一種油氣長輸管道線路竣工圖的編制方法

李曉峰 吳沙 李欣彤

摘要：本文對油氣長輸管道施工圖進(jìn)行了簡要介紹，并對施工過程中相對施工圖紙發(fā)生變化的內(nèi)容和原因進(jìn)行了一定分析，最后提出了一種竣工圖紙的繪制方法，以施工圖為底圖，以施工完成后的復(fù)測內(nèi)容為依據(jù)，通過excel表格的輔助，經(jīng)過公式計(jì)算和排版，實(shí)現(xiàn)在AUTOCAD中繪制竣工圖的最簡便方式。

關(guān)鍵詞： 油氣管道;施工圖;竣工圖;AUTOCAD

1 引言

竣工圖，是工程竣工驗(yàn)收后，真實(shí)反映建設(shè)工程結(jié)果的圖樣，是工程竣工檔案的核心組成部分。依據(jù)原國家建委1982年[建發(fā)施字50號]《關(guān)于編制基本建設(shè)竣工圖的幾項(xiàng)暫行規(guī)定》，編制各種竣工圖，必須在施工過程中（不能在竣工后），及時(shí)做好隱蔽工程檢驗(yàn)記錄，整理好設(shè)計(jì)變更文件，確?？⒐D質(zhì)量。

油氣長輸管道是一種特殊的基礎(chǔ)建設(shè)工程。其距離長寬度窄，施工范圍呈帶狀分布，由鋼管逐根焊接完成。一般情況下挖溝埋設(shè)于地下，長輸管道途徑區(qū)域地形紛雜，鋼管焊口數(shù)量龐大，附屬設(shè)施較多，而管道或其附屬設(shè)施一旦發(fā)生破壞，對生產(chǎn)企業(yè)和途徑區(qū)域的自然環(huán)境及人民生活影響都比較大，因而管道在由施工單位移交運(yùn)行單位過程中需要非常精確的線路竣工圖紙，以明確管道及各種相關(guān)設(shè)施的具體位置，達(dá)到輔助維搶修和保護(hù)的最佳效果，也有利于在改擴(kuò)建、遷移或拆除等工作中發(fā)揮最理想的作用。

2 線路施工圖與竣工圖的關(guān)系

2.1 線路施工圖的主要內(nèi)容

線路施工圖是油氣管道施工的指導(dǎo)和依據(jù)，包含的內(nèi)容比較豐富?？傮w來說，一張線路施工圖包含三大部分的內(nèi)容，即管道圖、施工信息欄和邊欄，管道圖又分為平面圖和縱斷面圖。平面圖是地面的測量圖，以管道走向?yàn)橹休S兩側(cè)保留一定距離作為測量帶，從管道起點(diǎn)起算一直到終點(diǎn)，按照管道的平面長度每一百米設(shè)置一個(gè)樁號，每張線路施工圖通常設(shè)置為一公里的管道水平長度（具體取決于項(xiàng)目要求）。

平面圖如下圖2-1，其應(yīng)包含測量到的所有地面信息，等高線、海拔高度、植被、河流、水渠、道路、輸電線、房屋等，并對管道水平方向的轉(zhuǎn)角進(jìn)行編號標(biāo)注。另外管道要依據(jù)地表情況劃分地區(qū)等級，從而決定不同區(qū)段管道的用管類型和鋼管壁厚。

縱斷面圖如下圖2-2，縱斷面圖是指導(dǎo)管道施工的核心要素，其體現(xiàn)在圖紙上的主要內(nèi)容是兩條線和填充物。一條是地面線，表示在該段區(qū)域管道頂部地表地勢的輪廓;一條是管道線，表示管道施工后應(yīng)該埋在地面以下的相對位置;填充物是該施工區(qū)段管溝的地質(zhì)信息，決定了管溝的開挖形狀，開挖難度，開挖深度，陰極保護(hù)形式以及鋼管的保護(hù)形式。另外在有需要的情況下，縱斷面圖上還應(yīng)該標(biāo)注水工保護(hù)措施和工程量，各種穿越的位置形式，穿越保護(hù)措施和工程量，固管措施和工程量，閥室位置，冷彎管位置和角度，熱煨彎頭位置和角度，抗浮力措施的位置形式數(shù)量等信息。

