nèi)為 300 mm管徑天然氣管道，可以看出PE燃?xì)夤芊瓷湫盘?hào)比PE水管差，說明管線內(nèi)運(yùn)輸載體對(duì)影像成圖質(zhì)量也有影響，即介質(zhì)分界面電性的差異。

圖7 800 mm PE給水管線成像剖面圖(100 MHz天線)

圖8 800 mm PE給水管線成像剖面圖(200 MHz天線)

圖9 300 mm PE給水管線成像剖面圖

圖10 300 mm PE燃?xì)夤芫€成像剖面圖

盡管地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行管線探測(cè)有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有自身的缺點(diǎn)：如果覆蓋在管線上的土質(zhì)比較疏松，電磁波衰減很快，使得探測(cè)精度與準(zhǔn)確度大大減低；如果地表存在較厚的植被或者凸凹不平，對(duì)探測(cè)也有較大的影響；探測(cè)信噪比不高，經(jīng)常有管線探測(cè)不出來。

因此，在地下管線探測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的管線類型和周邊環(huán)境，選擇不同的地球物理方法進(jìn)行探測(cè)。當(dāng)一種方法探測(cè)效果不明顯時(shí)，可以采用多種方法綜合探測(cè)，各方法之間互相彌補(bǔ)，多種探測(cè)方法的綜合運(yùn)用，相互驗(yàn)證，才能避免單一方法的局限性，充分發(fā)揮各種方法的優(yōu)勢(shì)。綜合考慮目標(biāo)體的物理特性與探測(cè)環(huán)境，采用合適的地球物理方法組合解決工程問題，是綜合地球物理發(fā)展的趨勢(shì)。

3 結(jié) 語(yǔ)

地下管線普查是一項(xiàng)跨學(xué)科、多專業(yè)的綜合性強(qiáng)的系統(tǒng)工程，普查成果不僅為智慧城市提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，更為城市管線的正常安全運(yùn)行和城市功能的正常運(yùn)行提供有力保障。高質(zhì)量的普查成果不僅要采取有效的技術(shù)路線和先進(jìn)的管理模式，更要注重創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用；不僅要加快系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用，還要加大科技開發(fā)力度，利用新技術(shù)、新裝備有效解決管線探測(cè)工程中的難題，從而提高管線普查成果質(zhì)量，提高作業(yè)效率。

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