施工信息欄如下圖2-3，施工信息欄是管道圖內(nèi)容的詳細(xì)化數(shù)據(jù)化補(bǔ)充。在施工信息欄里標(biāo)注了水平轉(zhuǎn)角的位置角度信息，以數(shù)字形式標(biāo)注了管道水平里程信息，地面線的海拔高度，管道的海拔高度，管道的埋深信息，每一段管道的傾斜度，每一段管線的地區(qū)等級、用管類型和鋼管長度，穿跨越起點(diǎn)和終點(diǎn)位置的水平里程，穿跨越的保護(hù)措施和數(shù)量長度，抗浮力保護(hù)措施的類型位置和數(shù)量長度，管道陰極保護(hù)形式，管溝回填對鋼管的保護(hù)措施，以及陰保樁、里程樁、警示牌、轉(zhuǎn)角樁的位置數(shù)量等信息。

邊欄圖如下圖2-4，邊欄信息通常要包含角圖章，圖紙版本信息，引用的通用圖信息等。除此之外，各項(xiàng)目的要求不盡相同。本文采用中亞天然氣管道的施工圖作為參照進(jìn)行描述，在這個(gè)項(xiàng)目的圖紙中，邊欄還要包括穿跨越表和平面轉(zhuǎn)角表。穿跨越表要依次詳細(xì)羅列在本張圖紙中管道穿越的河流、水渠、道路、鐵路、其他管道和高壓線的名稱、等級、規(guī)格、穿越點(diǎn)里程等信息，平面轉(zhuǎn)角表要計(jì)算本張圖紙中涉及平面轉(zhuǎn)角的編號、角度、位置和轉(zhuǎn)角的線性參數(shù)。

2.2施工過程中的主要變動

雖然線路施工圖是管道施工的指導(dǎo)藍(lán)圖，是施工的依據(jù)，但是因?yàn)楦鞣N主客觀因素的影響，施工過程中并不能做到與圖紙完全的一致，總會發(fā)生一定的變動。比如有的項(xiàng)目批復(fù)或施工周期太長，在施工階段發(fā)生因城市規(guī)劃變更城市土地征用導(dǎo)致的管道無法按照施工圖設(shè)計(jì)走向開工，不得不進(jìn)行線路的水平走向變更，這會影響線路平面圖的繪制;比如在施工過程中為了開辟可運(yùn)行施工機(jī)械的作業(yè)帶，對山體進(jìn)行的大規(guī)模切削土石方，地貌恢復(fù)并不能恢復(fù)山體原狀，比如在偏遠(yuǎn)地區(qū)，為了便于運(yùn)營單位未來對管道的管理和維護(hù)，對地形地貌進(jìn)行了道路化修整，不能與施工前地貌一致，這些都會導(dǎo)致地面線的變化;比如在開挖土石方量和冷彎管制造的成本核算策略中，在滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下進(jìn)行一定冷彎管數(shù)量和埋深位置的變更，比如冷彎管和熱煨彎頭的使用比選中，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下進(jìn)行互相替代的變更，這些都會影響線路縱斷面圖的繪制;比如在施工階段管道途徑區(qū)域?qū)Ρ葴y量階段道路河流水渠數(shù)量、等級、寬度的變化，進(jìn)而影響管道的穿越形式、穿越長度、深度和保護(hù)措施等。另外在實(shí)際施工中還會對某些測量的信息進(jìn)行修正。這些都會影響圖紙邊欄的標(biāo)注;而以上這些內(nèi)容的變更最終都會影響圖紙信息欄數(shù)據(jù)的計(jì)算。

2.3竣工圖的編制依據(jù)

線路施工圖是以設(shè)計(jì)階段的測量信息為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算和繪制的，那么竣工圖則應(yīng)該是以管道施工完畢，管溝回填地貌恢復(fù)后的測量信息為依據(jù)進(jìn)行繪制?？⒐D的框架仍以施工圖為模板，只對所有設(shè)計(jì)信息進(jìn)行更新，以便將最準(zhǔn)確的管道現(xiàn)行狀態(tài)提供給運(yùn)行單位，保障運(yùn)行和維護(hù)工作的開展。如線路發(fā)生改線引起管道平面走向的變更、水平長度的增減，則將受到影響的施工圖全都提取出來重新繪制平面圖，在原施工圖紙編號不改變的前提下，如水平長度增加，可將增加段安插在受影響的兩張相鄰施工圖中間，單獨(dú)命名繪制;如水平長度減少，可刪減受影響區(qū)段的圖紙;這樣能保證不影響到改線段前后未被波及線路段的竣工圖繪制。管道的縱斷面圖應(yīng)以鋼管每道焊口的坐標(biāo)信息為依據(jù)進(jìn)行繪制，注意坐標(biāo)采集時(shí)一定要是包含海拔高度在內(nèi)的三維坐標(biāo)，這樣才能明確地面線以及管道頂部在地面以下的位置。以鋼管焊口坐標(biāo)為依據(jù)繪制縱斷面圖，解決了土石方開挖、彎管替換、穿越變化等因素造成的管線位置變化問題。地面線按照焊口頂部的地表坐標(biāo)進(jìn)行繪制，這就解決了因施工切削方、道路修整、地貌恢復(fù)等因素造成的地面線變化問題。施工信息欄、穿越信息欄和平面轉(zhuǎn)角信息按照測量情況重新計(jì)算，重新進(jìn)行標(biāo)注。

三、竣工圖編制方法研究

3.1編制基礎(chǔ)信息表格

線路竣工圖以完工后的測量信息為依據(jù)，同時(shí)以施工圖為模板進(jìn)行繪制，因而首先需要明確每張圖紙需要的測量信息，并以單張圖為單位編制一個(gè)需求表，提交給相關(guān)單位進(jìn)行現(xiàn)場測量。

需求表如下圖3-1，內(nèi)容為焊口編號，該焊口編號的水平坐標(biāo)、海拔高度，焊口上方地表面的海拔高度，以及鋼管的埋深。

3.2計(jì)算竣工圖更新數(shù)據(jù)

有了相關(guān)單位的測量數(shù)據(jù)，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，測量數(shù)據(jù)只是竣工圖繪制依據(jù)，實(shí)際繪制的過程中，我們還需要編制更精確的excel表格，進(jìn)行填充和完善。每張圖紙對應(yīng)一個(gè)excel表格，按照圖號進(jìn)行命名。如下圖圖3-2

竣工圖表格分兩大部分內(nèi)容，一部分是測量出來的數(shù)據(jù)，包括管徑、壁厚、單根鋼管長度、焊口編號、水平長度、以及焊口的三維坐標(biāo)、地面坐標(biāo)等。這些從圖3-1的表格中得到，我們直接復(fù)制粘貼到下圖圖3-3中。

竣工圖表的另一部分內(nèi)容是計(jì)算內(nèi)容，以測量的內(nèi)容為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)樽罱K這些數(shù)據(jù)要體現(xiàn)在AUTOCAD圖紙中，所以我們要將測量數(shù)據(jù)和計(jì)算內(nèi)容針對相應(yīng)的CAD圖紙進(jìn)行優(yōu)化。將圖紙中的所有焊口坐標(biāo)進(jìn)行列表，每個(gè)坐標(biāo)是一個(gè)點(diǎn)，所有點(diǎn)連接起來就是管道的理論形狀。同理地面線也如此?？紤]到在每張施工圖中并不會按照管道的真實(shí)坐標(biāo)進(jìn)行排版（這個(gè)無法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槭┕D不可能與施工現(xiàn)場1：1的比例繪制，即便平面圖按照真實(shí)坐標(biāo)進(jìn)行排版，縱斷面圖和平面圖在同一張圖紙里面，也無法對應(yīng)真實(shí)坐標(biāo)），因而我們需要將測量而來的坐標(biāo)通過計(jì)算轉(zhuǎn)換成CAD中的坐標(biāo)。

首先我們要在CAD圖紙上找到一個(gè)點(diǎn)，比如縱斷面圖框的左下角A點(diǎn)（如圖3-4），將A點(diǎn)在本張CAD中的坐標(biāo)作為定位點(diǎn)，如圖3-5中第二、三行分別為A點(diǎn)在這張CAD圖紙中的XY坐標(biāo)（129，195）?？磮D3-4可知，A點(diǎn)的X坐標(biāo)同時(shí)是管線起點(diǎn)B和地面線起點(diǎn)C的X坐標(biāo)，接下來我們需要確定B和C點(diǎn)的Y坐標(biāo)，從圖中可以看出，兩個(gè)點(diǎn)的Y坐標(biāo)分別是對應(yīng)該點(diǎn)管線和地面線的地面標(biāo)高（即來自于圖3-3的“Z”列和“地面標(biāo)高”列的數(shù)據(jù)）。

如下圖3-5中，P列為單根鋼管長度按照圖紙比例縮放后在該CAD圖紙上所占的長度（圖紙比例尺參加圖3-6），Q和R列分別為每條焊縫的X和Y坐標(biāo)。

P列第一個(gè)數(shù)據(jù)是管道在這張圖紙上的起點(diǎn)，所以為0。第一道焊口之后為第二根鋼管，參見圖3-3第二根鋼管的長度為6.21m，折合在CAD的長度為6210mm，由圖3-6可知橫向比例為1：2000，則鋼管在CAD中的長度應(yīng)為： ，由此得出P列第二個(gè)數(shù)據(jù)為3.11。該列余下的數(shù)據(jù)算法同理。

Q列第一個(gè)數(shù)據(jù)是B點(diǎn)的X坐標(biāo)，同A點(diǎn)為129，第二個(gè)點(diǎn)應(yīng)為第二道焊縫，其X坐標(biāo)應(yīng)為第一道焊縫坐標(biāo)加上第二根鋼管長度，即 。該列余下的數(shù)據(jù)算法同理。

R列第一個(gè)數(shù)據(jù)是B點(diǎn)的Y坐標(biāo)，需要進(jìn)行計(jì)算。參見圖3-6，在圖紙上縱向比例尺為1：200，通過計(jì)算可以得出每1米在圖紙上對應(yīng)的長度為 。參見圖3-4，A點(diǎn)的Y坐標(biāo)195對應(yīng)的海拔高度為540m，參加圖3-3，B點(diǎn)的海拔高度為559.17m，由上可以計(jì)算得出B點(diǎn)的Y坐標(biāo)為 。由此得出R列的第一個(gè)數(shù)據(jù)為290.85。該列余下的數(shù)據(jù)算法同理。

S列數(shù)據(jù)即為將每道焊縫的XY坐標(biāo)（對應(yīng)的Q列和R列數(shù)據(jù)）放在一起，以便在CAD中畫圖時(shí)使用，如第一道焊縫在CAD圖紙中的坐標(biāo)為（129，290.85），之后每一道焊縫的數(shù)據(jù)獲取方法同上。

T列數(shù)據(jù)為每一道焊縫對應(yīng)地表的XY坐標(biāo)。X坐標(biāo)同焊縫一致，即為Q列數(shù)據(jù)。Y坐標(biāo)的計(jì)算方法同R列的計(jì)算方法相同，其海拔高度數(shù)據(jù)來自于圖3-3中“地面標(biāo)高”一列。

3.3數(shù)據(jù)導(dǎo)入竣工圖紙

竣工圖繪制的最后一步是將計(jì)算數(shù)據(jù)導(dǎo)入到CAD圖紙中。在以施工圖為模板編制竣工圖的過程中，圖紙需要更新的內(nèi)容不會完全相同，每張圖紙一定需要修改的內(nèi)容是地面線位置、管線位置、地面標(biāo)高數(shù)據(jù)、管頂標(biāo)高數(shù)據(jù)、埋深數(shù)據(jù)。而在第二章第2節(jié)中涉及的其他改變內(nèi)容并非普遍存在，只會在某些圖紙中單獨(dú)出現(xiàn)，這些單獨(dú)出現(xiàn)的問題，只需要把相應(yīng)圖紙參照施工后測量信息修改即可。因修改不具備共性，修改數(shù)量不多，且不存在特別的難度，因而在此不再贅述。只提醒注意修改的內(nèi)容分布在管道圖、施工信息欄和邊欄三部分中，修改時(shí)要仔細(xì)，不要漏過圖紙的任何一部分。

管線和地面線的繪制來自于圖3-5，每張圖紙對應(yīng)管道的所有焊口和頂部地面坐標(biāo)均已摘出，分布于S列和T列中，導(dǎo)入CAD時(shí)只需復(fù)制整列數(shù)據(jù)，使用“畫多段線”命令，然后將數(shù)據(jù)粘貼到命令欄即可在CAD圖紙中繪制地面線和管線。

接下來是三行數(shù)據(jù)以及每個(gè)數(shù)據(jù)所在位置的小豎線在施工信息欄的標(biāo)注。

在CAD中畫線段的命令串順序如下：line→起點(diǎn)坐標(biāo)→終點(diǎn)坐標(biāo)→確認(rèn)，因而我們直接在表格中設(shè)置cad的命令信息，如圖3-7中的X列信息，第一行為line命令，第二行為小豎線的起點(diǎn)坐標(biāo)，第三行為小豎線的終點(diǎn)坐標(biāo)，第四行空格，完成該條豎線的繪制命令串。接下來兩行無效命令后，開始第二個(gè)數(shù)據(jù)對應(yīng)豎線的繪制。操作的過程中只需要復(fù)制圖3-7中X列的數(shù)據(jù)（從line開始），然后在cad命令欄粘貼即可。

圖3-7中Z列和AB列的數(shù)據(jù)設(shè)置同上，繪制方法同上。

在CAD中輸入文字的命令串如下：dtext→文字輸入的位置→字體大小→字體翻轉(zhuǎn)角度→輸入文字的內(nèi)容→確認(rèn)。在圖3-7中Y列的每行內(nèi)容對應(yīng)CAD每一步的命令。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入CAD圖紙的方法也同上。

圖3-7中AA列和AC列的數(shù)據(jù)設(shè)置同上，繪制方法同上。

在此需要說明的圖3-7中數(shù)字的來源。X列第一行數(shù)據(jù)即為點(diǎn)D（參見圖3-8）的坐標(biāo)（164.43，128），因小豎線的長度設(shè)計(jì)為2，所以第二行數(shù)據(jù)的X坐標(biāo)同上，Y坐標(biāo)為D點(diǎn)的Y坐標(biāo)+2，即為（164.43，130）。該列每五行為一個(gè)命令循環(huán)，接下來往后的小豎線數(shù)據(jù)計(jì)算方法均同此理。

Z列和AB列的第一行數(shù)據(jù)則分別對應(yīng)圖3-8中E點(diǎn)和F點(diǎn)的坐標(biāo)。其他內(nèi)容的計(jì)算方法同上。

Y 列的第一行數(shù)據(jù)為圖3-8中第一個(gè)數(shù)字的輸入位置，即在第一條小豎線的終點(diǎn)（164.43，130），第二行數(shù)據(jù)表示輸入文本尺寸設(shè)置為3，因CAD數(shù)字輸入默認(rèn)為橫向，我們需要的數(shù)字是豎向，所以接下來第三行數(shù)據(jù)意為翻轉(zhuǎn)90°，第四行數(shù)據(jù)為該位置的數(shù)字文本為555.47。該列數(shù)據(jù)同樣每五行為一個(gè)命令循環(huán)，接下來往后的數(shù)字輸入方法均同此理。

AA列和AC列的內(nèi)容同上。

四、結(jié)論

一份施工圖從設(shè)計(jì)單位編制完成到交付施工單位，再到施工單位完成施工任務(wù)的過程中，難免會遇到因原材料、工期、氣候、使用功能、施工技術(shù)等各種因素的制約而發(fā)生變更、修改，工程竣工后工程實(shí)況必然會存在多多少少與施工圖紙的不符，如果施工圖沒有進(jìn)行嚴(yán)格審查，只修改圖號等基礎(chǔ)信息便草草歸檔，勢必給工程的維修、改建、擴(kuò)建、城市規(guī)劃等帶來嚴(yán)重隱患。因此工程竣工以后，必須依據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)變更文件、工程談判記錄、工程復(fù)測數(shù)據(jù)等有效文件對圖紙進(jìn)行重新繪制，使竣工后的工程實(shí)體與竣工圖紙保持一致。

因?yàn)槊繌埦€路施工圖紙是定長的，連續(xù)的圖紙示意的是里程連續(xù)的管道，這種特殊性導(dǎo)致竣工圖一般以施工圖為模板進(jìn)行繪制，而不能完全重新編制。這樣的繪制方式保證了圖框和圖紙信息的完整性，在竣工圖繪制過程中只需要修改施工發(fā)生變化的內(nèi)容即可。文中本人針對油氣長輸管道施工圖和竣工圖的異同進(jìn)行了比較，對管道施工過程中的變動進(jìn)行了分析，對修改內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)，并對繪制方法進(jìn)行了一定的研究和介紹，主要目的是探索在保證竣工圖精確度的前提下如何實(shí)現(xiàn)最簡單最省時(shí)的繪制。如有不妥之處，請多多指正。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

李曉峰（1986.04-），男（漢族），山東萊西人，工程師，工學(xué)學(xué)士學(xué)位，南開大學(xué)工程管理碩士在讀，目前就職于中國石油管道局工程有限公司東南亞項(xiàng)目經(jīng)理部。